引論:我們?yōu)槟砹?篇煤礦開采技術(shù)論文范文,供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源,期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感,讓您的文章更具深度。
煤礦開采技術(shù)論文:淺談團(tuán)柏煤礦開采水害防治技術(shù)研究
論文關(guān)鍵詞:煤礦開采;水害防治;團(tuán)柏煤礦;水文地質(zhì);“突水”預(yù)測
論文摘要:團(tuán)柏井田位于霍州礦區(qū)的南部,汾河西側(cè),地貌形態(tài)為中低山區(qū),地形切割強(qiáng)烈,溝谷縱橫,地形復(fù)雜。文章論述了團(tuán)柏煤礦區(qū)域水文地質(zhì)特征及水害特點(diǎn),提出了團(tuán)柏煤礦水害分類治理技術(shù),以翔實(shí)的資料分析了各種技術(shù)的特點(diǎn),提出團(tuán)柏煤礦開采水害防治的主要措施。
團(tuán)柏井田位于霍州礦區(qū)的南部,汾河西側(cè),地貌形態(tài)為中低山區(qū),地形切割強(qiáng)烈,溝谷縱橫,地形復(fù)雜。霍州礦區(qū)面積843.22km2,地質(zhì)儲量77.4億噸。近年隨著開拓范圍不斷擴(kuò)大,開采深度向下延深,礦區(qū)各礦的水文地質(zhì)條件日益復(fù)雜,多種水害類型逐漸顯現(xiàn)。因此,礦區(qū)防治水任務(wù)日趨繁重,防治水工作,特別是奧灰水害防治工作在確保煤炭安全、有序和高效生產(chǎn)方面的重要性突顯出來。
一、團(tuán)柏煤礦區(qū)域水文地質(zhì)特點(diǎn)
霍州礦區(qū)有太古界、元古界和下古生界的寒武系和奧陶系地層。團(tuán)柏井田位于霍州礦區(qū)的南部,該區(qū)斷裂十分發(fā)育,近東西向、近南北向、北東向和北北東向斷層相互切割,小斷層密集、陷落柱也很發(fā)育,水文地質(zhì)條件十分復(fù)雜。在團(tuán)柏井田之西有一穿過回坡底井田的地下分水嶺。分水嶺之西為龍子寺泉域,之東為團(tuán)柏井田所在的郭莊泉域。郭莊泉是山西第二大巖溶泉,自流量7.19m3/s。北起呂梁饅山、將軍山的灰?guī)r補(bǔ)給露頭面積約1400km2,主逕流帶沿呂梁山東麓自北向南—東南經(jīng)白龍井田南部于下團(tuán)柏?cái)鄬优c汾河交匯處泄出。團(tuán)柏—回坡底井田在郭莊泉排泄區(qū)之西,自然對于這一井田,越向東越接近排泄區(qū)的部位,奧灰?guī)r溶越發(fā)育。危害下組煤開采的是兩個(gè)含水層,奧灰和K2灰?guī)r。下組煤與奧灰的距離在全國是最薄的,11號煤平均25m,最薄處僅15m,10號煤平均36m。K2灰?guī)r是9號煤頂板,為充水含水層,厚2.75~11.4m。從1996年開始施工下組煤斜井和巷道共發(fā)生K2底板突水事故6次,都是在接近K2時(shí),突水量150~380m3/h。
二、團(tuán)柏煤礦面臨的主要水害
(一)頂板水水害
1、2號煤層開采直接充水水源為煤層頂板的下石盒子組(K9、K8)砂巖裂隙含水層,但由于該含水層富水性較弱,因此,對煤層開采不會造成影響。在某些塊段構(gòu)造的向斜軸部附近水量可能相對集中,但一般水量有限,采取一定的防治水措施的情況下也不會形成水害事故。K2太灰含水層是該煤層直接充水水源,煤層開采將揭露該含水層,由于該含水層水量相對豐富,對煤層開采將會造成大的影響,因此,在回采中必須采取物探、鉆探和適當(dāng)?shù)姆乐嗡こ痰却胧瑴p少其對回采期間的影響,以保障煤層安全回采。但經(jīng)過首采區(qū)開采對其揭露疏放后水量有所減少,開采過程中影響也相對減少。
(二)煤層底板水水害
底板水主要為K2太灰水和O2奧灰水。近5年要回采的1號煤層底板低標(biāo)高為+520m,要回采的2號煤層底板低標(biāo)高為+475m,而K2太灰含水層水位標(biāo)高為480m,O2奧灰含水層水位標(biāo)高為520m左右,因此,1、2號煤層相對這兩個(gè)含水層基本不帶壓,再加上中間有小隔水層的存在,對開采也基本不受影響。O2含水層是下組煤開采防治的重點(diǎn)。9、10、11號煤層存在嚴(yán)重帶壓開采現(xiàn)象,所以,采掘中在充分利用本溪組有效隔水層的同時(shí),必須采取一定的帶壓開采措施,預(yù)防或減少水害事故的發(fā)生。
團(tuán)柏井田生產(chǎn)和廢棄小煤窯較多,據(jù)不統(tǒng)計(jì)有110多個(gè),由于小煤窯邊界不清,在采掘工程中很可能揭露小煤窯發(fā)生老窯突水,因此,小煤窯的邊界控制也是防治水非常重要的工作。
總的來看,上組煤開采水文地質(zhì)條件比較簡單,開采過程中形成水害的可能性不大。由于下組煤位于K2含水層和O2含水層之間,為帶壓開采,且煤層底板有效隔水層厚度很薄,礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜,因此,下組煤開采防治水工作嚴(yán)峻,開采過程中要做好采取充分的防治水技術(shù)措施,以防發(fā)生重大水害事故。
三、團(tuán)柏煤礦開采水害防治措施
在總結(jié)以往煤礦突水淹井事故經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,團(tuán)柏煤礦的水害防治采取以防為主,供、疏、堵相結(jié)合的合理方針,重點(diǎn)做好下組煤開采防治水工作。
(一)完善礦井水文地質(zhì)觀測系統(tǒng)
團(tuán)柏礦區(qū)防治水害必須從加強(qiáng)水文地質(zhì)工作,查清礦區(qū)水文地質(zhì)條件入手,建立和完善礦區(qū)主要含水層地下水動(dòng)態(tài)觀測系統(tǒng)。主要要做的工作如下:通過井田水質(zhì)動(dòng)態(tài)分析研究井田各含水層礦化度的變化,可以間接推斷各含水層的自然補(bǔ)給條件;提前探測富水區(qū)域,做好水文地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào);運(yùn)用瞬變電磁法對含水?dāng)鄬酉萋渲恢枚ㄎ唬患t外測溫法直觀了解井下巖層含水狀況;超前鉆探預(yù)測地層水文地質(zhì)條件;用水化學(xué)分析法可有效預(yù)測地層不同區(qū)域水文地質(zhì)條件變化。團(tuán)柏井田下組煤開采來看,越向東開采水文地質(zhì)條件越復(fù)雜:奧灰強(qiáng)富水;必須疏干的K2灰?guī)r條件也復(fù)雜,水位與奧灰相同,存在奧灰補(bǔ)給通道,水量大(11-0單孔涌水量105m3/h)。因此在中、東部開采下組煤之前,應(yīng)先進(jìn)行專門水文地質(zhì)勘探,勘探主要解決的問題:奧灰富水性;K2疏干水量和受補(bǔ)通道;底板保護(hù)性能;安全評價(jià);安全開采技術(shù)方法與布局。
(二)發(fā)展“突水”預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)
實(shí)現(xiàn)突水預(yù)測預(yù)報(bào)的可視化和適時(shí)化,推進(jìn)礦井防治水信息系統(tǒng)集成。團(tuán)柏煤礦的防治水工作的重點(diǎn)放在下組煤開采上,采用綜合物探、化探和鉆探等到手段,查明陷落柱、斷層和裂隙密集等地質(zhì)“異常體”,以及封閉不良鉆孔。并采用留設(shè)防水煤柱或底板加固等到手段對地質(zhì)異常體進(jìn)行改造,做到采煤工作面底板不出水或不出大水,以節(jié)約排水費(fèi)用,保護(hù)水資源和生態(tài)環(huán)境。據(jù)涌水量預(yù)測結(jié)果,適當(dāng)加大礦井和采煤工作面的排水能力,以防不測。首先要做好探水工作。探水又有兩種方法,一是鉆探。按規(guī)范要求探水,有疑必探,先探后采,11號煤落差1m以上的斷層都在探水的考慮范圍。掌握10號煤采掘資料,凡10號煤揭露的陷落柱、大于3m(含3m)的斷層、特別破碎帶、底板涌水點(diǎn)必探。11號煤采掘中發(fā)生底板涌水的必探。二是物探。考慮到實(shí)際效果,采用井下瞬變電磁法,坑透法配合。物探主要用于11號煤開采,在首采的2~3個(gè)工作面中必用。其次,要采取必要的隔離措施。實(shí)施采區(qū)隔離和上山與下山隔離及泵房隔離,這就要設(shè)置防水煤柱和防水閘門。再次是加固措施。對已知陷落柱和斷層,利用探水孔對薄弱處進(jìn)行注漿加固,需要時(shí)補(bǔ)充注漿鉆孔。對底板重破碎帶,底板涌水處和物探驗(yàn)證了的異常區(qū)進(jìn)行注漿加固,重點(diǎn)是11號煤。小流量鉆孔的注漿可用能調(diào)節(jié)流量的高壓計(jì)量泵。是留設(shè)煤柱。導(dǎo)水陷落柱(經(jīng)探水)留煤柱。斷層煤柱留設(shè)(是否留和柱寬)按《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》公式計(jì)算。原則上10號煤10m以上,11號煤5m以上斷層的下降盤要留煤柱,此落差以下斷層是否留煤柱看具體情況,包括探水與注漿的結(jié)果。另外疏放11號煤底含水也是重要的。為創(chuàng)造采煤的干燥條件,并利于發(fā)現(xiàn)奧灰涌水的征兆,對11號煤的充水含水層:底灰及貼身石英砂巖含水夾層(統(tǒng)稱11號煤底含)進(jìn)行疏放。疏放可利用現(xiàn)有水平巷和上山巷打放水鉆孔,孔間距可作50m考慮,根據(jù)降壓效果(測壓)調(diào)整鉆孔密度。
(三)完善開采藝術(shù)
在采掘過程中為防止底板出現(xiàn)災(zāi)害性突水,應(yīng)堅(jiān)持先探后掘、先探后采和先注漿后掘進(jìn),先注漿后回采的技術(shù)原則。為了節(jié)約工程量和保障安全,在采取鉆探、物探、化探等綜合手段時(shí),應(yīng)堅(jiān)持物化探先行,鉆探驗(yàn)證的技術(shù)方法,以杜絕采掘巷道誤揭導(dǎo)水陷落柱和導(dǎo)水?dāng)鄬印?
