煤矿采矿方法大全11篇

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煤矿采矿方法

篇(1)

中图分类号:TD82 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)05-0380-01

一、当代煤矿井下采矿形势分析

煤是人们重要的能源之一,并且拥有悠久的历史。对如今人类的社会发展以及文明的进步有着重要的作用。早在新石器时代,就有将煤作为燃料使用煤的记录。据记载,美国拥有它的第一个商业煤矿是维吉尼亚州的Midlothian,于1748年开始开采。随着工业革命的开展,煤成为主要的能源,煤矿的数量大幅上涨,但是矿难的数量也与日俱增,并成为严重的社会问题。而经济发展的今天仍然有几千人每年死于矿难 。而作为将煤作为主要能源的中国,煤矿安全是一个亟待解决的问题。据统计在2003年,中国生产了世界约35%的煤,但在煤矿事故死亡人数上却占约80%。常见的矿难有:瓦斯爆炸、煤尘爆炸、瓦斯突出、透水事故、矿井失火、顶板塌方等。

煤矿井下采矿生产技术和采矿方法对于煤矿的产量、效率、安全性有着直接的影响。如果选择错误的煤矿井下开采技术和采矿的方法,不仅不利于开采煤矿的顺利进行,而且还会对井下采矿的工作人员造成生命安全的威胁。所以为了防止煤矿事故的发生以及促进煤矿工程的顺利进行,煤矿公司应该根据实际情况和自身的情况来选择合适的煤矿井下采矿生产技术和采矿方法,这样才能保证采矿作业的安全和高效的统一。另外,采矿公司应该不断进步,提高自身的技术水平,改善采矿的方法,与时俱进,推陈出新,这样才能获得高的经济效益。

二、煤矿井下开采方法简述

1.选择高度集约化开采技术

煤矿企业在采矿工程中应建设生产高度集中,可靠性高的高产、高值、高效的矿井开采技术,并且不断引进各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺,构建简单、高效、安全的生产体系。在此基础上,还应根据实际的情况不断优化采矿的方法,扩大采矿方法的适用范围,提高煤矿开采作业的现代化生产水平。除此之外,还应该提高煤矿开采的机械化水平和程度,通过各种高产和高效的机械化设备能够顺利地达到开采的目的。例如,采用合适的支架设备来加固矿井围岩的稳定,并采用相关监控设备对支架的位态、支护质量、围岩状态进行监控,而后根据监控信息诊断采煤机和矿井的实际状况,通过电液控制阀组操纵支架和改善支架、围岩系统控制,完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息自动采集系统;乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断:采煤机在线与离线相结合的油、磨屑监测和温度、电信号监测;带式输送机、刮板输送机全面状态监控。从而为实现高产、高效采矿奠定坚实的基础。

若开采浅埋藏、硬顶板、硬煤层的煤矿,应将重点放在以下的技术难题上――埋深浅控制技术、硬顶板控制技术、硬煤层处理技术。硬顶板控制技术主要是研究埋藏浅、低压小的硬厚地板技术,通过顶板快速处理技术室直接顶能够随采随冒,使顶煤的回收率得到提高。这不仅有利于顶煤的破碎,而且有利于煤矿的安全生产。

2.缓倾斜长壁薄煤层的开采

煤矿公司应选择可靠性高、体积小且功率大的薄煤层采煤机或刨煤机。除此之外,还应选择合适的采煤机来加固采煤机的稳定性,同时根据开采的薄煤层和选择的采煤机实际情况选择相应的高效配套开采技术,这样更能发挥出采煤机或刨煤机的作用,提高煤矿开采的工作效率。

三、煤矿井下开采的生产技术简述

总的来说,深矿井开采技术的重点就是开采矿压控制、井巷布置、冲击地压防治、瓦斯和火灾防治等。这是煤矿井下开采生产技术应该解决的技术难点,目前我国的煤矿井下开采技术有了一定的提高但仍有很多不足,这些问题的解决能够促进我国的煤矿井下开采技术有一个新的提高。

1.巷道布置开采技术

巷道是煤矿中的一个重要部分,它的布置的合理程度直接影响到煤矿井的工程能否顺利进行,也直接影响到煤矿井的开采成本的高低。所以,煤矿公司应该重视巷道的布置,应实地考察矿井,结合自身的井下采煤的方式,做出最合理的矿井巷道布置。在研究巷道布置的时候,应该将煤矿的开采技术、煤矿的作业条件和矿井的地势状况等因素考虑在内,这样不仅能节约运输成本和节省工程时间,还有利于提高煤矿的工作效率。

2.采场围岩控制技术

采场围岩控制技术对于我国的煤矿安全事业具有十分重要的意义,采场围岩的不稳定必然会造成采矿工作人员的安全隐患。在另一方面,结合现代化理论和分析法、计算测量技术,可以得出煤矿的地质结构情况。所以,应进一步完善围岩控制技术理论,这不仅能够保障煤矿开采的安全性,而且能将对煤矿采场的岩层情况置于掌握中,为井下开采提供便利。

坚硬岩层顶板和破碎岩层顶板是煤矿井顶板主要的两种类型。传统的岩层处理方法是采用深孔预裂爆理技术、高压注水处理技术等。但由于实际操作复杂、成本高的特点,与现在高技术、低成本的要求相悖,所以逐渐不能在适应采矿工程发展需要,面临被淘汰的局面。所以岩层顶板处理技术的革新和进步是十分重要的,是必然的趋势。

3.“三下”采煤技术

通过提高数值模拟计算和相似材料模拟等,研究与应用各种充填技术和组合充填技术,村庄房屋加固改造重建技术,适于村庄保护的开采技术;研究开采上覆岩层运动和地表下陷规律,研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数,发展沉降控制理念和关键技术,包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统;研究近水体的开采设计,工艺参数和装备,提出煤炭开采和煤炭城市和谐统一的开采沉降控制等技术。

结束语:中国的储煤量大,分布广泛,所以我国的煤层储存条件十分多样。我国主要的煤矿煤层是缓斜、倾斜和急斜三种,其中缓斜占主要部分。但煤层的多样导致我国采煤方式的多样性。随着长期的实践和探索,采煤的生产技术有了很大的提高,采煤的方法也有很多的创新。但是随着时代的发展。采矿的技术和方法也需要不断地革新。这不仅有利于进一步改善煤矿的安全条件,也有利于提高煤矿的效率,取得更好的经济效益。

参考文献

[1] 杨玉敏.浅谈我国煤矿开采技术的发展[J].China’s Foreign Trade. 2011(20).

篇(2)

中图分类号:X752文献标识码: A

引言

矿产资源是人类生产生活中必不可少的重要资源 ,采矿作业主要就是采取科学的工艺技术对地表或地表以下的矿产资源进行开采、开发。采矿工艺技术直接影响着采矿作业的效率、质量、安全以及效益 ,所以 ,采矿工艺技术必须与时俱进 ,只有这样才能满足矿产生产和采矿企业发展的需求。旨在与同行进行业务交流 ,以期推进我国采矿工艺技术的发展。随着社会经济的不断发展,人们对矿产资源的需求量越来越大,因此为了使其生产质量和效率得到进一步的提升,就将许多现象的科学技术应用到其中,并且根据当地煤矿生产的实际情况,来对采矿工艺进行合理的选取。不过,从当前我国煤矿采掘的现状来看,这些采矿工艺在运用的过程中,还存在着许多的问题,这就对我国矿产行业的发展有着严重的影响,为此就要对这些采矿工艺进行相应的完善和改进,使其生产质量和效率得到有效的提升。

一、煤矿的开采方法

在当前我国煤矿行业发展过程中,人们所采用的采矿方法有很多,这些方法都有效的提供煤矿生产质量和效率,但是也存在许多的缺点,因此我们就要在煤矿生产的当中,就要根据实际情况和相关要求,来对其采矿工艺和设备进行相应的优化,从而使得煤矿生产的安全性和效益得到进一步的提升。而且随着科学技术的不断发展,人们也将一些先进的技术手段、理念和设备应用到其中,这就使得煤矿生产的社会效益、经济效益和生态效益得到有效的提高,从而推动我国采矿行业的稳定发展。目前,我们在煤矿开采的过程中,所采用的开采方法有很多,其中常见的主要有露天开采、井下开采以及极倾斜煤层开采方法这三种,它们在不同的煤矿生产工程中都有着不同的应用效果,下面我们就对这几种常见的开采方法进行介绍。

(一)井下开采

所谓的井下开采,顾名思义就是在煤层中设置一定的倾角,通过水平开采的方式,在矿井下来对矿产资源进行生产。一般来说,我们在采用井下开采方法的时候,通常都会将矿区划分成多个区域,从而对根据每个不同采区的实际情况,对其生产工艺进行适当的改进,从而使得煤矿生产的效率和质量得到保障。目前,我们在井下开采的工程中,人们主要是将其分成水采和旱采这两种,人们可以根据其施工环境的不同来对其进行选用。虽然这种开采方法在运用时,有着较高的生产效率,可以很好的节约工程施工的成本,但是其回采效率比较低额,而且煤矿生产的危险性也比较高,这就对整个煤矿企业的安全管理工作有着极为严格的要求。