(四)建立強(qiáng)大的抗災(zāi)排水能力
這是團(tuán)柏煤礦防水害的最基本的措施。預(yù)計(jì)西部常規(guī)較大突水量為1800m3/h,因此除有礦井正常涌水量的排水能力外,抗突水的非常排水能力應(yīng)達(dá)到3000m3/h以上。采用直排式(一級排水),還應(yīng)有配套的水倉容量和供電系統(tǒng)與管路系統(tǒng)。
四、結(jié)語
1.團(tuán)柏煤礦的水害要分類治理,重點(diǎn)治理下組煤水害。
2.團(tuán)柏煤礦開采一定要實(shí)施科技治水戰(zhàn)略,做到安全發(fā)展。
煤礦開采技術(shù)論文:淺談煤礦開采沉陷防治和控制的技術(shù)
摘要:本文針對煤礦開采對礦區(qū)環(huán)境、地表破壞的影響,并以減輕危害程度為目標(biāo),根據(jù)各個(gè)礦區(qū)應(yīng)合理的應(yīng)用采礦方法和工藝,來防治和控制開采沉陷。
關(guān)鍵字:開采沉陷 土地復(fù)墾 沉陷控制
山西是煤炭大省,煤炭的開發(fā)為山西經(jīng)濟(jì)快速持續(xù)發(fā)展提供了基本保障,然而煤炭的大規(guī)模開采對礦山及其周圍環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞日益突出,開采沉陷造成的礦區(qū)環(huán)境災(zāi)害主要有土地塌陷或積水,農(nóng)田減產(chǎn)或絕產(chǎn)、道路塌陷、房屋變形破壞等,這都是開采引起的巖層移動(dòng),是造成礦區(qū)塌陷災(zāi)害和區(qū)域變形的根源,有效控制和減輕地面塌陷程度是解決此問題的根本之路。隨著煤炭形式的好轉(zhuǎn),各集團(tuán)公司都加大了環(huán)境的防治和治理,對煤炭事業(yè)來說,功在當(dāng)代,利在千秋。
一.沉陷的防治技術(shù)途徑
沉陷破壞的防治技術(shù)途徑可以從兩方面考慮;(1)對開采沉陷的控制,即通過合理選擇采礦方法和工藝、合理布置開采工作面、采取井下充填法、覆巖離層帶空間充填等措施,來減少地表下沉,控制地表下沉速度和范圍,達(dá)到保護(hù)地表和地面建、構(gòu)筑物與耕地的目的。(2)開采沉陷破壞的恢復(fù)和整治,運(yùn)用土地復(fù)墾技術(shù)和建筑物抗采動(dòng)變形技術(shù),對開采沉陷破壞的土地進(jìn)行整治和利用。
1.1.1全部充填開采
在煤炭采出后頂板尚未冒落之前,用固體材料對采空區(qū)進(jìn)行密實(shí)充填,使頂板巖層僅產(chǎn)生少量下沉,以減少地表的下沉和變形,達(dá)到保護(hù)地面建、構(gòu)筑物或農(nóng)田的目的。其中水沙充填是充填采煤法中減少地表下沉效果作好的方法,其次是風(fēng)力充填和矸石自溜充填。但充填采礦法需要專門的充填設(shè)備和設(shè)施,還需要有充足的充填材料。礦井初期投資大,噸煤成本相應(yīng)的增加。
1.1.2條帶開采
根據(jù)煤層和上覆巖層組合條件,按一定的采留比,在被開采的煤層中采出一條,保留一條。由于條帶開采僅是部分地采出地下煤炭資源,保留了一部分煤炭以煤柱形支撐上覆巖層。從而減少覆巖移動(dòng),控制地表的移動(dòng)和變形,實(shí)現(xiàn)對地面建、構(gòu)筑物的保護(hù)。但該方法采出率低、巷道掘進(jìn)多,工作面效率低。
1.1.3覆巖離層帶充填
根據(jù)采空區(qū)上方覆巖移動(dòng)形成三帶的巖移特性,在煤炭采出后一定時(shí)間間隔內(nèi),用鉆孔往離層帶空間高壓注漿,充填,加固離層帶空間,將采動(dòng)的砌體梁結(jié)構(gòu)加固為穩(wěn)定性較好的連續(xù)梁結(jié)構(gòu),使離層帶的下沉空間不再向地表傳遞,以減少或減緩地表下沉,保護(hù)地面建、構(gòu)筑物或農(nóng)田。但該技術(shù)難度大,再近一步研究。
1.1.4限厚開采
根據(jù)礦區(qū)地形、水文地質(zhì)條件和建、構(gòu)筑物抗變形能力,以不產(chǎn)生地表積水和滿足建筑物所要求的保護(hù)等級為依據(jù),確定可開采的煤層厚度,開采是僅回采這一厚度的煤,其余各煤層均不開采,以實(shí)現(xiàn)減少下沉保護(hù)地面建、構(gòu)筑物及土地的目的。但該技術(shù)采出率低,僅在薄煤層中應(yīng)用有一定的使用價(jià)值。
1.1.5協(xié)調(diào)開采
厚煤層分層開采時(shí),合理設(shè)計(jì)各工作面的開采間距,相互位置與開采順序,使開采一個(gè)煤層(工作面)所產(chǎn)生的地表變形和開采另一個(gè)煤層(工作面)所產(chǎn)生的地表變形相互抵消或抵消一部分,以減少采動(dòng)引起的地表變形,保護(hù)地面建、構(gòu)筑物。但該技術(shù)要保持一定的錯(cuò)距,因此組織生產(chǎn)難度較大。我國尚未開展這種工業(yè)性實(shí)驗(yàn)。
1.1.6 “采-注-采“三步法開采
充分利用覆巖結(jié)構(gòu)對巖層移動(dòng)的控制作用,應(yīng)用荷載置換的原理,進(jìn)行小條帶開采-注漿充填固結(jié)采空區(qū)-剩余條帶開采的三步法開采,有效的對巖層移動(dòng)和地表沉陷的控制,解決了大面積開采地表沉陷控制、提高了煤炭的回采率,保護(hù)了地面建、構(gòu)筑物,但也存在工藝復(fù)雜,成本較大等缺點(diǎn)。
二.土地復(fù)墾技術(shù)
2.2.1煤矸石充填復(fù)墾和粉煤灰充填復(fù)墾
(1)地下開采產(chǎn)生的大量煤矸石運(yùn)到地表排放,既占地有污染環(huán)境。利用煤矸石作為充填材料,即可使采煤破壞的土地得到恢復(fù),又能減少矸石的額占地。
(2)利用電廠的廢棄物--粉煤灰充填沉陷區(qū)復(fù)墾土地,可以化兩害(沉陷區(qū)、粉煤灰)為三利(電廠、煤礦、農(nóng)民三放面有利)。
2.2.2平地和修建梯田復(fù)墾
對積水沉陷區(qū)、潛水位較低的邊坡地帶,可采取平整土地、改造成梯田的方法復(fù)墾利用。梯田的水平寬度和梯坎高度,應(yīng)根據(jù)地面坡度抖緩、土層薄厚、工程量大小、作物種類、耕種機(jī)械化程度綜合考慮確定,田間坡度的大小和坡向,應(yīng)根據(jù)原始坡度的大小、有無灌溉條件、復(fù)墾土地用途來決定。
2.2.3輸排法復(fù)墾
開挖排水渠道,將沉陷區(qū)淺積水引入河流、湖泊、坑塘、水庫等,作為蓄水用,是沉陷水淹地重新得到耕種。
2.2.4深挖墊淺復(fù)墾
運(yùn)用人工或機(jī)械方法,將局部積水或季節(jié)性積水沉陷區(qū)下沉大區(qū)域挖深,適合養(yǎng)魚、蓄水灌溉等,用挖出的泥土充填開采沉陷較小的地區(qū),使其成為可種植的耕地。
2.2.5積水區(qū)綜合利用技術(shù)
對地面大面積積水和積水深度很大的沉陷區(qū),科學(xué)的綜合利用,發(fā)展網(wǎng)箱養(yǎng)魚、圍欄養(yǎng)魚、蓄洪作灌溉水源、建造水上公園等。
2.2.6固體微生物復(fù)墾技術(shù)
煤矸石添加適量微生物活化劑,經(jīng)過一個(gè)植物生長期(約6個(gè)月)就可建立起穩(wěn)固的植物生長層,形成熟化的土壤。
三. 結(jié)束語
開采沉陷是造成礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的直接原因,有效控制和減輕地面沉陷程度是避免開采沉陷環(huán)境災(zāi)害的基本途徑。充填采煤法是減少地表下沉效果作好的方法,近年在山東有些礦區(qū)正在做膏體充填的實(shí)驗(yàn),這種方法可使采場沒有或減少垮落帶,能更好的減少地表下沉。但它的技術(shù)含量很大,輸送倍線大,管路易阻塞,如果成功那將是煤礦開采的一次技術(shù)革命。
開采沉陷對土地資源的影響和破壞是難以避免的,所以各個(gè)煤礦應(yīng)該應(yīng)用根據(jù)自己的實(shí)際情況和條件合理應(yīng)用防止和控制開采沉陷技術(shù)和土地復(fù)墾技術(shù),礦區(qū)生態(tài)復(fù)墾技術(shù)等多學(xué)科知識,對地表塌陷進(jìn)行綜合治理和開發(fā)利用,才能更好地保護(hù)地表、礦區(qū)的環(huán)境、農(nóng)民的利益。
煤礦開采技術(shù)論文:淺議煤礦煤層的開采技術(shù)
摘要:由于煤層的自然條件和采用的機(jī)械不同,完成回采工作各工序的方法也就不同,并且在進(jìn)行的順序、時(shí)間和空間上必須有規(guī)律地加以安排和配合。這種在采煤工作面內(nèi)按照一定順序完成各項(xiàng)工序的方法及其配合,稱為采煤工藝。在一定時(shí)間內(nèi),按照一定的順序完成回采工作各項(xiàng)工序的過程,稱為采煤工藝過程。
關(guān)鍵詞:開發(fā)技術(shù) 煤炭工藝 煤炭
一、煤炭開采的主要形式
(一)井下采煤