(二)露天开采

对露天开采来说,可以将井田分成许多的水平分层,可以采取自上而下的逐层开采的方法。首先使岩层松动破碎,进而再用采掘设备把岩煤的整体开采出来,再通过运输的设备将其运送到指定的地点。采用露天采煤的最大特点就是不受生产空间的限制,可以减少开采的成本,还能够采用一些比较大型的开采设备,生产的效率也比较高。此外,还可以是煤炭资源回采的效率得到不断提高,实现资源有效利用,在开采上不存在很大的安全隐患,可以确保开采工作人员在开采过程中的人身安全。然而,运用露天开采的方式占用了大量土地,对环境的污染也是比较严重的。

(三)极倾斜煤层开采

这种煤矿开采方法在实际应用的过程中,主要是通过对煤区的合理划分,根据煤矿生产的相关要求和规范,来对采取的煤炭进行充分的采矿。而且在不同煤区中,其采矿工艺和生产设备的要求也就不一样。另外,为了保障煤矿开采工作的顺利进行,人们也要对煤矿生产的相关设备和安全工作进行严格的控制管理,使得煤矿生产的安全性得到进一步的提升。

二、适合我国煤矿开采的一些新技术

(一)炮采放顶煤法

这种方法大多用于煤层五米以上厚度的倾斜或者极倾斜煤层。由支柱部分和顶梁部分组成的滑移顶梁,在顶梁及前梁的弹簧上必须要有前梁和后梁经过,或是同导向槽相连接的,并且还有两个到五个数量不等的液压单体柱作为支架支柱。可以在后梁的尾端安置尾梁,在前梁额前端安置挑梁,这样支架在比例上就相对较安全可靠,结构也比较简单,质量也较轻,自己可以移动,在拆卸和安置上也较为方便的,且成本比较低,适应性比较强。

(二)伪倾斜的柔性掩护支架采煤法

采煤法工作面区段的高度关键取决于煤层倾角的大小,伪倾角的柔性掩护支架的采煤方法能够变缓工作面的倾角,加之其工作面偏长一点,因此其长壁采煤法巷道部署和生产系统及掘进的效率不太高的各种相关特征都是因煤层的缓斜或倾斜引起的,为了隔开工作和采空区的空间,采用该种方法在掩护支架上是极其合适,既可以创造良好的条件保证生产的安全进行,又可以将复杂的顶板办理工作简化,将劳动的强度有所减弱,使工作面上的煤炭得以自溜。

(三)小阶段爆破落煤米煤法

把区段内的煤体分成多个小的区段而进行的无设备、无支护、无人员的工作场面,该方法即为小阶段的爆破落煤的采煤法。此方法要求煤层的厚度应该 3.5到 7.5米,煤层的开采倾斜角必须大于400,且顶底板不容易滑落的这种不规则的煤层,比如低瓦斯的矿井。此种方法的最大特点就是有极好的安全性,工效比较高,回采的工艺也相对较简单。然而通风的系统相对较复杂,回采率普遍偏低,在风流的分配上也存在极大的困难。

(四)刨煤机采煤方法

运用刨煤机采煤方法能够在很大程度上提高煤炭的生产效率,该方法也是对中等级煤层的开采方法初次的成功技术典范,其每刀截面的深度依照煤层的硬度能够达到二百五十毫米,其智能的驱动系统也是现阶段在工作面上输送机和刨煤机应用最普遍的系统,加之支架控制系统可靠地配合,就使采煤的工作面顺利实现了全部自动化。刨煤机相对于滚筒采煤机来说,其操作比较简单。滚筒的采煤机需要专门的人员依据可弯曲的铠装输送机平面来找平。对于刨煤机来说,只需要通过无极绳来牵引机体就可以,此外还能够在可弯曲的铠装工作面的输送机上来焊接导轨,在割煤工作中就能够在工作面沿着导轨进行滑行。

总而言之,煤矿采矿业发展的主题一定永远都会围绕采煤方法的不断完善以及采煤技术的不断进步,主要因为其既对煤矿开采各环节的变革有一定促进作用,还可以使煤矿的效率和产量得到提高,也可以实现技术的安全和可靠性。

结束语

煤矿采矿业发展的主题一定永远都会围绕采煤方法的不断完善以及采煤技术的不断进步,主要因为其既对煤矿开采各环节的变革有一定促进作用,还可以使煤矿的效率和产量得到提高,还可以实现技术的安全和可靠性。不同的地质条件的矿山所采取的采矿方法也各不相同 ,而不同的采矿方法 ,其采矿工艺流程、采矿机械设备、采区巷道布置和开采顺序也不同 ,因此 ,采矿企业必须紧密结合实际情况选择合适的采矿方法 ,以此提高企业的经济效益。

参考文献:

篇(3)

中图分类号:TD163 文献标识码:A

煤矿开采技术和改革随着当今科技经济发展新形势以及地方煤矿的发展需求影响而必须面向经济建设主战场,使其能够在煤炭开采技术的前沿有立足之地,并且能够对解决煤炭工业工程的实际问题起到一定的作用。因此,如今越来越多煤矿采矿技术和开采方法被广泛应用,它们也会起到越来越重要的作用。

一、我国的煤矿

我国虽然说从油和气贮藏而言方面是一个相对贫乏的国家,但是我国的煤炭含量却是

相当的富有,在一次性能源中煤炭就占了70%左右。可以说,长期以来煤炭一直是我国一次性能源结构中的主要能源。越来越多的生态问题也随着煤矿越来越大的开采规模而被凸显出来,比如说像是建筑物和农田的大量被破坏、堆积成山的矸石、径流量逐渐减少的河川、严重干枯的地下水供水水源、土地沙漠化的日趋恶化、地下水中矿物内的有害物质越来越多等现象都是由于煤矿的开采而引起的。由此,采取合理的开采技术以及有效的开采方法和防止措施,这对于煤矿开采实施可持续发展战略也就显得尤为重要。

煤矿开采的中长期研究开发和技术储备是需要重点从事的工作内容,这样才能够保障采矿新技术能够紧随产业科技前沿步伐。将主导的核心技术定位于煤矿开采技术及配套装备,这不仅能使技术占领制高点,还能够保障煤矿产业的生存和发展。

二、适用于我国煤矿采矿中的新技术

生产能力较小的煤矿、复杂的地质构造引起的煤层赋存变化大、急倾斜煤层和薄煤层占了一定数量,这几点给许多地区的开采都带来了较大困难,因此,为了使矿井的高产高效得到提升,对于采矿技术的分析和开发就变得至关重要了。单一长壁采煤方法对于煤矿而言已经日趋成熟,像是放顶采煤技术、采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法应对急倾斜煤层、小阶段爆破落煤等采煤方法就是现今主要发展的几种方法。

(1)采煤技术中的炮采放顶煤。首先就是主要针对煤层厚度为5m以上的倾斜和急倾斜煤层的滑移支架放顶煤采煤法。是由顶梁和支柱两个部分组成滑移顶梁,顶梁和前梁弹簧钢上必须有前梁和后梁经过,或者说是与导向槽连接,且有2-5个数量不等的液压单体柱为其支架的支柱。除此之外,其探梁或者是挑梁是可以安置在前梁前端的,尾梁是可以安置在后梁尾端的。这样的滑移顶梁支架不仅具有比例安全可靠的优势,而且还具有可以自移、较轻的质量、简单的结构、拆卸安置便利、较低本钱、较强适应性等优点。因此,这是适合广泛推广运用于中小型煤矿中的开采技术。但是,就工作面而言,其偏低且较差稳定性的支架初撑力和工作阻力,这是滑移支架开采所面临的主要难题。第二个就是二型钢梁放顶煤开采,它是将二型钢梁、单体液压支柱对棚架设的方式采用至二型钢梁放顶煤上作面支护,将放炮落以及人工破网放煤采用至工作面,并对其进行分别采放。这类应用比较适合于乡镇煤矿、煤层变化较大赋存条件或者是较低水平技术的地区。

(2)采煤技术中的伪倾斜柔性掩护支架采煤法。煤层倾角的大小决定了这种采煤法的工作面区段高度,其工作面的倾角会随着伪倾斜柔性掩护支架采煤法而变缓,加上其较长的工作面,从而其长壁采煤法巷道部署、生产系统简单以及掘进率低的相关系列特征都是由于具有缓斜、倾斜煤层导致的。为了达到隔开工作空间和采空区的目的,将这种采煤方法应用于掩护支架是极为合适的,它不仅能将复杂顶板的办理工作大大简化,还能够创建一个良好的条件保障生产安全,将工作面煤炭自溜,使得劳动强度减弱。对于开采倾角大于印而言这种伪倾角柔性掩护支架采煤法是最合适不过的了。

(3)采煤技术中的小阶段爆破落煤采煤法。将区段内煤体分成多个小区段而进行的无人员、无设备、无支护这样“三无”的工作面开采采煤方法被称之为是小阶段爆破落煤采煤法。对于开采倾角大于400的范围、厚度为3.5-7.5m且顶底板不易滑落的不规则煤层,最适用的采煤技术就是小阶段爆破落煤采煤法,比如说是低瓦斯矿井。较好的安全性、简单的回采工艺、较高的工效是它的优点特征,而相对的缺点就是较低的回采率、复杂的通风系统以及较困难的风流分配。