井下采煤的順序。對于傾角10°以上的煤層一般分水平開采,每一水平又分為若干采區(qū),先在及時(shí)水平依次開采各采區(qū)煤層,采完后再轉(zhuǎn)移至下一水平。開采近水平煤層時(shí),先將煤層劃分為幾個(gè)盤區(qū),立井于井田中心到達(dá)煤層后,先采靠近井筒的盤區(qū),再采較遠(yuǎn)的盤區(qū)。如有兩層或兩層以上煤層,先采及時(shí)水平最上面煤層,再自上而下采另外煤層,采完后向第二水平轉(zhuǎn)移。
按落煤技術(shù)方法,地下采煤有機(jī)械落煤、爆破落煤和水力落煤三種,前二者稱為旱采,后者稱為水采,我國水采礦井僅占1.57%。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法,以前者為主。壁式采煤法工作面長,一般100~200 m,可以容納功率大,生產(chǎn)能力高的采煤機(jī)械,因而產(chǎn)量大,效率高。柱式采煤法工作面短,一般6~30 m,由于工作面短,頂板易維護(hù),從而減少了支護(hù)費(fèi)用,主要缺點(diǎn)是回采率低。
(二)露天采煤
移走煤層上覆的巖石及覆蓋物,使煤敞露地表而進(jìn)行開采稱為露天開采,其中移去土巖的過程稱為剝離,采出煤炭的過程稱為采煤。露天采煤通常將井田劃分為若干水平分層,自上而下逐層開采,在空間上形成階梯狀。
其主要生產(chǎn)環(huán)節(jié):首先用穿孔爆破并用機(jī)械將巖煤預(yù)先松動(dòng)破碎,然后用采掘設(shè)備將巖煤由整體中采出,并裝入運(yùn)輸設(shè)備,運(yùn)往指定地點(diǎn),將運(yùn)輸設(shè)備中的剝離物按程序排放于堆放場;將煤炭卸在洗煤廠或其他卸礦點(diǎn)。
主要優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)為生產(chǎn)空間不受限制,可采用大型機(jī)械設(shè)備,礦山規(guī)模大,勞動(dòng)效率高,生產(chǎn)成本低,建設(shè)速度快。另外,資源回采率可達(dá)90%以上,資源利用合理,而且勞動(dòng)條件好,安全有保障,死亡率僅為地下采煤的1/30左右。
主要缺點(diǎn)是占用土地多,會造成一定的環(huán)境污染,而且生產(chǎn)過程需受地形及氣候條件的制約。在資源方面,對煤賦存條件要求較嚴(yán),只宜在埋藏淺,煤層厚度大的礦區(qū)采用。
二、采煤方法與工藝
在發(fā)展現(xiàn)代采煤工藝的同時(shí),繼續(xù)發(fā)展多層次、多樣化的采煤工藝,建立具有中國特色的采煤工藝?yán)碚摗N覈L壁采煤方法已趨成熟,放頂煤采煤的應(yīng)用在不斷擴(kuò)展,應(yīng)用水平和理論研究的深度和廣度都在不斷提高,急傾斜、不穩(wěn)定、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜等難采煤層采煤方法和工藝的研究有很大空間,主要方向是改善作業(yè) 條件,提高單產(chǎn)和機(jī)械化水平。
(一)開采技術(shù)
開發(fā)煤礦高效集約化生產(chǎn)技術(shù)、建設(shè)生產(chǎn)高度集中、高性的高產(chǎn)高效礦井開采技術(shù)。以 提高工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)集中化為核心,以提高效率和經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo),研究開發(fā)各種條件下 的高效能、高性的采煤裝備和工藝,簡單、高效、的生產(chǎn)系統(tǒng)和開采布置,生產(chǎn)過 程監(jiān)控與科學(xué)管理等相互配套的成套開采技術(shù),發(fā)展各種礦井煤層條件下的采煤機(jī)械化,進(jìn)一步改進(jìn)工藝和裝備,提高應(yīng)用水平和擴(kuò)大應(yīng)用范圍,提高采煤機(jī)械化的程度和水平。
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p; (二)解決難題
開發(fā)“淺埋深、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效現(xiàn)代開采成套技術(shù)”,主要解決以下技術(shù)難題。
硬頂板控制技術(shù),研究埋深淺、地壓小的硬厚頂板控制技術(shù),主要通過巖層定向水力 壓裂、傾斜深孔爆破等頂板快速處理技術(shù),使直接頂能隨采隨冒,提高頂煤回收率,且基本 頂能按一定步距垮落,既有利于頂煤破碎,又保障工作面的安全生產(chǎn)。
硬厚頂煤控制技術(shù),研究開發(fā)埋深淺、支承壓力小條件硬厚頂煤的快速處理技術(shù),包括高壓 注水壓裂技術(shù)和頂煤深孔預(yù)爆破處理技術(shù),使頂煤體能隨采隨冒,提高其回收率。
頂煤冒放性差、塊度大的綜放開采成套設(shè)備配套技術(shù),研制既有利于頂煤破碎和頂板控制, 又有利于放頂煤的新型液壓支架,合理確定后部輸送機(jī)能力。
兩硬條件下放頂煤開采快速推進(jìn)技術(shù),研究合適的綜放開采回采工藝,優(yōu)化工序,縮短放煤 時(shí)間,提高工作面的推進(jìn)度,實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。5~5.5m寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù),通過寬煤巷錨 桿支護(hù)技術(shù)的研究開發(fā)和應(yīng)用,有利于綜采配套設(shè)備的大功率和重型化,有助于連續(xù)采煤機(jī) 的應(yīng)用,促進(jìn)工作面的高產(chǎn)高效。
(三)緩傾斜薄煤層長壁開采
主要研究開發(fā):體積小、功率大、高性的薄煤層采煤機(jī) 、刨煤機(jī);研制適合刨煤機(jī)綜采的液壓支架;研究開發(fā)薄煤層工作面的總體配套技術(shù)和高效開采技術(shù)。
(四)緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長壁綜采
應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)完善支架結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度,加 強(qiáng) 支架防倒、防滑、防止頂梁焊縫開裂和四連桿變形、防止嚴(yán)重?fù)p壞千斤頂措施等的研究,提高支架的性,縮小其與中厚煤層(采高3m左右)高產(chǎn)高效指標(biāo)的差距。
(五)各種綜采高產(chǎn)高效綜采設(shè)備保障系統(tǒng)
要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效,就要提高開機(jī)率,對“支架—圍巖”系統(tǒng)、采運(yùn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。今后研究的重點(diǎn)是:通過電液控制閥組操縱支架和改善“支架—圍巖”系統(tǒng)控制,進(jìn)一步完善液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護(hù)質(zhì)量信息的自動(dòng)采集系統(tǒng);乳化液泵站及液壓系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的檢測診斷;采煤機(jī)在線與離線相結(jié)合的“油 —磨屑”監(jiān)測和溫度、電信號的監(jiān)測;帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)狀態(tài)監(jiān)控。
三、主要的開采技術(shù)
(一)深礦井開采技術(shù)
深礦井開采的關(guān)鍵技術(shù)是:煤層開采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風(fēng)、井巷布置等;需要攻關(guān)研究的是:深井圍巖狀態(tài)和應(yīng)力場及分布狀態(tài)的特征;深井作業(yè)場所工作環(huán)境的變化;深井巷道(特別是軟巖巷道)快速掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)與裝備;深井沖擊地壓防治技術(shù)與監(jiān)測監(jiān)控技術(shù);深礦井高產(chǎn)高效開采有關(guān)配套技術(shù);深礦井開采熱害治理技術(shù)與裝備。
(二)“三下”采煤技術(shù)
提高數(shù)值模擬計(jì)算和相似材料模擬等,深入研究開采上覆巖層運(yùn)動(dòng)和地表下陷規(guī)律,研究滿足地表、建筑物、地下水資源保護(hù)需要的合理的開采系統(tǒng)和優(yōu)化參數(shù),發(fā)展沉降控制理念和關(guān)鍵技術(shù),包括用地表廢料向垮落法工作面采空區(qū)充填的系統(tǒng);研究與應(yīng)用各種充填技術(shù)和組合充填技術(shù),村莊房屋加固改造重建技術(shù),適于村莊保護(hù)的開采技術(shù);研究近水體開采的開采設(shè)計(jì),工藝參數(shù)優(yōu)化和裝備,提出煤炭開采與煤炭城市和諧統(tǒng)一的開采沉陷控制、開采村莊下壓煤、土地復(fù)墾和礦井水資源化等關(guān)鍵技術(shù)。