(4)采煤技术中的刨煤机采煤方法。刨煤机开采技术不仅对于煤炭生产效率的提升有着很大贡献,同时它也是中等及薄煤层开采初次进行成功的技术典范。其每刀截深根据煤的硬度可达到250mm,智能驱动系统是现今工作面输送机和刨煤机所广泛采用的系统,加上有支架控制系统的可靠配合,使得工作面采煤的全部自动化得以顺利实现。刨煤机相较于滚筒采煤机而言是比较简单的,滚筒采煤机是需要有专人根据可弯曲铠装输送机的平面进行“找平”,而刨煤机仅需要由一根无极绳对机体进行牵引,在可弯曲铠装工作面输送机上焊接导轨,使其割煤由工作面端头开始沿导轨滑行。

三、对采矿方法的简单分析

采矿方法发展到今天已经有超过100种,像空场采矿法、充填采矿法和崩落采矿法是目前最流行的以采矿过程中的地压管理方式为依据的三种方式。但是,当采矿方法运用不当时是会导致危险和危害出现的,以下将对其进行简单分析:

(1)为矿体开采带来不便与难度且使开采作业的危险性增加了一定幅度,这可能是由于矿体勘探的程度较低没有对埋藏情况和规模有清楚的了解、错误的对采场采准工程进行布置、对采准工程有欠缺或滞后等原因所引起的。

(2)冒顶、片帮、地压增大的隐患与危险等情况出现在开采作业中,这可能就是由于采矿方法或顺序不当所引起的。这不仅会使得不合适的开采工艺、复杂的安全生产条件以及顶板管理不方便等情况出现,严重的还会直接导致各种事故发生。

(3)地压在开采时增大、采场的顶板出现冒落、片帮、变形甚至被破坏的回采巷道等情况则是由于不合理的采场结构参数和回采顺序所导致的。

(4)人员由于回采工作面的人行通风天井与联络道没有贯通,使得他们进入回采工作面只能选择从出矿口进入,这样就无法保障他们的作业安全性。

(5)人员的通行会受间距过大的采场人行联络道影响而变得困难。

(6)由于不贯通的天井与上部中段平巷以及不畅通的通风条件,从而导致没有新鲜的风流进入采场,这样极易导致人员炮烟中毒事故的发生。

(7)人员由于采场作业在出矿口出矿或出矿中出现矿石悬空后进入而导致自身陷入矿石流中,从而引起伤亡事故的发生。

结语

采矿科学发展的主题永远都会围绕着采煤方法的完善和技术的进步,因为它不仅对煤炭开采的各环节变革有一定的促进带动作用,而且能够促使现代采煤的高产、高效、高安全性和高可靠性得以实现,将采煤技术和方法与现代的高新技术相结合就是其基本途径。

参考文献

[1]周思伟.倾斜煤层采煤方法与分析[J].中国新技术新产品,2010(02).

[2]吕文玉.薄煤层采煤方法优选与工作面长度优选研究[J].中国矿业大学(北京),2010.

篇(4)

中图分类号:X752文献标识码: A

前言

我国煤田成煤时期复杂、分布广泛、类型复杂,煤层中所对应的煤质以及含煤性能存在比较大的差异性,虽然缓斜煤层所占比例较大,但仍然存在一定的倾斜煤层以及急倾斜煤层。以上特性决定了我们需要加大对于多类型煤矿开采技术与工艺的研发,使不同煤层赋存条件下的煤炭资源均能够得到合理的开发与利用。

一、采煤方法和采煤工艺

煤矿开采技术是随着煤层赋存条件的不同而出现很大的差别。我国煤层赋存条件多种多样。目前我国重点煤矿缓斜、倾斜和急斜煤层可采储量分别为86.3%、10.1%和3.6%。这些特点决定了我国采煤方法必然是多种多样的。据不完全统计,我国目前的采煤方法有50多种,是世界上采煤方法最多的国家之一。采煤方法是煤炭工业的关键工艺技术,是建设现代化矿井的基础。

采煤方法是指根据不同的矿山地质及技术条件,可有不同的采煤系统与采煤工艺相配合,从而构成多种多样的采煤方法。如在不同的地质及技术条件下,可以采用长壁采煤法、柱式采煤法或其他采煤法,而长壁与柱式采煤法在采煤系统与采煤工艺方面差别很大。由此可以认为:采煤方法就是采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间和空间上的相互配合。但两者又是相互影响和制约的。事实上,许多种采煤方法正是在这种相互推进的过程中得到改进和发展,创造了新的采煤方法。

由于煤层的自然条件和采用的机械不同,完成回采工作各个工序的方法也就不同,并且在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合,称为采煤工艺。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革,现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性,基本途径是使煤矿采煤技术和现代高新技术的结合,研究开发力强、高效、安全、可靠、智能化和自动化的采煤设备和生产监控系统,改进和完善采煤工艺。

二、煤矿的开采方法

(1)露天开采

煤矿企业在煤矿开采过程中,最常用的开采方法就是露天开采,根据开采现场矿井情况,采用由上及下层层贯通的开采方法来对煤矿进行开采。开采煤矿时,需有专门人员来破坏煤矿表面的岩石结构,然后用专门的采矿机器挖掘矿藏,最后用相应运输装置把开采出土的煤矿运送到指定位置进行加工。这种采矿方法在中国煤矿企业中运用较多,因为其受环境限制比较小,同时该采矿方法有利于节约采矿成本,且其采矿效率较高,所以该开采方法在一段时间内促进了中国许多采矿企业发展,是一种较为稳妥的采矿方法。随着中国经济转型,环境友好型经济被人们所需要,而露天煤矿开采在挖掘过程中会产生很大环境污染,且其所需工作面积也比较大,这不符合中国当前经济形势。

(2)井下开采

井下开采煤矿,其含义就是在煤层中开辟一个倾斜入口,然后进行煤矿开采。在实际运用过程中,开采方在地下开采时会将开采的矿层划分为许多小空间,然后根据不同矿层区域的具体情况采取与之相对应的采矿工艺,以此确保开采质量和数量。目前,开采单位在井下开采过程中,根据井下所含水量的不同,将开采分为水采和旱采两种,人们可根据其所负责开采区域具体情况来选择开采方法进行开采。井下开采对中国采矿企业发展有一定帮助,它能极大提高采矿生产效率,并极大节约采矿成本,但其煤矿回采的利用率比较低,且人们在井下工作比较容易出现事故,所以采用该煤矿开采方法需要比较多安全配套设施,这对施工单位提出了严格的安全责任要求。

(3)极倾斜煤层开采

在实际运用中,该开采方法相对前两种方法使用较少。在煤矿开采要求和规范允许的条件下对工作区域进行科学分化,对采过的煤矿再一次进行充分挖掘。根据区域的不同其所采取采矿工艺也不同。而且,为保障煤矿开采工作运作良好,施工方要对开采现场所需安全设配进行监督,保证采矿人员安全。

三、煤矿开采技术

(1)应用高效集约化的煤矿开采技术

机械设备是煤矿开采的好帮手,在采煤设备的帮助下,煤矿开采不需要再采用炮采和人工开采,可以减轻劳动量,提高煤矿开采效益。在煤矿开采中要采用高效集约化的煤矿开采技术,应用高效简单的信息化系统,科学管理各种采煤机械设备,优化采煤工艺,保障采煤人员的人身安全,提高煤矿开采的经济效益。

(2)减少矸石排放的煤矿开采技术

当前的煤矿开采技术已经不足以满足煤矿开采需求,必须要积极创新,才能不断提高煤矿开采的经济效益。因此,要积极开发和应用煤矿开采工艺技术、开采巷道布置和煤矿地质条件的综合专家系统,使煤矿开采布置和采煤方法相互协调、相互适应。利用专家系统,布置全煤巷,开采单一煤层,不需要将矸石运出地面,简化煤矿开采工序,同步发展中掘和中采,提高煤矿开采的生产量。在未来的发展过程中,要重点开发高效、高产的矿井,优化巷道布置,简化煤矿开采工序。

(3)小阶段爆破落煤采煤技术

在煤矿开采过程中,采用小阶段爆破落煤采煤技术,可将煤矿采煤层分成多个爆破小段,按照不同的煤层,仔细放置雷管和炸药,确保煤矿爆破现场没有采矿支架、施工设备和施工人员,按照煤矿的开采层进行爆破。小阶段爆破落煤采煤技术多被应用在开采层倾斜度较大的煤矿开采过程中,煤层的厚度要超过5m,并且煤层顶板不容易脱落,具有良好的稳固性。小阶段爆破落煤采煤技术使用煤电钻在煤矿开采平巷中打眼爆破,每个开采区起爆和炮眼打眼同时进行,在回采工作面中,每推进20m要留出5m用来切顶煤柱,这种采煤技术的安全性较高,并且煤矿开采效率也很高,但是这种采煤技术存在一定危险性,对于技术人员的操作具有很高的要求,并且在这个过程中煤矿回采率很低。

(4)放顶煤综采技术

在理论上讲,产量的多少主要看放煤的速度。而需要说明的是,在某些条件下,使用这种技术的增产可能并不是很大,采用放顶煤综采技术是很好的方法,在以后的发展过程当中,随着采煤技术的不断发展,还可以通过系统控制的方法来使作业更加趋于自动化,并且以此来提高开采技术,获取更大的经济利益。

四、结语

总而言之,在实际生产过程中要对采煤各个环节进行升级和调整,保证煤矿利益及采煤人员人身安全。采用先进的煤矿开采方法和开采技术,结合不同煤矿开采的实际情况,选择合适的采煤工艺和方法,推动煤矿开采的自动化、系统化、机械化和大型化,从而达到更高产能、更加安全、更有效率的目的,这样才能走出一条属于我国自己集约化生产和发展的道路。

参考文献

[1]秦刚.煤矿开采技术方法的发展趋势研究[J].民营科技,2012,05:11.

[2]李峰.井下采煤生产技术及采煤方法的选择研究[J].科技与企业,2012,15:188.

[3]周玉龙.井下采煤生产技术及采煤方法的选择研究[J].科技与企业,2012,18:126-127.

篇(5)

中图分类号:TD823.49 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)01(a)-0048-01

科学技术的发展,煤矿需求量的不断增大,促使煤矿采矿技术与开采方法也在不断革新,应用新型的煤矿采矿技术与开采方法能够提高煤矿产量、保证煤矿开采安全、增加煤矿企业的经济效益,从而进一步促进我国国民经济的发展。因此,笔者结合自身实践经验对煤矿采矿新技术与开采方法进行分析与探讨,显得非常有必要。

1 煤矿采矿新技术

1.1 炮采放顶煤采煤技术

1.1.1 滑移支架放顶煤采煤技术

滑移支架放顶煤采煤技术是指在顶梁和前梁处设置弹簧钢或沟槽,在支架处布置大约3个左右的液体单体柱,而后利用销轴相连接。另外,还应在前梁处安装挑梁,在后梁处安装尾梁。采取这种安装方式具有能够自由移动、随意拆装、性价比高、对使用环境要求低等优点,因而,被频繁应用在煤矿采矿中。采用滑移支架放顶煤采煤技术能够获取较高的煤层高度,但是也存在支架支撑力不足、稳固性相对较低的缺点。

1.1.2 二型钢梁放顶煤开采技术

二型钢梁放顶煤开采技术主要是指在顶煤层架设二型钢柱和液压单体柱进行支护,且采煤与放顶不应作为一个整体部分进行,而是分成两个部分进行,而后采用人工爆破的方式进行采煤。二型钢梁放顶煤开采技术一般主要用于煤层结构不稳定的地区,该开采技术具有对设备要求低的优点,但是也存在操作复杂、对操作人员能力要求较高的缺点。

1.2 小阶段爆破落煤采煤技术

小阶段爆破落煤采煤技术的工作原理是将需要爆破的煤层细分为多个小段,而后将炸药、雷管按照煤层划分的段落仔细放置,最后在确保爆破现场没有多余物体时,例如采煤人员、施工设备、各种支架等,顺序的进行爆破。小阶段爆破落煤采煤技术通常多用于倾斜度较大的煤层,且煤层厚度约为5米,煤顶板稳固性好,不易脱落。小阶段爆破落煤采煤技术具有效率高、安全性好的优点,但是该技术也存在技术操作要求高、煤矿回采率低的缺点。

1.3 刨煤机采煤技术

刨煤机采煤技术主要适用于开采浅中层煤矿,通常刨煤机一次戳进深度能够达到25 cm。相较于其他采煤技术,刨煤机采煤技术机械化程度更高,节省了大量的人力劳动资源,有效降低了煤矿开采成本。随着科学技术的发展,刨煤机也在不断升级革新,逐渐向自动化、智能化方面发展。刨煤机采煤技术具有采煤效率高、节省人力劳动资源、成本费用低、安全性能高的优点。

2 煤矿开采方法

2.1 井下采煤

在进行井下采煤时,若是煤层倾斜角度大于10°,则应选择水平开采的方法进行采煤。采用水平开采法进行采煤时,应将采煤的作业面划分为多个区域,而后顺次进行开采。进行水平煤区开采时,将煤区划分为若干个大区,且煤区开采的顺序是由近到远。若是煤区煤层较多,则采煤的顺序是从上到下进行开采。井下采煤能够分为两大类,分别是旱采和水采,具体选择何种采煤方式应根据煤矿井中是否具有水来决定。若是煤矿井中没有水,则应选择旱采,且采煤的方法主要有柱式、壁式采煤法,具有作业效率高、施工简单的优点。

2.2 露天采煤

进行露天采煤时,首先应对采场煤层构造进行勘探,知道煤层结构后,在进行煤层水平面划分,而后按照由上到下的顺序逐层进行开采。露天煤层开采相对简单,利用机械设备将煤层表面的岩土层掘开露出煤层后便可进行开采。相较于井下采煤,露天采煤工作面广阔、工作环境良好、作业安全性也比较高。露天采煤能够利用大型机械设备,机械化程度较高,不仅大大提高了采煤效率,还有效的降低了人力劳动成本。另外,露天采煤的回采率较好,避免了煤矿开采过程中被大量浪费的现象。但是,露出采煤也存在一定的不足,其对采场周边生态环境影响极大。

2.3 急倾斜煤层采煤

在进行急倾斜煤层采煤时,煤矿企业必须进行多方面的综合考虑,例如采矿的方便性、回采是否便利等,从而对开采区域进行科学、合理的划分,这样有助于采矿作业的顺利进行,能够进一步加快煤矿采煤速度,提高煤矿生产效率。在采矿时,为了给采矿提供方便,还能够采取加长工作面长度和增加采矿层垂直高度的措施。另外,煤矿开采过程中,还应对巷道布置进行优化,加大通风设施的投入建设力度,从而为煤矿开采工作的顺利、安全、高效进行奠定坚实的基础。

3 结语

综上所述,本文从炮采放顶煤采煤技术,小阶段爆破落煤采煤技术以及刨煤机采煤技术方面进行了分析探讨,这对于加深煤矿采矿新技术认识有着非常重要的意义;另外,又从井下采煤,露天采煤以及急倾斜煤层采煤方面进行了分析探讨,这对于加深煤矿开采方法的认识同样有着非常重要的意义,不仅有助于提高煤矿企业的整体技术水平,提升企业的经济效益,还有助于进一步促进我国煤矿采矿技术的可持续发展。

参考文献

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一、引言

随着整个社会对煤矿需求量的增加以及科学技术的进步,在煤矿采矿中,为了提高效益,促进煤矿开采的发展,提高开采的效益,运用新技术和新的开采方法是一种必然趋势。文章主要结合煤矿采矿的实际情况,对新技术和新开采方法进行了探讨分析。

二、煤矿采矿的新技术

煤矿采矿是一项比较复杂的工作,同时也存在着较大的风险。在很多的地方,由于设备较差,技术水平不够,煤矿的生产能力比较小,并且地质构造复杂,薄煤层和急倾斜煤层较多,给开采工作带来了很大的困难,为了提高开采效益,需要采用新技术,以达到最好的效果。

1、炮采放顶煤采煤技术。该技术的运用比较广泛,主要包括以下两种类别。第一、滑移支架放顶煤采煤法。滑移顶梁包括两个组成部分:顶梁和支柱。前梁和后梁是通过顶梁、导向槽或者是前梁弹簧钢进行连接的,支架的支柱是液压单体柱,数量不完全相等,一般是2—5个。滑移顶梁支架具有多方面的优点,既安全又可靠,并且结构简单,质量较轻,能够自由移动,拆卸和安装方便,成本低廉,适应性强,在施工实践中具有广泛的运用。一般来说,当煤层厚度大于五米的时候,可以采用这种方法开采,它主要适用于倾斜和急倾斜煤层。第二、二型钢梁放顶煤开采。该方法的支护使用的是二型钢梁,运用单体液压支柱架设棚,工作面采用放炮落,人工破网放煤。如果煤层条件较差,或者技术水平较低,可以采用这种方法进行煤矿开采。运用二型钢梁对棚进行支护,运用放炮落煤,并且需要及时支护。对于放顶煤,采用分段、多轮作业方式,为控制放顶煤量,可以采用人工堵口的方式。

2、伪倾斜柔性掩护支架采煤法。该方法的工作面较长,倾角比较缓慢,其生产系统具有简单、掘进率低等特点。该方法将工作空间和采空区隔开,不仅简化了管理工作,还保证了生产的安全,降低工人的劳动强度,主要适用于开采斜角煤层。埋藏稳定、煤层厚度变化不大的可以运用该方法进行开采。在回采的过程中,回风巷需要将支架不断的接长,而进风巷的支架则需要不断的拆除。当工作面到达采区附近,则需要将支架全部回收。

3、小阶段爆破落煤采煤法。使用该方法,首先将区段内的煤层分成多个小区段,并且,在工作面没有施工人员,施工设备和支护措施。该方法主要适用于开采倾角大于四十度的情况,煤层厚度在3.5—7.5米之间,并且顶底板不容易滑落,不规则的煤层。它具有安全性强、回采工艺简单、工作效率高的特点。但是它也有回采率低、通风系统比较复杂等缺陷与不足。

4、刨煤机采煤方法。该技术最先在中等和薄煤层开采中得到了运用,适应了开采的实际,大大的提高了开采的效率。它的切割速度可以达到3m/s,功率可以超过800kW,每刀的切深可以达到25cm。刨煤机的开采系统简单,工作效率高,适应了煤矿开采的实际,能够收到良好的开采效果。目前,在实际工作中,采用智能驱动系统来驱动刨煤机,并采用可靠的支架控制系统,从而有利于实现采煤的自动化。此外,支架的前移也能够实现自动化,从而增加了支架的可靠性,也提升了整个系统的自动化。在适用范围上,刨煤机可以适用于特薄煤层的开采,最小的开采厚度可以达到0.6m。为了提高稳定性,便于实际操作和维修,采空区一侧的刨煤机导轨和附件需要焊接在输送机上面。为了减少粉尘的产生、防止部件过分磨损,还有必要安装刨煤机水平控制系统。