(三)優(yōu)化巷道布置,減少矸石排放的開采技術(shù)
改進(jìn)、完善現(xiàn)有采煤方法和開采布置,以實(shí)現(xiàn)開采效益較大化為目標(biāo),研究開發(fā)煤礦地質(zhì)條件開采巷道布置及工藝技術(shù)評價(jià)體系專家系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)開采方法、開采布置與煤層地質(zhì)條件的匹配。
實(shí)行全煤巷布置單一煤層開采,矸石基本不運(yùn)出地面,生產(chǎn)系統(tǒng)要減化,同時(shí)實(shí)現(xiàn)中采與中掘同走發(fā)展,生產(chǎn)效率大幅提高的經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),重點(diǎn)研究高產(chǎn)高效礦井,開拓部署與巷道布置系統(tǒng)的優(yōu)化,減化巷道布置,優(yōu)化采區(qū)及工作面參數(shù),研究單一煤層集中開拓,集中準(zhǔn)備、集中回采的關(guān)鍵技術(shù),大幅度降低巖巷掘進(jìn)率,多開煤巷,減少出矸率;研究矸石在井下直接處理、作為充填材料的技術(shù),既是減少污染的一項(xiàng)有利措施,又減化了生產(chǎn)系統(tǒng),有利于高產(chǎn)高效集中化開采,應(yīng)加緊研究。
采煤方法和工藝的進(jìn)步和完善始終是采礦學(xué)科發(fā)展的主題。采煤工藝的發(fā)展將帶動(dòng)煤炭開采各環(huán)節(jié)的變革,現(xiàn)代采煤工藝的發(fā)展方向是高產(chǎn)、高效、高安全性和高性,基本途徑是使采煤技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合,研究開發(fā)強(qiáng)力、高效、安全、、耐用、智能化的采 煤設(shè)備和生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng),改進(jìn)和完善采煤工藝。
煤礦開采技術(shù)論文:淺談團(tuán)柏煤礦開采水害防治技術(shù)研究
論文 關(guān)鍵詞:煤礦開采;水害防治;團(tuán)柏煤礦;水文地質(zhì);“突水”預(yù)測
論文摘要:團(tuán)柏井田位于霍州礦區(qū)的南部,汾河西側(cè),地貌形態(tài)為中低山區(qū),地形切割強(qiáng)烈,溝谷縱橫,地形復(fù)雜。文章論述了團(tuán)柏煤礦區(qū)域水文地質(zhì)特征及水害特點(diǎn),提出了團(tuán)柏煤礦水害分類治理技術(shù),以翔實(shí)的資料分析了各種技術(shù)的特點(diǎn),提出團(tuán)柏煤礦開采水害防治的主要措施。
團(tuán)柏井田位于霍州礦區(qū)的南部,汾河西側(cè),地貌形態(tài)為中低山區(qū),地形切割強(qiáng)烈,溝谷縱橫,地形復(fù)雜。霍州礦區(qū)面積843.22km2,地質(zhì)儲量77.4億噸。近年隨著開拓范圍不斷擴(kuò)大,開采深度向下延深,礦區(qū)各礦的水文地質(zhì)條件日益復(fù)雜,多種水害類型逐漸顯現(xiàn)。因此,礦區(qū)防治水任務(wù)日趨繁重,防治水工作,特別是奧灰水害防治工作在確保煤炭安全、有序和高效生產(chǎn)方面的重要性突顯出來。
一、團(tuán)柏煤礦區(qū)域水文地質(zhì)特點(diǎn)
霍州礦區(qū)有太古界、元古界和下古生界的寒武系和奧陶系地層。團(tuán)柏井田位于霍州礦區(qū)的南部,該區(qū)斷裂十分發(fā)育,近東西向、近南北向、北東向和北北東向斷層相互切割,小斷層密集、陷落柱也很發(fā)育,水文地質(zhì)條件十分復(fù)雜。在團(tuán)柏井田之西有一穿過回坡底井田的地下分水嶺。分水嶺之西為龍子寺泉域,之東為團(tuán)柏井田所在的郭莊泉域。郭莊泉是山西第二大巖溶泉,自流量7.19m3/s。北起呂梁饅山、將軍山的灰?guī)r補(bǔ)給露頭面積約1400km2,主逕流帶沿呂梁山東麓自北向南—東南經(jīng)白龍井田南部于下團(tuán)柏?cái)鄬优c汾河交匯處泄出。團(tuán)柏—回坡底井田在郭莊泉排泄區(qū)之西, 自然 對于這一井田,越向東越接近排泄區(qū)的部位,奧灰?guī)r溶越發(fā)育。危害下組煤開采的是兩個(gè)含水層,奧灰和k2灰?guī)r。下組煤與奧灰的距離在全國是最薄的,11號煤平均25m,最薄處僅15m,10號煤平均36m。k2灰?guī)r是9號煤頂板,為充水含水層,厚2.75~11.4m。從1996年開始施工下組煤斜井和巷道共發(fā)生k2底板突水事故6次,都是在接近k2時(shí),突水量150~380m3/h。
二、團(tuán)柏煤礦面臨的主要水害
(一)頂板水水害
1、2號煤層開采直接充水水源為煤層頂板的下石盒子組(k9、k8)砂巖裂隙含水層,但由于該含水層富水性較弱,因此,對煤層開采不會造成影響。在某些塊段構(gòu)造的向斜軸部附近水量可能相對集中,但一般水量有限,采取一定的防治水措施的情況下也不會形成水害事故。k2太灰含水層是該煤層直接充水水源,煤層開采將揭露該含水層,由于該含水層水量相對豐富,對煤層開采將會造成大的影響,因此,在回采中必須采取物探、鉆探和適當(dāng)?shù)姆乐嗡こ痰却胧瑴p少其對回采期間的影響,以保障煤層安全回采。但經(jīng)過首采區(qū)開采對其揭露疏放后水量有所減少,開采過程中影響也相對減少。
(二)煤層底板水水害
底板水主要為k2太灰水和o2奧灰水。近5年要回采的1號煤層底板低標(biāo)高為+520m,要回采的2號煤層底板低標(biāo)高為+475m,而k2太灰含水層水位標(biāo)高為480m,o2奧灰含水層水位標(biāo)高為520m左右,因此,1、2號煤層相對這兩個(gè)含水層基本不帶壓,再加上中間有小隔水層的存在,對開采也基本不受影響。o2含水層是下組煤開采防治的重點(diǎn)。9、10、11號煤層存在嚴(yán)重帶壓開采現(xiàn)象,所以,采掘中在充分利用本溪組有效隔水層的同時(shí),必須采取一定的帶壓開采措施,預(yù)防或減少水害事故的發(fā)生。
團(tuán)柏井田生產(chǎn)和廢棄小煤窯較多,據(jù)不統(tǒng)計(jì)有110多個(gè),由于小煤窯邊界不清,在采掘工程中很可能揭露小煤窯發(fā)生老窯突水,因此,小煤窯的邊界控制也是防治水非常重要的工作。
總的來看,上組煤開采水文地質(zhì)條件比較簡單,開采過程中形成水害的可能性不大。由于下組煤位于k2含水層和o2含水層之間,為帶壓開采,且煤層底板有效隔水層厚度很薄,礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜,因此,下組煤開采防治水工作嚴(yán)峻,開采過程中要做好采取充分的防治水技術(shù)措施,以防發(fā)生重大水害事故。
三、團(tuán)柏煤礦開采水害防治措施
在 總結(jié) 以往煤礦突水淹井事故經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,團(tuán)柏煤礦的水害防治采取以防為主,供、疏、堵相結(jié)合的合理方針,重點(diǎn)做好下組煤開采防治水工作。
(一)完善礦井水文地質(zhì)觀測系統(tǒng)
團(tuán)柏礦區(qū)防治水害必須從加強(qiáng)水文地質(zhì)工作,查清礦區(qū)水文地質(zhì)條件入手,建立和完善礦區(qū)主要含水層地下水動(dòng)態(tài)觀測系統(tǒng)。主要要做的工作如下:通過井田水質(zhì)動(dòng)態(tài)分析研究井田各含水層礦化度的變化,可以間接推斷各含水層的自然補(bǔ)給條件;提前探測富水區(qū)域,做好水文地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào);運(yùn)用瞬變電磁法對含水?dāng)鄬酉萋渲恢枚ㄎ唬患t外測溫法直觀了解井下巖層含水狀況;超前鉆探預(yù)測地層水文地質(zhì)條件;用水化學(xué)分析法可有效預(yù)測地層不同區(qū)域水文地質(zhì)條件變化。團(tuán)柏井田下組煤開采來看,越向東開采水文地質(zhì)條件越復(fù)雜:奧灰強(qiáng)富水;必須疏干的k2灰?guī)r條件也復(fù)雜,水位與奧灰相同,存在奧灰補(bǔ)給通道,水量大(11-0單孔涌水量105m3/h)。因此在中、東部開采下組煤之前,應(yīng)先進(jìn)行專門水文地質(zhì)勘探,勘探主要解決的問題:奧灰富水性;k2疏干水量和受補(bǔ)通道;底板保護(hù)性能;安全評價(jià);安全開采技術(shù)方法與布局。
(二) 發(fā)展 “突水”預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)