三、煤矿采矿的开采方法

就煤矿采矿开采方法来说,它包括很多种类,在施工中运用得比较多的,效果比较好的包括以下几种。

1、井下采煤。如果煤层的倾角大于十度的话,一般采用水平开采,对每一水平又将其分为若干的采区。先完成第一水平的开采,然后再进行下一水平的开采。对于近水平煤层的开采,应该将其划分为几个盘区,先开采中间的煤层,再开采较远的煤层。如果存在多个煤层,先开采第一水平最上面的煤层,再自上而下进行开采,开采完成之后,再向第二层转移。井下采煤又可以分为旱采和水采,水采的运用十分少,运用得多的是旱采。旱采又包括壁式和柱式两种采煤法。壁式采煤法产量大,效率高,柱式的支护费用低廉,节省成本,但是回采率也比较低。

2、露天采煤。对于露天采煤,通常将井田划分为若干水平分层,自上而下逐层开采。首先将岩煤松动破碎,然后使用采掘设备将岩煤整体采出,并通过运输设备运往指定地点。露天采煤具有生产空间不受限制,能够使用大型机械设备,生产效率高、开采成本低等特点。此外,资源的回采率比较高,可以对资源实现有效的利用,安全隐患小,可以最大限度的保护作业人员的安全。但是,露天采煤往往会占用大量的土地,也会对环境造成污染。

3、急倾斜煤层采煤。运用该方法采煤的时候,首先应当对采区进行合理的划分,尽可能的加大采区的尺寸和煤炭储量,在进行采区划分的时候,应该考虑生产设备和回采工艺的要求,进行合理的划分。为了使开采顺利进行,适当的加大采区的走向长度和阶段的垂直高度。在施工中,还要改进巷道的布置,优化生产系统。巷道布置一定要满足安全生产的各项要求,保证良好的通风性能。

四、结束语

总之,在煤矿采矿实际工作中,运用新技术和新开采方法具有重要的现实意义。它能够减少事故的发生,提高煤矿采矿的效益,促进整个煤矿采矿的发展。今后在实际工作中,要围绕煤矿采矿的实际情况,不断完善开采技术和开采方法,进而带动煤矿采矿的变革,提高煤矿采矿的安全性和可靠性,促进现代煤矿采矿的高产和高效,提高采煤的综合效益。

参考文献

[1]浦鹏.采矿新技术在乡镇煤矿中的应用[J].科技信息,2007(4)

[2]张继军.采矿新技术在小煤矿中的应用[J].黑龙江科技信息,2011(23)

篇(7)

1煤矿地下开采引起地表变形的作用机理

当地下煤矿的煤层开采后,在采空区上方及其周围的岩层移动将产生地表的移动与变形,或者产生塌陷区,当该变形作用于建筑物的基础时,将导致建筑物受到附加应力的作用,从而使地面建筑物产生变形与破坏。这种变形和破坏的原因主要有:

第一,由水平变形引起的破坏。水平变形表现为地表的拉伸和压缩。由于建筑物抵抗拉伸的能力远小于抵抗压缩的能力,拉伸的破坏作用最大,在较小的地表拉伸下就可能使建筑物产生裂缝。一般在门窗洞口的薄弱部位最易产生裂缝,砖砌体的结合缝亦易被拉开。地表压缩变形对建筑物的破坏主要是使门窗洞口挤成菱形,砖砌体墙产生水平裂缝,纵墙或围墙产生褶曲或屋顶鼓起。建筑物的破坏程度与其结构、材料、形状和施工质量等有关,其中建筑物的刚度和平面尺寸是主要因素。地下开采引起的地表水平变形主要包括拉伸和压缩变形,地表的变形对建筑物的基础会产生水平附加力。如下图1.1所示。

图1.1 井下开采时地表移动变形过程

第二,当地表产生竖向变形时,对基础会产生不均匀支反力,从而产生附加弯矩和剪力,产生的附加作用力对建筑物会产生影响。一般情况下,处于地表移动稳定后均匀下沉区的建筑物,在开采过程中,还将受到地表动态变形的影响,即建筑物先受地表拉伸(正曲率)变形影响,随着工作面的推进,建筑物受地表压缩(负曲率)变形影响,当工作面推离建筑物的距离大于一定值(一般可取0. 6倍开采深度)时,建筑物又恢复原状。

第三,移动角及移动范围。地表变形理论中,最重要的角值参数为移动角。在岩土工程中,移动角是指:在移动盆地主断面上临界变形值的点和采空区边界的连线与水平线之间在采空区外侧的夹角。根据数值模拟结果分析可得出,随着开采煤层数目和开采中段的不同,岩层的性质是不同的,移动角也是不同的。当矿区上部有松散层存在时,应有松散层移动角。因此,单单从矿体最深部起划出移动角是不科学的。针对不同的开采现状,应有不同的移动角。在数值模拟过程前,先采用经验公式和工程类比法,确定岩层的移动角。

2地下开采引起煤矿地表变形数值分析

2.1 FLAC的基本原理

FLAC(快速拉格朗日有限差分法程序)是目前世界上较先进、较流行的一种数值模拟方法,该程序的基本原理和算法与离散元相似,但它应用了节点位移连续的条件,可以对连续介质进行大变形分析,特别适合研究大变形问题。FLAC程序可以模拟多种模型的材料,可以模拟地应力的生成、边坡或地下硐室开挖、混凝土衬碹、锚杆或锚索设置、地下渗流等。该方法的基本原理如下。

对于函数f,由高斯定理有:

(3)

式中:V――拉格朗日单元的体积;

B――拉格朗日单元的边界;

nt――V的单位法线矢量。

定义梯度的平均值:

(4)

表示的平均值。

对于一个具有N条边的多边形,可以将上式写成N条边求和的形式,即:

(5)

式中:――多边形第i条边的边长;

ni――的单位外法线矢量;

fi――f在上的平均值。

最终通过变换可以得出节点位移:

(6)

按照迭代求解,便可求出各个时步所对应的各单元的应力以及各节点的变形。

2.2采用动态测量方法的假设

在矿山工程中,采矿本身是一个复杂的力学过程,其中包含许多不确定因素的影响,又由于数值模拟的定量结果一般仅作评价的应用。因此在模拟的过程中,不刻意寻求力学模型和本构关系的精密,即不要求所建立的力学模型过于复杂,只要能反映出岩体的基本力学特性及矿山开采的基本过程。在数值模拟过程中,为了使计算结果比较接近实际情况,对岩体介质性质、计算模型、矿山地质条件、受力条件、采矿工艺及采矿方法等都作了必要的假设。

(1)对矿岩性质的假设

假设矿岩为各向同性、均质且符合摩尔―库仑弹塑性模型的介质。

(2)对计算模型的假设

对地下工程开挖来说,地下矿山开采是一个空间问题,应采用三维空间计算模型更为合理。但一般来说,在同等条件下,二维数值模拟结果与三维数值模拟的计算结果比较接近。因此,计算模型简化为二维平面模型。

(3)煤层结构的简化

为模拟方便,对巷道工程、每一煤层的开挖步数等不予考虑,模拟时简化为实体。

3煤矿开采引发地表变形的动态测量方法及计算

在对煤矿的每次观测结束后,对观测成果进行检查,使其满足《煤矿测量规程》的有关规定,然后进行各种改正数的计算和平差计算,确保观测成果的正确性。而后就可以计算观测线各点间的移动和变形量,观测站各测点和各测点间的移动变形计算主要包括:各测点的下沉和水平移动,相邻两测点间的倾斜和水平变形,相邻两线段的曲率变形,观测点的下沉速度等。测点某时刻的下沉,由该时刻观测到测点高程与采前首次观测的测点高程之差计算得;测点某时刻的水平移动,由该时刻观测到的测点坐标与采前首次观测到的测点坐标变化经矢量分析分解后获得;相邻两测点的倾斜和水平变形,分别由该相邻两测点的下沉之差和水平移动之差与两测点间的水平距离之比获得,在计算两测点间的水平变形时,要考虑到测点的水平移动方向问题;相邻两线段的曲率变形,由该相邻两线段的倾斜之差与两线段的平均水平距离之比获得;测点的下沉速度,由测点前、后两次观测的下沉值与两次观测的间隔天数之比获得。

3.1地表下沉动态曲线的建立

下沉动态曲线通常是按采动程度,用下沉动态分布系数表示的。当用公式表示时,对于沿走向主断面,可写成:

(7)

式中Wm为广最大下沉值;S(x)为下沉动态分布系数。

3.2倾斜和曲率动态曲线的建立

(1)倾斜动态曲线

倾斜动态曲线,可用倾斜动态分布系数表示。从该矿观测站成果整理得知,两点间地表的倾斜为:

(8)

当下沉曲线用动态曲线表示时,对于沿走向主断面,则为:

(9)

(2)曲率动态曲线为(10)