實(shí)現(xiàn)突水預(yù)測預(yù)報(bào)的可視化和適時(shí)化,推進(jìn)礦井防治水信息系統(tǒng)集成。團(tuán)柏煤礦的防治水工作的重點(diǎn)放在下組煤開采上,采用綜合物探、化探和鉆探等到手段,查明陷落柱、斷層和裂隙密集等地質(zhì)“異常體”,以及封閉不良鉆孔。并采用留設(shè)防水煤柱或底板加固等到手段對地質(zhì)異常體進(jìn)行改造,做到采煤工作面底板不出水或不出大水,以節(jié)約排水費(fèi)用,保護(hù)水資源和生態(tài)環(huán)境。據(jù)涌水量預(yù)測結(jié)果,適當(dāng)加大礦井和采煤工作面的排水能力,以防不測。首先要做好探水工作。探水又有兩種方法,一是鉆探。按規(guī)范要求探水,有疑必探,先探后采,11號煤落差1m以上的斷層都在探水的考慮范圍。掌握10號煤采掘資料,凡10號煤揭露的陷落柱、大于3m(含3m)的斷層、特別破碎帶、底板涌水點(diǎn)必探。11號煤采掘中發(fā)生底板涌水的必探。二是物探。考慮到實(shí)際效果,采用井下瞬變電磁法,坑透法配合。物探主要用于11號煤開采,在首采的2~3個(gè)工作面中必用。其次,要采取必要的隔離措施。實(shí)施采區(qū)隔離和上山與下山隔離及泵房隔離,這就要設(shè)置防水煤柱和防水閘門。再次是加固措施。對已知陷落柱和斷層,利用探水孔對薄弱處進(jìn)行注漿加固,需要時(shí)補(bǔ)充注漿鉆孔。對底板重破碎帶,底板涌水處和物探驗(yàn)證了的異常區(qū)進(jìn)行注漿加固,重點(diǎn)是11號煤。小流量鉆孔的注漿可用能調(diào)節(jié)流量的高壓計(jì)量泵。是留設(shè)煤柱。導(dǎo)水陷落柱(經(jīng)探水)留煤柱。斷層煤柱留設(shè)(是否留和柱寬)按《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》公式 計(jì)算 。原則上10號煤10m以上,11號煤5m以上斷層的下降盤要留煤柱,此落差以下斷層是否留煤柱看具體情況,包括探水與注漿的結(jié)果。另外疏放11號煤底含水也是重要的。為創(chuàng)造采煤的干燥條件,并利于發(fā)現(xiàn)奧灰涌水的征兆,對11號煤的充水含水層:底灰及貼身石英砂巖含水夾層(統(tǒng)稱11號煤底含)進(jìn)行疏放。疏放可利用現(xiàn)有水平巷和上山巷打放水鉆孔,孔間距可作50m考慮,根據(jù)降壓效果(測壓)調(diào)整鉆孔密度。
(三)完善開采 藝術(shù)
在采掘過程中為防止底板出現(xiàn)災(zāi)害性突水,應(yīng)堅(jiān)持先探后掘、先探后采和先注漿后掘進(jìn),先注漿后回采的技術(shù)原則。為了節(jié)約工程量和保障安全,在采取鉆探、物探、化探等綜合手段時(shí),應(yīng)堅(jiān)持物化探先行,鉆探驗(yàn)證的技術(shù)方法,以杜絕采掘巷道誤揭導(dǎo)水陷落柱和導(dǎo)水?dāng)鄬印?
(四)建立強(qiáng)大的抗災(zāi)排水能力
這是團(tuán)柏煤礦防水害的最基本的措施。預(yù)計(jì)西部常規(guī)較大突水量為1800m3/h,因此除有礦井正常涌水量的排水能力外,抗突水的非常排水能力應(yīng)達(dá)到3000m3/h以上。采用直排式(一級排水),還應(yīng)有配套的水倉容量和供電系統(tǒng)與管路系統(tǒng)。
四、結(jié)語
1.團(tuán)柏煤礦的水害要分類治理,重點(diǎn)治理下組煤水害。
2.團(tuán)柏煤礦開采一定要實(shí)施科技治水戰(zhàn)略,做到安全發(fā)展。
煤礦開采技術(shù)論文:煤礦綠色開采技術(shù)下低碳經(jīng)濟(jì)論文
1煤礦綠色開采技術(shù)的原則
煤礦的綠色開采技術(shù)正是基于低碳經(jīng)濟(jì)的背景所產(chǎn)生的。作為世界煤炭大國,每年世界前三位的煤礦開采量與生產(chǎn)量必然會帶來礦區(qū)生態(tài)平衡的嚴(yán)重破壞,所以重點(diǎn)研究綠色開采技術(shù),打造帶有循環(huán)性的綠色環(huán)保經(jīng)濟(jì)工業(yè)產(chǎn)業(yè)帶是我國煤礦資源開采產(chǎn)業(yè)的必經(jīng)之路。綠色開采技術(shù)的原則就是要體現(xiàn)開采工業(yè)與生態(tài)環(huán)境二者兼容的可持續(xù)發(fā)展,在保障高效率的同時(shí),還能做到低排放。所以煤礦的綠色開采技術(shù)涉及到土地、河流、建筑物保護(hù)、生態(tài)環(huán)境恢復(fù)、礦區(qū)資源安全檢測、保水開發(fā)技術(shù)等多個(gè)方面。
2煤礦綠色開采的技術(shù)體系
煤礦綠色開采技術(shù)從廣義上講是在開采時(shí)要盡可能降低對環(huán)境和其他資源的污染等不良影響,從而獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。具體講,煤礦綠色開采技術(shù)體系主要包括以下內(nèi)容:首先是“保水技術(shù)”,即對水資源的保護(hù)。其次是通過離層注漿、填充和條帶開采來保護(hù)土地資源和建筑物。第三點(diǎn)是安全合理地從礦井保護(hù)層及安抽取大量瓦斯,避免施工時(shí)發(fā)生突發(fā)爆炸等危險(xiǎn),同時(shí)也達(dá)到了煤礦與瓦斯共同開采的目的。第四,為了保護(hù)煤層巷道安全的支護(hù)技術(shù)與減少矸石排放的技術(shù)。第五,地下氣化技術(shù)。這五種技術(shù)共同構(gòu)成了煤礦綠色開采技術(shù)整體體系。實(shí)際上,由于煤礦開采所導(dǎo)致的環(huán)境變化與安全問題都和開采后所造成的地質(zhì)巖層運(yùn)動(dòng)有關(guān),因?yàn)閹r體巖層被開采所破壞。所以煤礦的綠色開采技術(shù)主要要基于以下幾點(diǎn)理論來展開,首先就是開采之后巖層內(nèi)可能存在的“節(jié)理裂隙場”分布和離層規(guī)律。其次是巖體由于受到應(yīng)力而被破壞,所以必須通過巖層的控制技術(shù)來保障巖體不會被進(jìn)一步破壞。是要研究開采對巖層地表移動(dòng)所造成的影響規(guī)律。
3綠色開采技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐
3.1關(guān)鍵層理論
巖層在煤礦開采時(shí)受到巨大應(yīng)力,導(dǎo)致被破壞,所以必須采用控制技術(shù)來保護(hù)巖層。近年來為了突破這一難題,巖層的關(guān)鍵層理論應(yīng)運(yùn)而生。關(guān)鍵層理論之所以被提出,就是為了研究覆巖中硬度較高的厚硬巖層可能在開采過程中出現(xiàn)的節(jié)理裂隙,這些裂隙的分布對瓦斯抽放、保水工程以及開采沉降控制可能產(chǎn)生影響。所以,關(guān)鍵層理論可以被視為煤礦綠色開采技術(shù)的理論基礎(chǔ)。
3.2卸壓瓦斯抽放方案的優(yōu)化
經(jīng)過不斷的實(shí)踐得出結(jié)論,如果煤層開采導(dǎo)致巖層出現(xiàn)移動(dòng),即便是滲透率極低的煤層,其滲透率也會驟增數(shù)十倍甚至百倍,這就為煤層的氣送運(yùn)移及開采創(chuàng)造了條件,所以煤層的瓦斯抽放應(yīng)該是我國煤礦綠色開采技術(shù)的主要途徑之一。因?yàn)槊旱V綠色開采技術(shù)與關(guān)鍵層理論的核心思想就是將煤層氣作為一種資源充分利用于采煤過程中,通過巖層的移動(dòng)和對瓦斯抽放的卸壓作用來優(yōu)化抽放方案,進(jìn)而提高瓦斯的抽出率。所以要做到煤炭與煤層氣的雙向共采,就必須在開采過程中形成采瓦斯和采煤兩套系統(tǒng)。借助巖層運(yùn)動(dòng)的規(guī)律與關(guān)鍵層理論中節(jié)理裂隙場的分布規(guī)律來抽放瓦斯。
3.3具體實(shí)踐應(yīng)用
通過關(guān)鍵層理論中的采動(dòng)裂隙分布規(guī)律,建立了抽放瓦斯的O形圈理論,在我國淮南、陽泉等重要礦區(qū)已經(jīng)投入試驗(yàn)和應(yīng)用,O形圈理論也是瓦斯抽放鉆孔位置選擇布置的理論依據(jù)。另外,鄰層開采煤層的下位關(guān)鍵層會產(chǎn)生破斷運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)有利于控制煤層裂隙的發(fā)育。例如陽泉3礦的13煤綜放面,初期開采時(shí)它的上鄰近層在瓦斯卸壓及抽放時(shí)會遵循抽放孔巷隨著開采進(jìn)程由采空區(qū)中部移動(dòng)到O形圈內(nèi)的規(guī)律。所以陽泉3礦13煤的綜放面鄰近層的瓦斯卸壓就應(yīng)該采取瓦斯向高抽巷布置的方案進(jìn)行優(yōu)化。是煤炭的地下氣化技術(shù),這是一種整體性很強(qiáng)的綠色開采技術(shù)。它對于水資源的保護(hù)很看重,比如通過對煤炭進(jìn)行控制性燃燒來控制地下煤炭氣化所產(chǎn)生的苯與酚對地下水資源的污染,以及因?yàn)槊禾咳紵纬傻亩趸嫉某榉盘幚淼鹊取?