3.3水平移动和水平变形动态曲线的建立

(l)水平移动动态曲线

由理论研究和实测资料分析可知,水平煤层充分采动条件下,沿主断面的水

平移动曲线与倾斜曲线成正比例关系,即

(11)

式中B为水平移动系数。

很显然,。因此,它可以根据实测资料求取,并取其平均值作为一个矿或一个矿区的B值,如对于煤矿区来说,B=10-12。通常在水平煤层充分采动条件下,最大水平移动值,最大倾斜值:

(12)

篇(8)

一、急倾斜煤层开采的主要特点

1.急倾斜煤层的构造复杂,断层和褶曲多,煤层厚度变化较大,开采煤层的赋存条件普遍较差、储量少、开采困难、采煤工作面生产能力小。因此,开采急倾斜煤层的矿井多数是中、小型矿井。

2.急倾斜煤层的倾角大于岩石安息角,采煤工作面采下的煤能自动下滑,从而简化了工作面的装运工作,但下滑的煤和矸石容易冲倒支架,砸伤人员,急倾斜煤层和围岩的节理发育,初次来压和周期来压与不明显,易发生无预兆的大面积突然冒顶垮落,造成顶板事故,给生产带来一些不安全因素。因此,生产的不安全因素多,安全性差。

3.急倾斜煤层顶板压力垂直作用于支架或煤柱上的分力比缓倾斜煤层小,而沿倾斜作用的分力大,煤层开采后,煤层顶、底板都有可能沿倾斜方向滑动垮落,支架稳定性差,易发生扭曲与倾倒。因而工作面支护工作的难度大。

二、急倾斜煤层开采技术存在的问题

总的来说,目前我国急倾斜煤层开采方法中不同程度地存在很多问题,这些问题主要表现在以下几个方面:

1.煤炭损失率高。主要存在于那些采落的煤炭与采空区冒落矸石无隔离设施的采煤方法,如斜坡式、小分段爆破、水力采煤、仓储式等。这些采煤方法的煤炭损失率有的高达40%-50%,与此同时,生产的煤炭往往有较高的含矸率。煤炭损失率高,不但给煤炭自燃创造了条件,而且浪费资源,缩短矿井寿命。

2.巷道掘进率高。这些问题主要表现在斜坡式、小分段爆破和沿倾斜推进的掩护支架等采煤方法中。这些采煤法,有相当大的一部分巷道是在支承压力带内掘进和维护的,维护这些巷道的工作量很大。掘进率高,增加了巷道掘进维护的费用,影响工作面的接替,给通风管理工作造成困难。尤其在有冲击地压危险的煤层中,巷道对煤体切割过多,增加了冲击地压的危险。

3.通风条件差。这一问题,大部分急倾斜煤层采煤方法都不同程度地存在,而斜坡式、小分段爆破、仓储式和长孔爆破采煤法尤为严重。这些采煤方法中,通风系统复杂,有的采煤工作面为独头通风,工作面风流中,煤尘和瓦斯的含量较高,对工人的健康和安全危害较大。

4.工人劳动强度大。这是所有急倾斜煤层采煤方法共同的缺点,由于煤层赋存条件的限制,急倾斜煤层中大部分巷道和工作面坡度大、空间小,工人在工作面落煤、支护、运料、行走均十分困难,劳动强度大。

5.开采效益差。与倾斜或近水平煤层比较,急倾斜煤层的开采不仅单产低、工效低,而且成本高、煤质差,因此,这类急倾斜煤层矿井规模小、效益差。

三、急倾斜煤层采煤方法的分析

1.合理划分采区,加大采区尺寸尽量加大采区尺寸,加大采区的煤炭储量。划分采区时,根据生产设备及回采工艺的要求,避免人为地划分采区边界,适当加大采区的走向长度,加大阶段垂高。

2.优化回采工艺,提高生产效率

目前我国急倾斜煤层开采工艺相对比较落后,绝大多数矿井采用炮采工艺和风镐落煤工艺,工人劳动强度大,安全状况差。优化回采工艺最主要的就是提高回采机械化程度。要提高矿井开采的机械化程度,可以从局部机械化和全局机械化两个方面来考虑。局部机械化指的是从支护方式、落煤方式以及运输方式几个方面单独考虑改进方法,以提高矿这几个方面的机械化程度。全局机械化是采用综合机械化采煤方式,从破煤、装煤、运煤以及支护四个方面来实现机械化。

在一定的条件下,对开采技术条件进行评价,寻求最适宜的采煤方法,并且通过对工作面开采工艺、设备及系统配置的分析,采取改造系统的薄弱环节、完善工艺系统和开采技术等措施来有效地提高工作面单产。如加大采区走向长度,改进回采工艺,合理确定采煤工作面的支护方式等。在通常情况下,急倾斜煤层采区的走向长度比较小,可采储量少,只能满足几个月的正常生产,造成采面搬迁频繁,而且需要留设大量的保护煤柱,影响资源回收率。这不仅影响矿井的正常生产,增加无效工时,同时也造成了资源浪费,降低了工作面设备的使用效率,影响机械化程度的提高。在生产过程中,根据矿井地质条件的变化,加大采区走向长度,不仅可以增加采区储量和服务年限,减少工作面搬迁次数,而且还能减少区间煤柱的损失,减少准备巷道的掘进工程量,进而增大采区生产有效工时比率。加大采区的走向长度,还可以增加采区同时开采的工作面个数,能提高采区的生产能力,有利于采区和矿井的集中生产。

3.改进巷道布置,优化生产系统

选择巷道布置方式时,首先要满足安全生产的要求,保证每个采区、回采工作面均至少有2个安全出口,实现工作面全负压通风。其次,巷道布置方式要与采煤方法一致,同回采工艺结合,充分考虑水平巷道、倾斜巷道各自的优缺点,尽量不采用垂直巷道,提出系统简单、布置合理的准备、回采巷道。

四、结论

我国开采急倾斜煤层的历史悠久,由于经济欠发达,受科学技术、国家产业政策和生产力发展水平等的限制,大、中、小矿井并存,且中、小型煤矿特别多,因此采用的采煤方法很多。本文总结与提升急倾斜煤层的采煤方法与采场矿山压力显现的规律;并针对目前开采存在的主要技术难题,提出急倾斜煤层开采的发展方向与对策,指导急倾斜煤层的安全生产实践,提高企业经济效益,促进急倾斜煤层采煤方法的发展。

参考文献:

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中图分类号:X752 文献标识码: A

煤矿开采方法与技术的合理化应用不仅关系着现代煤矿开采的效率与安全性,还直接影响着煤矿企业的经济效益与可持续发展。在当前煤矿开采规模不断扩大的条件下,煤矿开采技术已逐渐朝向集约化、精细化与机械化方向推进,特别是部分大型开采设备的应用,大幅度改善了煤矿企业生产的安全性,促进了煤矿生产自动化程度的提高。因此,加强有关煤矿采煤方法与技术的分析,对于改善煤矿生产的质量具有重要现实意义。

1煤矿采煤方法与技术分析

煤矿采煤技术研究直接影响煤矿生产效率,对采煤技术进行合理化管理也能有效提高煤矿的采煤效率,针对不同煤层的分布情况,企业实际人员可以根据煤矿生产情况的不同设计出有效、合理的采煤方式。

1.1长臂采煤法

针对煤层分布理想、煤储量大、地质条件优质的煤田,煤矿企业采用长壁采煤技术,其主要特征就是对工作面进行长壁推进、长壁布置。为了提高开采作业稳定性,在采空区预留煤柱的空间,在开采推进出一段距离后,保留一部分煤柱,从而达到促进间歇性推进的目的。现阶段,长壁采煤的主要方法工艺有三种,分别是:炮采、综采、普采。这三种工艺的区分方式是以机械化程度的不同为标准,在煤矿采煤时具体采用何种工艺按照煤层分布的实际情况进行选择。

a)炮采主要针对较薄煤层及边角煤层块段,其操作方式主要是在煤壁上打出炮眼,然后利用爆破方式使煤层破碎,通过人工装煤或机械运煤方式进行运输。煤矿顶板采用摩擦式金属支柱对煤矿进行安全防护。炮采机械化程度不高,所以工作效率不高;

b)综采是一种机械化程度较高的采煤方式,其中采煤、装煤、运煤及防护装置都是使用机械化手段。综采是一种全机械化的采煤技术,其生产效率也优于另外两种采煤方式;

c)普采主要针对煤层块段,在储量小、地势复杂的环境下,普采的机械化程度较高,通常使用采煤机完成落煤及装煤,运煤及顶板防护装置与炮采工艺相同。

1.2倾斜长壁采煤法

倾斜长壁的采煤技术与长壁采煤方式基本相同,唯一不同的是在工作面布置及巷道布置情况方面存在一定差异。在基础设备相同的情况下,倾斜长壁采煤法不需布置采区,所以采煤区投产速度快,同时倾斜开采有利于地下积水进入采空区,导致排水作业量减少。从另外角度来看,倾斜采煤工作面受到煤层倾角的分力作用,导致顶板的悬臂岩层向采空区移动,使顶板岩层具有拉力作用,有利于采煤作业顶板的管理。