4結(jié)語
煤礦的綠色開采技術(shù)應(yīng)用還有許多,這里僅僅介紹了冰山一角。特別是基于低碳經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)實(shí)背景下,煤礦綠色開采技術(shù)應(yīng)當(dāng)更深層次地被研發(fā)和推進(jìn),為建設(shè)資源節(jié)約型社會而不斷創(chuàng)新,最終實(shí)現(xiàn)開采與環(huán)保并行的經(jīng)濟(jì)開發(fā)體系,以低的成本創(chuàng)造較大的社會經(jīng)濟(jì)效益。
作者:張洪峰 單位:大同煤礦集團(tuán)同發(fā)東周窯煤業(yè)有限公司
煤礦開采技術(shù)論文:信息技術(shù)在煤礦開采安全管理中的應(yīng)用
煤礦開采安全管理信息化的實(shí)質(zhì)就是開發(fā)研究多專業(yè)、一體化的信息綜合管理系統(tǒng),不僅能有效地滿足管理層面多部門、多專業(yè)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測要求,而且能為各級領(lǐng)導(dǎo)和基層工作人員提供決策依據(jù),使煤炭資源合理配置,適應(yīng)市場競爭環(huán)境,提高煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
1煤礦開采安全管理中信息技術(shù)的應(yīng)用情況
在互聯(lián)網(wǎng)、辦公自動(dòng)化普及的社會背景,煤炭開采企業(yè)不斷地吸收現(xiàn)代化的新理念、新工藝和新技術(shù),有力地促進(jìn)了煤炭開采企業(yè)信息、調(diào)度工作的信息化。信息、調(diào)度工作是煤炭開采企業(yè)各級領(lǐng)導(dǎo)的眼睛和耳朵,關(guān)系到整個(gè)企業(yè)的生死存亡,特別是在發(fā)生了重大事故時(shí),它是企業(yè)各級領(lǐng)導(dǎo)指揮的通道,起到確保指揮的信息及時(shí)、、高效地傳到各個(gè)參與救援的人員。還有建立在移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)上的監(jiān)控系統(tǒng)豐富了煤礦管理者的監(jiān)控手段,使他們的監(jiān)控更加方便,更加,提升了煤礦的安全系數(shù)。
1.1煤礦人員定位管理系統(tǒng)
煤礦人員定位管理系統(tǒng)是綜合計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、信息采集處理技術(shù)、無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)應(yīng)用為一體的煤礦安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。在辦公終端可以了解到井下各區(qū)域內(nèi)的人員情況、數(shù)量,整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行情況,顯示當(dāng)前井下員工中所有超出規(guī)定時(shí)間的員工、每個(gè)區(qū)域超出的規(guī)定人數(shù),重點(diǎn)區(qū)域礦工活動(dòng)情況等。該系統(tǒng)完善了原有監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場觀察跟蹤和定位,實(shí)現(xiàn)礦井上下各地點(diǎn)的整體覆蓋、組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)管理人員隨時(shí)了解井下工作人員的工作狀態(tài)。
1.2煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)和事故預(yù)警系統(tǒng)
煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)和事故預(yù)警系統(tǒng)是信息技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的具體應(yīng)用,主要是為確保煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控、綜合管理和及時(shí)預(yù)警等,在這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)監(jiān)管部門人員可進(jìn)行交流,信息共享。系統(tǒng)管理者將重要事項(xiàng)在系統(tǒng)平臺上公布,如:領(lǐng)導(dǎo)帶班、生產(chǎn)運(yùn)行、設(shè)備更換和維護(hù)等信息,還有各種監(jiān)管檢查的結(jié)果、煤礦自檢及煤礦整改完成等情況。還有該系統(tǒng)平臺管理極其方便,可以通過臨時(shí)身份的認(rèn)證,來取得訪問該平臺的一些權(quán)限。該系統(tǒng)能夠及時(shí)、地將井下的各種開采及設(shè)備的情況實(shí)時(shí)傳給井上的信息系統(tǒng),從而管理人員能及時(shí)了解井下的各種情況,使煤炭調(diào)度管理工作做得更有效、更加合理。另一方面,當(dāng)井下發(fā)生事故時(shí),這個(gè)系統(tǒng)為救援工作提供的事故發(fā)生平面圖,讓救援人員迅速了解井下的各個(gè)員工的情況,及時(shí)采取合適的措施救援,從而提高應(yīng)急救援工作的效率。該系統(tǒng)平臺的設(shè)計(jì)主要是由服務(wù)器端和客戶端構(gòu)成。服務(wù)器是用來接收數(shù)據(jù)、解析數(shù)據(jù),并進(jìn)行存儲并轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù);客戶終端是負(fù)責(zé)接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的。該系統(tǒng)的發(fā)送設(shè)備是的,它將原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù)發(fā)送給后臺的服務(wù)器進(jìn)行分析,并實(shí)時(shí)發(fā)送安全生產(chǎn)和監(jiān)督管理等信息。平臺的設(shè)計(jì)是采用J2EE技術(shù)架構(gòu)、J2ME模式,很容易建設(shè)各種子系統(tǒng),增設(shè)各種各類多層次的功能;并且該系統(tǒng)平臺的操作界面簡單,還可以應(yīng)用移動(dòng)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的終端,很方便各個(gè)管理層人員及普通員工進(jìn)行操作,方便相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)有效地了解企業(yè)開采的各種情況,發(fā)生重大問題時(shí)及時(shí)做出決策,提高工作效率。
1.3產(chǎn)量銷存監(jiān)控系統(tǒng)
煤炭產(chǎn)量銷存監(jiān)控的系統(tǒng)是利用信息技術(shù)建立起一個(gè)產(chǎn)量銷存監(jiān)控的子系統(tǒng),能及時(shí)匯總各個(gè)銷售網(wǎng)點(diǎn)的庫存煤炭情況,讓企業(yè)管理層了解開采量、庫存量、銷售量的情況,同時(shí),這個(gè)數(shù)據(jù)在各個(gè)部門間進(jìn)行資源共享,有效地根據(jù)企業(yè)自身產(chǎn)品在市場競爭中的特點(diǎn),及時(shí)地把握市場和企業(yè)自身的相關(guān)信息,有效排除人為造成的失誤,減少企業(yè)的損失。因此,該系統(tǒng)是采用礦用隔爆兼本安型直流穩(wěn)壓電源、稱重顯示控制器、隔爆攝像儀、網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)、移動(dòng)的信號及局域網(wǎng)等硬件,組成一個(gè)煤炭產(chǎn)量銷存監(jiān)控的系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)煤炭產(chǎn)量信息產(chǎn)量銷存的情況實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和共享。
2應(yīng)用效果
煤礦安全事故的頻頻發(fā)生,各個(gè)煤礦企業(yè)都嚴(yán)抓煤礦安全開采,建立新的監(jiān)控管理系統(tǒng),改善煤礦開采的安全,提升煤礦監(jiān)控和預(yù)防事故的能力。新的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)在應(yīng)用中取得以下效果:
2.1實(shí)時(shí)監(jiān)控,減少事故發(fā)生
實(shí)時(shí)監(jiān)控是該系統(tǒng)的主要功能,在設(shè)計(jì)時(shí)將一些系統(tǒng)變量導(dǎo)入到監(jiān)控系統(tǒng)中,在某些數(shù)據(jù)出現(xiàn)超過系統(tǒng)的設(shè)定的范圍時(shí),能自動(dòng)提醒監(jiān)管人員,減輕監(jiān)管人員的壓力。如瓦斯?jié)舛瘸鲆?guī)定范圍,系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警,讓工作人員及時(shí)注意并做好相應(yīng)的措施。又如,各煤礦設(shè)備運(yùn)行的情況實(shí)時(shí)監(jiān)控,出現(xiàn)異常時(shí)也能及時(shí)通知管理層人員,做好應(yīng)急工作,從而減少企業(yè)的損失。因此,該系統(tǒng)有了實(shí)時(shí)的監(jiān)控,建立系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)和系統(tǒng)設(shè)備硬件的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范煤礦安全監(jiān)測,減少了瓦斯隱患和事故的死亡率。該系統(tǒng)平臺還能通過網(wǎng)絡(luò)跟蹤整改和處理隱患是否到位,錄入隱患分類圖,并能顯示出隱患地方的具體位置,有效地防止企業(yè)發(fā)生事故。
2.2提高了煤礦企業(yè)管理水平
規(guī)范了煤礦開采的秩序,減少重復(fù)的工作;發(fā)現(xiàn)開采工作的問題,及時(shí)分析解決,并與相關(guān)的人員共同分享,有利于提高員工的知識技能,也有利提高員工的綜合素質(zhì),從而提高了企業(yè)管理層的監(jiān)管水平。
2.3實(shí)現(xiàn)信息共享
讓煤礦開采生產(chǎn)的情況實(shí)時(shí)共享,有利于管理人員合理地進(jìn)行安全隱患排查,實(shí)時(shí)地了解煤礦安全開采的狀況,合理安排開采計(jì)劃,提高經(jīng)濟(jì)效益。
2.4方便管理
移動(dòng)信息技術(shù)運(yùn)用,讓該系統(tǒng)有了移動(dòng)的終端,管理員只要終端在手,無論在何處都可以使用該系統(tǒng),進(jìn)行共享和溝通全局信息,實(shí)時(shí)監(jiān)控煤礦開采情況,及時(shí)時(shí)間得知出現(xiàn)安全事故或發(fā)現(xiàn)安全隱患等,提高了管理層了解企業(yè)情況的能力。
3結(jié)束語