1.3条带开采技术

条带开采技术,也被称为保护性开采技术。首先将煤层进行按条带划分,通过开采1条,保留1条的方式,使得保留下来的条带能保持稳定,从而有效降低煤矿采动影响的危害。在保证地表建筑物可靠的前提下,条带开采技术对防止地表下沉有很好作用。在区域内进行条带区分首先要做的是研究该区域内地表移动情况,以保证条带划分的科学性,提高预留条带的价值。条带开采技术优点是投入设备简单,经济性好,其缺点是开采资源的回收率低。

1.4放顶采煤技术

放顶煤采煤法就是在厚煤层中,沿煤层(或分段)底部布置1个采高2m~3m的长壁工作面,用综合机械化采煤工艺进行回采,利用矿山压力的作用或辅以人工松动方法使支架上方的顶煤破碎成散体后由支架后方(或上方)放出,并予以回收的一种采煤方法。放顶采煤技术是针对煤层较厚的矿区,主要通过在煤层底部开采1个工作面,然后使用普通采煤方式回采煤炭,利用煤矿的压力,把顶煤破碎部分放出。这种采煤方式的优点就是经济性好、工作效率高,缺点就是煤炭回收率低,该方法能作为辅助技术,与条带开采技术进行融合运用。

1.5离层注浆技术

离层注浆技术是当前采煤工作中的重要采煤技术,其主要用于调整覆岩及地表下沉速率,基本操作步骤为:对地面采空区上部的覆岩进行钻孔处理,利用高压将液体填充材料通过钻眼充填到采空区中,以减小采空区下沉。同直接在采空区填充浆液的方法相比,离层注浆技术的施工不在井下开展,对于安装好的生产系统不会产生影响,且该技术具有更高的煤炭回收率和经济性

2煤矿采煤方法与技术选择的影响因素及选择原则

2.1煤矿采煤方法与技术选择的影响因素

a)经济性因素。煤矿生产的经济效益是采煤方法选择的重要考虑因素之一。先进的采煤设备应用需大量成本投入,依据投入与产出之间的关系,恰当选择采煤方法与技术是保证煤矿开采高效益的基础。在采煤方法选择时,还需对材料供应状况进行分析,如对于假顶材料及填充材料的取材成本能否有效降低,材料可否进行就地取材等;b)技术性因素。技术水平,尤其是生产设备供应及装备水平等是采煤方法选择的限制性条件因素。在现代科技水平的不断发展下,国内的采煤方法与采煤技术也在不断创新,高效、高可靠性与安全性的采煤方法也会逐渐涌现;c)地质条件因素。(a)煤层地质构造。当煤层地质条件比较稳定时,通常采用综采,而当煤层条件不稳定时,通常采用普采;在采煤方法选择前应先勘察开采区域内的地质构造状况;(b)煤层厚度。要根据煤层厚度的不同选择对应的采煤方法,对于厚及特厚煤层应选用分层开采的方法,对于中厚或薄煤层应采用一次采全厚的方法;煤层厚度在一定程度上还会对采空区处理方法产生影响;d)煤层的自燃状况及含水率。当煤层含水率较高时,在开采前应先安置排水系统,并依据煤的自燃特点考虑是否需采取防火灌浆等防护措施;e)围岩及煤层特点。围岩的稳定性、煤层结构特征与硬度等都会对采煤方法的选择产生影响,且会干扰采区参数的确定;f)煤层倾角。其不但会对采煤工作面的运煤方法及落煤方式产生影响,还会干扰通风及航道布置等参数的设定。

2.2煤矿采煤方法与技术选择的原则

a)高效经济性原则。当前,先进化大型开采机械设备已在各类煤矿开采中广泛应用,其对于多变的开采环境具有较高适应性,能确保煤矿生产安全,且能大幅度改善煤矿生产效率。对比而言,先进机械采煤设备具有更高的自动化水平,但对于小型煤矿开采等作业便不适宜采用此种大型开采设备。在煤矿生产中,为节省成本,应依据当前企业的生产规模与状况,合理确定采煤方式,以提高人员的优化配合水平,利用多种采煤技术并行的方式降低成本[2];b)高采出率原则,在采煤技术选择时同样要考虑资源回收率等因素。为减低采动有害影响,应尽量减小回采率,即选用的采煤方法应确保煤矿的高采出率,以降低煤炭资源不必要的损失,改善煤矿生产效率,从而提升资源回收率;c)绿色安全性原则。绿色安全就是指在煤矿生产运行中,应确保开采作业的安全性,且应尽量减小对工作环境及地质环境的破坏,选择最优组合的综采机械;在开采前应先勘察煤层分布结构,以确定选用有效开采方式;分析采动影响程度及特征,重点考虑地表变形与移动的影响和特点,全面模拟分析煤层分布关键部位的地质环境变化状况,以促进采煤方法选择的合理性,提高煤矿生产安全性.结束语

综上所述,煤矿开采方法与开采技术的选择将直接关系着煤矿生产的安全性与经济性,因此,相关技术与研究人员应加强有关煤矿采煤方法与技术的研究,总结煤矿采煤方法选择影响因素及各采煤方法应用要点,从而提高煤矿产业的采煤效率。加强煤炭技术也能提高煤矿企业的核心竞争力,从而提高企业的经济效益和社会效益。

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中图分类号:TD82 文章编号:1009-2374(2015)09-0167-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.0840

随着社会经济的发展,为了更好地满足社会发展对煤炭的需求,必须变革我国的煤矿开采技术,提高开采的水平。但是就目前而言,和一些发达国家相比,无论是技术还是设备差距都比较大,并且设备运行的时候功率比较低,生产能力比较小,设备运行过程中,稳定性和可靠性都存在不足,没有能够很好地进行控制和自动化监测的设备。总体而言,我国设备总类比较单一,并且工作水平和工作效率都比较低下,这也导致了我国的煤矿开采成本比较高,安全事故也时有发生,所以必须采取措施提高煤矿开采的技术水平。在进行煤炭开采的时候应该根据煤矿的情况来进行方法和技术的选择,这样能够保证煤矿开采的经济性和安全性。

1 煤矿开采的主要方法

1.1 滑移支架放顶煤开采法

顶梁以及支柱二者构成了滑移顶梁,应该将弹簧钢或者导向槽运用进去,连接后梁和前梁,并在后梁的尾部位置进行尾梁的设置。滑移支架结构本身比较的简单,制造的时候成本比较的低,并且安全性比较的高,能够在很多环境中使用。特别是中小型煤矿在进行煤炭开采的时候,这种方法运用的更加普遍。一般情况下,可以用滑移支架放顶煤开采的办法来开采煤矿,煤层厚度应该在5厘米左右,工作面的长度范围应该是60~80米,最长可以超过区105米,滑移支架的高度一般应该在5~10米之间。这种方法的缺点在于,工作面支架的撑力和工作阻力比较低,其稳定性没有保证。

1.2 二型钢梁放顶煤开采法

在进行煤矿开采的时候将二型钢梁放顶煤开采法运用进去,能够保证采样和放煤分别进行,使用这种方法进行煤炭开采的时候,应该使用单体液压支柱以及将二型钢梁运用进去,来做好煤棚的支护工作,最高空定距离应该在3.4米以下,最低控顶距离应该在2.4米以上。若是使用放炮的方式进行落煤,那么必须进行双排眼的设置。在放炮结束之后,应该及时地移动主梁,将主梁的支护作用发挥出来。这种办法在那些煤层赋存条件变化比较大的小型煤矿以及中型煤矿中运用得比较广泛。

1.3 伪倾斜柔性掩护支架采煤法

在煤矿开采的时候,若是将这种办法运用进去,可以利用掩护支架隔离采空区以及采煤空间,这样能够简化顶板管理工作,给煤矿开采更好地进行提供更加安全的条件,一般情况下,这种办法在厚度为2~6米的煤层中比较适用,并且还要求煤层厚度变化不大,并且埋深稳定,其工作面比较长,但是在煤层倾斜的情况下,掘进效率比较低下。

1.4 阶段爆破落煤采煤法

这种办法在倾斜角在40°以上,厚度在3.5~7.5米的范围内比较适用,并且其安全性比较好,回采工艺也比较简单,并且采矿的效率比较高。但是这种办法对顶板和底板的瓦斯含量有一定的要求,并且通风系统设置的比较复杂。

2 不同煤层开采的技术

2.1 急倾斜煤层开采的技术

在进行急倾斜煤层开采的时候,技术方面主要包含了下面三点:首先,应该进行采区的划分,并根据需要扩大采区的实际尺寸,因为尺寸增加会增加采区煤炭的实际储量,在进行采区划分的时候,应该考虑到回采工艺以及生产设备性能方面的需要,增加采取走向的实际长度;其次,应该对回采工艺进行优化,现在很多时候在进行倾斜煤层开采的时候使用的工艺都是风镐落煤以及炮采的工艺,这种工艺在使用的时候,强度比较大,并且存在的安全隐患也比较多,所以应该对其进行优化,提高其机械化程度便是一种不错的方式;最后,还可以对回采工艺进行完善和优化,从而真正提高煤矿生产的实际效率。

2.2 无保护层突出煤层开采的相关技术

在我国进行煤炭资源开采的时候,这种煤层是非常重要的,因为在开采的时候,保护层缺乏,这会导致开采难度以及危险性不断增加。这种煤层在开采的时候,若是技术不够合理,那么安全问题便会非常容易出现。在没有保护层来进行煤层赋存突出的时候,想要更好地实现安全生产,便必须做好瓦斯泄放。现在进行无保护层突出煤层开采的时候,使用的技术是长臂体系采煤技术,并且取得了不错的效果。此外,柱式体系采煤技术运用的也比较广泛。而柱式体系采煤技术又可以分成房柱式采煤技术以及房式采煤技术两种。

3 煤矿开采使用的新技术

3.1 深矿井开采技术

在进行深矿井开采的时候,使用技术包含了煤层开采矿压控制、冲击地压防治、井巷布置、深井通风系统设置和瓦斯治理等。为了更好地提高深矿井生产的实际效率,还必须深入地对深矿井进行研究,了解其应力场的分布情况和工作环境的变化,进行防治系统以及检测技术的研究,并重视深井通风系统设备以及深井瓦斯治理设备的研究。

3.2 煤矿“三下”开采技术

这种技术应用主要是对煤矿开采覆岩运动以及地表沉陷规律的研究,并进行相关资料的提供,通过研究能够找到建筑物施工、地表水资源保护以及低下水资源保护时需要的一些施工技术,从而更好地做好沉降监控技术水平。这种技术主要包含了采空区填充技术、矿井水资源处理技术、村庄保护开采技术等。

3.3 煤炭地下气化技术

这种技术在采煤技术中是比较特殊的,将这种技术运用进去,能够很好地控制地下煤炭燃烧,并通过热化学作用将其变成可燃气体,将这种技术运用进去,优势比较明显,不但投资比较少,并且安全性高;不但施工工期比较短,见效也比较快;不但效率比较高,并且需要的成本也比较少。这种技术在劣质煤比例比较高或者是地质条件比较复杂的地方,应用比较广泛。

我国很多煤矿地形比较的复杂,中型煤矿以及小型煤矿数量比较多,这些煤矿在进行开采的时候,装备和技术都比较差,并且综合生产的效率也比较低下,所以,在进行煤炭开采的时候应该根据自身的需要进行开采方法以及开采技术的运用,帮助我国煤矿开采更好

进行。

4 结语

在我国社会经济发展中,煤炭本身便是一种基础性资源,特别是随着社会的发展和经济的进步,对煤炭资源的需求也在不断提高。为了更好地满足煤炭的需要,必须做好煤炭开采技术和方法的分析和研究,不断提高其开采水平,推动我国煤炭行业更好的进步和发展,提高煤炭开采的综合效益。

参考文献

[1] 梁凌海.探究煤矿采煤方法与技术的研究[J].能源与节能,2014,(2).

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我国自古以来就是一个资源和能源丰富的国家,尤其是矿产业更是我国的龙头产业。但是于此同时,我国也是一个人口大国,那么在资源使用过程中,就会更加地耗费,因此在资源的开采利用过程中一定要加强资源的有效地利用,从而不断地提高煤矿资源的开采效率,提高能源率,有效地降低能源耗费。随着我国科技的不断发展和进步,近年来,我国的资源开采技术不断发展,因此在煤矿开采过程中选择合适的采煤方法和采煤技术对于提高我国煤炭产业的可持续发展利用有着重要的指导意义。

1 煤矿开采方法和采煤技术选择所坚持的基本原则

1.1 安全生产原则

无论是任何企业生产过程中,最重要的就是安全问题,我国一直坚持以人为本的原则,那么煤矿生产开采过程中,也是一样,必须首先高度重视安全生产问题,企业在煤矿开采过程中,既要采用先进安全的生产设备,同时也要合理进行开采,确保整个煤矿及其开采工人的安全保障。

1.2 经济效益原则

企业生存的目的不是为了发展为发展,企业生存的目的就是为了获取一定的经济效益,发展过程中要注重经济利益的产生,而只有产生了经济利益,那么才能更进一步促进企业的高效发展。但是在准确经济利益最大化的同时,一定要合理进行煤矿开采,确保整个煤矿开采过程中的安全生产和人员安全问题,现在有很多的煤矿主在开采过程中,为了获取更多的经济利益,在开采过程中违反规定,以工人的生命为代价来赚黑心钱,这些都必须要通过法律加以制裁,只有做到安全合理开采,才能够真正地促进煤矿资源的有效利用和发展。

1.3 高效开采原则

我国虽然煤炭资源丰富,但是毫无节制的开采会导致资源的浪费,而煤炭资源的形成需要数亿年的沉淀,那么一旦资源开采完了,就没有资源可以再利用。因此在开采过程中,一定要注重高效率的生产,那么这就需要企业加大对技术投资,不断提高采煤技术,加强高新技术在煤矿开采过程中的应用。不能为了降低开采成本,而造成资源的大量浪费,一定要坚持高效开采原则。

2 采煤技术的选择

在不同的煤矿生产过程中,需要不同的开采方法和采煤技术的适用选择。下面我简单对几种比较常见的采煤方法和技术及其各自的适用条件加以介绍。

2.1 综采技术选择

综采技术的优点是高产、高效率、安全、低消耗、劳动强度小,但是缺点是价格比较贵,因此在选择时,如果开采的煤矿生产系统良好,整个煤矿的生产管理水平高,且煤层的倾角在五十三度以下时可以选择综采技术进行煤矿开采。

2.2 普采工艺选择

普采工艺,顾名思义,就是普通的开采技术方法,那么这种技术实施的优点就是价格便宜,这样的开采设备价格大约不到综采技术实施的设备价格的25%,但是产量可以达到了综采开采产量的35%,因此就相对产量来说,这种技术的开采效率还是较高的,尤其在部分推进距离短、形状不规则的工作过程中能够发挥有效地作用,由于其开采成本低,但是开采效率还相对较高,适用条件也比较广泛,因此在使用过程中,多数的小型煤矿都使用此种开采技术来实现煤矿的安全开采过程。

2.3 炮采技术选择

炮采技术的优点就是工作量小,操作方便,投资少,操作技术也比较容易,但是缺点却是开采效率低下,因此在我国的煤矿开采过程中,除非有特殊的规定,或者是机采没有办法开展的情况下,否则都不采用这种技术,炮采技术主要是适用于部分急倾斜煤层和一些技术构造复杂的煤层。

3 采煤方法的选择

3.1 普通机械化采煤方法选择

这种采煤方法主要是利用单滚筒的采煤机器的滚筒置于机体靠近输送机平巷一端,有效地缩短切口长度,确保煤流不通过机体下方。

3.2 倾斜分层走向长壁下行垮落采煤方法选择

这种采煤方法主要针对采煤工艺进行回采,第一分层回采之后,通过对下一分层进行回采。

3.3 单一走向长壁采煤方法选择

在这种采煤方法采煤过程中,主要可以以上提到的三种采煤技术进行开采。

3.4 倾斜长壁采煤方法选择

这种采煤方法和倾斜分层走向长壁采煤方法相比较,主要是采煤工作面的布置和回采方向不同,对于倾斜的采煤工作面,由于倾斜使得采煤空间的采空区方向产生分力,使得顶板的悬臂岩层向采空区方向不断地移动,最终顶板受到拉力作用。

4 不同的采煤方法和采煤技术选择的影响因素

在我国,每一个煤矿的地形都不同,煤矿的开采条件也不同,地质结构也不同,那么在开采过程中,出现的问题和面临的难题也就不同,因此在不同煤矿开采过程中,需要对采煤方法和采煤技术进行广泛地选择。下面我简单对煤矿的采煤方法和采煤技术选择的影响因素进行简要介绍,以便于在以后的煤矿开采过程中,可以做好准备工作,更有利于煤矿开采的进行。

4.1 煤层倾角

煤层倾角对于煤矿开采过程中采煤工作面的落煤方法、运煤方式等都会产生影响,除此之外,还会对航道的布置和通风等参数产生较大的影响,因此在采煤过程中,一定要对煤层倾角进行准确地计量,确保对工作开展的影响降到最低。

4.2 煤层厚度

因为煤层厚度决定着我们在煤矿开采过程中是选择一次开采还是多次开采,比如对于煤层比较薄的煤矿来说,那么在开采过程中,就需要选择一次开采,这样可以避免出现煤层空洞,最终引起坍塌。

4.3 煤层及其周围岩石特质

煤层以及周围岩石的硬度、结构特征等都会对煤矿开采造成印象,对于一些不稳定的岩石结构,在开采过程中一定要选择合理的采煤方法和技术进行开采,确保施工人员的安全问题,同时不会影响到采区的参数。

4.4 煤层地质构造特征

对于部分煤层地质构造比较好,企业的开采管理和开采设备比较先进的开采过程,那么可以选用综采工艺进行开采,而对于一些煤层不够稳定的煤矿来说,则比较适用于普采工艺,总之在开采过程中,一定要先对煤矿开采现场的煤层地质构造进行充分的了解和参数记录,最终选择合适的开采方法和开采技术来进行整个煤矿的生产。

5 结束语

随着我国人民生活水平的不断提高,对于煤炭资源的利用也逐渐增加,因此在煤矿开采过程中,一定要选择适用的开采技术和开采方法进行开采,确保我国煤炭资源的可持续发展利用,尤其是在开采过程中,一定要做好安全生产管理,企业内部要建立完善的生产管理制度,同时在开采过程中,一定要因地制宜,根据煤矿煤层的地质构造条件选择适合的方法和技术进行开采,既要保证工人的安全,同时在实现经济利益最大化的同时,提高煤矿开采的生产效率,实现煤炭资源的可持续发展和利用。

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