信息技術(shù)在煤礦開采中應(yīng)用,管理層人員及時(shí)了解煤礦內(nèi)部瓦斯密度、通風(fēng)情況、風(fēng)力情況、氣體指標(biāo)、溫度濕度信息等,有利于保障煤礦的安全開采生產(chǎn),還能高效管理煤礦開采。隨著移動(dòng)通信技術(shù)飛速發(fā)展,移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn),煤礦管理人員利用移動(dòng)設(shè)備的客戶端進(jìn)入管理界面,通過監(jiān)控系統(tǒng)對煤礦內(nèi)部情況進(jìn)行監(jiān)控和指揮,方便管理人員的監(jiān)控管理。
作者:畢樹兵 單位:晉城市煤層氣開采監(jiān)管中心
煤礦開采技術(shù)論文:機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)對煤礦開采的應(yīng)用
摘要:在我國能源結(jié)構(gòu)中,煤炭資源有這十分重要的地位。伴隨煤礦開采技術(shù)快速發(fā)展,如今的煤礦開采正朝著自動(dòng)化方向發(fā)展。自動(dòng)化機(jī)械開采技術(shù)的應(yīng)用,大大降低了煤礦開采的勞動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)也提高了煤礦開采的安全性和生產(chǎn)效率。本文通過分析我國煤礦自動(dòng)化機(jī)械開采技術(shù),進(jìn)而對自動(dòng)化機(jī)械開采發(fā)展前景提出自己的看法。
關(guān)鍵詞:煤礦開采;自動(dòng)化機(jī)械;煤炭資源
當(dāng)前,機(jī)械設(shè)備不僅僅可以應(yīng)用于煤礦開采階段,還在煤礦勘探、煤炭運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)階段中被廣泛使用。現(xiàn)如今,自動(dòng)化機(jī)械的應(yīng)用已讓煤礦生產(chǎn)發(fā)展成相對完善的機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)。
1煤礦機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)概述
所謂機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),指的是機(jī)械操作機(jī)構(gòu)能夠在無人干預(yù)的條件下,依據(jù)事先設(shè)定好的控制程序或指令,讓其自動(dòng)完成工業(yè)生產(chǎn)操作的過程。作為先進(jìn)自動(dòng)控制技術(shù)之一,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中代表了全新的生產(chǎn)力。機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展也標(biāo)志著工業(yè)生產(chǎn)由傳統(tǒng)人工操作到機(jī)械自動(dòng)生產(chǎn)的歷史階段,因此,煤礦開采中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)擁有良好的發(fā)展前景。在煤礦開采的過程中,采取機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)能夠達(dá)到連續(xù)不間斷作業(yè),并且可以對復(fù)雜的開采環(huán)境以及執(zhí)行程序按照人的意圖作出調(diào)整,自動(dòng)化機(jī)械在煤礦開采中的使用不僅降低了人力方面的需求,同時(shí)還提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力。
2綜合機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用
傳統(tǒng)上來看,煤礦掘進(jìn)作業(yè)過程中,通常會一句煤層分布情況及厚度來選擇何種掘進(jìn)技術(shù),其中掘進(jìn)技術(shù)通常包含鉆爆、綜掘技術(shù)等,綜掘技術(shù)是指利用綜合機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行作業(yè),過去煤礦掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)化程度較低,工作環(huán)境及狀態(tài)也通常會被煤礦自身?xiàng)l件所約束,掘進(jìn)機(jī)可以和操作箱、壓扣控制、照明燈等系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來,在系統(tǒng)整體運(yùn)作下提升掘進(jìn)效率,特別在和液壓系統(tǒng)配合中達(dá)到效率較大化的目標(biāo),同時(shí)也為生產(chǎn)指明了方向,節(jié)約大量時(shí)間。煤礦運(yùn)輸是煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)之一,把煤迅速運(yùn)輸?shù)骄鲜敲旱V生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保障。自動(dòng)化煤礦機(jī)械的采用,使傳統(tǒng)的以人工為主的運(yùn)煤方式大幅改善,進(jìn)而體現(xiàn)了自動(dòng)化機(jī)械在煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)中的巨大優(yōu)勢。例如當(dāng)前的煤礦運(yùn)輸系統(tǒng),其通常與采煤系統(tǒng)間有協(xié)同關(guān)系,和過去的人工運(yùn)輸方式不一樣,采取機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)能夠借助電滾筒皮帶來實(shí)現(xiàn)井下煤炭的運(yùn)輸。伴隨煤礦自動(dòng)化機(jī)械智能化水平持續(xù)提高,煤礦的生產(chǎn)系統(tǒng)和運(yùn)輸系統(tǒng)彼此的聯(lián)系將不再依賴人工控制,而是憑借其自身所擁有的信號傳感系統(tǒng)及通信系統(tǒng)。在采礦生產(chǎn)中,采煤是其核心過程,大批自動(dòng)化機(jī)械的采用使煤產(chǎn)量大幅提高。部分采煤機(jī)械可以按照自身監(jiān)測系統(tǒng),有效對煤炭與煤矸石進(jìn)行區(qū)分歸類,進(jìn)一步提高生產(chǎn)質(zhì)量。當(dāng)前,采煤機(jī)已經(jīng)由中厚煤層起步,逐步發(fā)展到薄煤層、大功率、大采高強(qiáng)力滾筒采煤機(jī),同時(shí)也由有鏈牽引、無鏈液壓牽引方式,漸漸發(fā)展到電磁滑差無鏈電牽引和變頻調(diào)速無鏈電牽引,這使發(fā)展也使得采煤機(jī)的功能更加多元,生產(chǎn)效率也大大提高。除此之外,在自動(dòng)化采煤機(jī)械上,通常會安裝安全監(jiān)測系統(tǒng),采煤技術(shù)人員會以監(jiān)控系統(tǒng)為依據(jù)在生產(chǎn)控制中心就煤礦生產(chǎn)具體情況實(shí)時(shí)監(jiān)控,其主要監(jiān)控內(nèi)容為:煤層厚度變化、空氣含量變化、煤礦內(nèi)溫濕度變化、粉塵含量變化等等。值得一提的是,自動(dòng)化采煤機(jī)械中還包含了通信技術(shù)、故障信息診斷技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等等。
3機(jī)械自動(dòng)化在煤礦開采中的發(fā)展前景
當(dāng)前,機(jī)械自動(dòng)化的先進(jìn)理論已經(jīng)可以和生產(chǎn)有機(jī)結(jié)合起來,同時(shí)現(xiàn)代自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備也為煤礦企業(yè)的發(fā)展提供新的機(jī)遇。伴隨煤礦工程的不斷發(fā)展,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用將會擁有更為寬廣的空間,下面我們就從以下幾點(diǎn)談一下機(jī)械自動(dòng)化在煤礦開采中的發(fā)展前景。及時(shí),實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)崗位機(jī)械自動(dòng)化工作。這一點(diǎn)源自于煤礦開采的工作性質(zhì),在這個(gè)過程中不僅要投入大量財(cái)力、物力與人力,同時(shí)還會經(jīng)常面臨緊急危險(xiǎn)事故,煤礦開采也是高危行業(yè)之一。所以,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用離不開科學(xué)的指導(dǎo),特別是在重點(diǎn)崗位,微小的差錯(cuò)就有造成難以挽回?fù)p失的可能性,這就要求我們在源頭上做好預(yù)防和控制的工作,確保開采工作安全性,使企業(yè)長治久安。第二,自動(dòng)化機(jī)械采煤的主要功用就是可以按照事先設(shè)計(jì)指令來工作,可連續(xù)環(huán)節(jié)的機(jī)械作業(yè)要求在程序設(shè)置與指令的過程中完成好審核及監(jiān)控工作,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在開采、掘進(jìn)、運(yùn)輸、提升的各個(gè)環(huán)節(jié)保持連續(xù)性,這為生產(chǎn)的效率的提高提供了保障,同時(shí)也大大節(jié)約人力資源,使采煤過程中產(chǎn)生的損耗減少,為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)利益。第三,進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)械自動(dòng)化開采技術(shù)與其他先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)彼此的結(jié)合。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)過程中的應(yīng)用具備良好地發(fā)展空間。在新的時(shí)期,各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)都飛速發(fā)展,我們要把握住歷史機(jī)遇,融合其它先進(jìn)技術(shù),使機(jī)械自動(dòng)化開采日趨成熟。
4總結(jié)
煤礦自動(dòng)化機(jī)械有這功能強(qiáng)、安全性高的優(yōu)勢,所以自動(dòng)化機(jī)械在煤礦生產(chǎn)中應(yīng)被大量使用。但是,我國煤礦自動(dòng)化機(jī)械存在很大的發(fā)展空間。我們應(yīng)該通過不斷改進(jìn),使煤礦自動(dòng)化機(jī)械的環(huán)保性能和可操作性不斷提高。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)集約化管理,是生產(chǎn)人員更容易掌握煤礦自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備的操作和使用。
作者:楊陽 單位:山東能源臨沂礦業(yè)集團(tuán)菏澤煤電公司彭莊煤礦
煤礦開采技術(shù)論文:煤礦開采之采煤技術(shù)分析
摘要:鑒于我國人均煤炭資源占有量少的現(xiàn)狀與現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不協(xié)調(diào),采煤業(yè)更加重視煤炭資源的利用率情況,并開始采取各種措施使煤炭資源得到高效開采利用。文章著重分析新形勢下煤炭開采技術(shù)的改革及其現(xiàn)狀,從而有效的促進(jìn)煤效益的提高,促進(jìn)煤礦業(yè)的發(fā)展,并推動(dòng)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:煤礦開采;采煤技術(shù);新形勢
引言
由于我國人口眾多,縱使煤炭資源總量豐富,但人均資源占有量少。而社會主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展卻依賴著以煤炭為主的礦產(chǎn)資源。所以我國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)與煤炭工業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。隨著當(dāng)今科技技術(shù)的日益革新,采煤技術(shù)的發(fā)展也是機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。在新形勢下分析煤礦開采中的采煤技術(shù),使其朝著高效、高產(chǎn)、高安全的方向發(fā)展,是改善和提高煤炭產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要手段,同時(shí)對社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和國民收入的提高起到了重要作用。
1當(dāng)下采煤技術(shù)的背景梗概
總體來說,采煤技術(shù)和方法受到多種因素的影響,其中地質(zhì)構(gòu)造,煤質(zhì)條件,煤層的結(jié)構(gòu)、賦存狀況、硬度及厚度等是影響采煤技術(shù)的理論上的因素[1]。結(jié)合當(dāng)下的國情來看,我國的采煤行業(yè)自改革開放以來,由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來的更多高科技和新工藝,使其效率得到大大提高。現(xiàn)階段長壁采煤方法也得到充分發(fā)展而且愈加趨于完善,放頂煤采煤的應(yīng)用更是使得采煤的效率大大提高。但是對于一些地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、地形奇特的地區(qū),開采目前采煤技術(shù)的發(fā)展還是不夠完善,針對這些地區(qū)的特定的煤礦開采技術(shù)、理念和經(jīng)驗(yàn)還沒有形成。如今的形式不斷變化,對煤炭的需求日益增加,因此加強(qiáng)對煤炭技術(shù)的研究,不斷促進(jìn)新型采煤技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步顯得尤為重要。
2新形勢下采煤技術(shù)探討分析
2.1優(yōu)化煤礦開采布置的技術(shù)
任何技術(shù)的發(fā)展都不是脫離現(xiàn)實(shí)而獨(dú)自存在的。當(dāng)下社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的大背景下科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是推動(dòng)采煤技術(shù)發(fā)展的核心力量。科學(xué)技術(shù)是及時(shí)生產(chǎn)力,因此優(yōu)化采煤技術(shù)尤其是開采布置中的開采技術(shù)就顯得尤為重要。為使煤炭的開采效率達(dá)到較高,開采布置、開采方法和煤層地質(zhì)的選擇必須達(dá)到匹配,這種組織性的特征是突破現(xiàn)有發(fā)展模式而達(dá)到更高層次的新發(fā)展模式的關(guān)鍵所在[2]。發(fā)展才是硬道理,任何一成不變的固有模式都不可能適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展,只有不斷創(chuàng)新,不斷突破現(xiàn)有的采煤技術(shù),使煤礦開采布置中的技術(shù)得到不斷優(yōu)化,才能使煤炭開采效益不斷提高。理論必定是要聯(lián)系實(shí)踐的。要將此技術(shù)付諸實(shí)踐,需注意以下幾點(diǎn):前期的準(zhǔn)備工作是必不可少的,需要集中研究單一煤層,根據(jù)工作面參數(shù)做出采取優(yōu)化和具體的開拓部署;與煤炭開采密切相關(guān)的便是自然環(huán)境的保護(hù),不能只為單一開采煤礦發(fā)展經(jīng)濟(jì)而忽略了開采過程中對環(huán)境的保護(hù),而減少污染、降低能耗、保護(hù)環(huán)境好的一個(gè)方法便是使矸石在井下得到直接處理,盡量避免露于地面;煤炭開采過程中各項(xiàng)工作集中起來既有利于提高開采的效率,也有利于環(huán)境的保護(hù)。因此集中準(zhǔn)備、集中回采技術(shù)在煤礦開采中則占十分重要的位置,要避開煤巷,大幅度降低將巖巷的掘進(jìn)率,做好開拓部署。這些方面的研究都可使集中化開采得到高效高產(chǎn)的發(fā)展,使煤炭生產(chǎn)得到系統(tǒng)優(yōu)化,進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)煤炭產(chǎn)業(yè)的優(yōu)速發(fā)展。
2.2采用科學(xué)的采煤技術(shù)
為使煤礦開采的整個(gè)開采過程和開采方式都具有科學(xué)性,離不開實(shí)地考察分析煤礦的地質(zhì)條件。不同的地質(zhì)條件自然是要采用不同的采煤技術(shù),在提高煤礦勘探技術(shù)的基礎(chǔ)上,因地制宜、實(shí)事求是地根據(jù)勘探結(jié)果制定科學(xué)的開采計(jì)劃,并對其進(jìn)行相關(guān)的分析和評估是實(shí)現(xiàn)煤礦既經(jīng)濟(jì)又安全開采的重要條件。在此分析探究的基礎(chǔ)上使用采場圍巖控制技術(shù)和放頂煤綜采技術(shù)等,則可使煤炭開采效率事半功倍。采場圍巖控制技術(shù)以科學(xué)合理和優(yōu)化高效的優(yōu)點(diǎn)被應(yīng)用于近幾十年的礦山開采。此項(xiàng)技術(shù)也是既有優(yōu)點(diǎn),又存在著相應(yīng)的缺點(diǎn)。一方面,該技術(shù)是根據(jù)急傾斜、大采高采場礦山壓力顯現(xiàn)出來的規(guī)律而探究出來的,是先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)與現(xiàn)實(shí)實(shí)踐相結(jié)合的產(chǎn)物,可到達(dá)煤礦開采活動(dòng)的目標(biāo)優(yōu)化。但是另一反面,由于某些技術(shù)、材料、工藝的局限,采場圍巖控制技術(shù)也有著投入成本過高、工藝程序復(fù)雜等問題。放頂煤綜采技術(shù)則適用于淺埋深、管理?xiàng)l件先進(jìn)、設(shè)備安全的前提下,可以通過提高放煤速度而增加工作面的產(chǎn)量。然而高效的放頂煤綜采技術(shù)也存在著某些不足。改善控制系統(tǒng),提高綜采技術(shù),優(yōu)化作業(yè)時(shí)的各種狀態(tài),則可以使放頂煤綜采技術(shù)得到更好發(fā)展。
2.3優(yōu)化采煤的巷道布置
協(xié)調(diào)可持續(xù)是促進(jìn)社會主義現(xiàn)代化發(fā)展的基本要求。當(dāng)今社會中的新能源和綠色能源都得到大力提倡,因而煤礦開采行業(yè)的節(jié)能綠色發(fā)展,是順應(yīng)當(dāng)今社會可持續(xù)發(fā)展的總趨勢。為適應(yīng)新形勢,綠色能源的開采技術(shù)則是優(yōu)化提高采煤技術(shù)重要手段。矸石污染的產(chǎn)生是煤礦開采過程中常見的狀況,因此想要做到綠色無污染的開采,就必須利用科學(xué)的煤矸石地下處理技術(shù)來減少煤矸石污染。首先,要深入研究當(dāng)?shù)剡M(jìn)行煤炭開采地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造情況,并進(jìn)行分析總結(jié),從而科學(xué)地設(shè)計(jì)開采巷道[3]。其次,想要提高煤礦開采的集中化水平,減少生產(chǎn)過程中的碳排放量,節(jié)省開采時(shí)間,就必須將科學(xué)有效的開采與巷道的合理布置相結(jié)合。,根據(jù)實(shí)地考察而設(shè)計(jì)科學(xué)的巷道布置進(jìn)行現(xiàn)實(shí)的優(yōu)化測試,使巷道的布置愈加完善。經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的相結(jié)合是實(shí)現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的重要方式。優(yōu)化采煤巷道的布置既可以提高開采效率,促進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,又可以減少環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。
2.4更新采煤裝備設(shè)施
煤炭資源的高效開采與相關(guān)的開采設(shè)施是密切相關(guān)的。要想高效率的生產(chǎn),生產(chǎn)工具必然是要科學(xué)先進(jìn)的。因而當(dāng)今煤炭開采技術(shù)發(fā)展的一大趨勢就是發(fā)展大功率、高安全性的薄煤層采煤機(jī)、刨煤機(jī)。這些新型設(shè)備的使用既可以減少煤炭資源的浪費(fèi),提高煤礦開采效率,又能縮短采煤時(shí)間,增加單位時(shí)間內(nèi)的采煤量,所以我國正致力于研究優(yōu)于外國的薄煤層采煤機(jī)和刨煤機(jī)。為提高技術(shù)裝備的先進(jìn)程度,對采煤過程中的放煤規(guī)律、頂煤破碎規(guī)律及可放性的研究也是至關(guān)重要的。由于采煤生產(chǎn)過程的系統(tǒng)性,更新采煤設(shè)施更可以提高采煤的綜合效益。
3結(jié)束語
綜上所述,當(dāng)今社會形勢下,為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會的協(xié)調(diào)發(fā)展,必須使采煤技術(shù)在煤礦開采中朝著更科學(xué)、更環(huán)保、高效率、高安全的方向發(fā)展,使煤礦開采集約化。只有建立安全高效的采煤技術(shù)體系,分析研究更科學(xué)、更有效的采煤技術(shù),不斷提高采煤技術(shù),加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)力度,才能在實(shí)現(xiàn)煤礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的同時(shí)也減少對環(huán)境的破壞,從而促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展,推動(dòng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)。
作者:敖成海 單位:富源縣煤炭工業(yè)局中安分局
煤礦開采技術(shù)論文:微震監(jiān)測技術(shù)對煤礦開采的應(yīng)用
很多礦區(qū)因地質(zhì)條件復(fù)雜,前期地質(zhì)勘探資料不全等原因,造成了在采空區(qū)上方遺留了一部分可采煤層。近年來隨著淺部煤炭資源的減少,如何安全、高效的將可回收煤炭資源采出是目前急需解決的問題。近年來,上行開采技術(shù)在頂板巖層運(yùn)動(dòng)規(guī)律和上行開采可行性問題研究上取得了大量成就,代表性的有劉天泉提出了比值判別法、“三帶”判斷法,并提出了上行開采可行性必要的層間距公式[6];李鴻昌,錢鳴高利用圍巖平衡理論研究了上行開采機(jī)理[7];汪理全在分析了導(dǎo)水裂隙帶變化和巷道變形規(guī)律的基礎(chǔ)上,對圍巖平衡法進(jìn)行了修正和簡化。但這些研究成果主要是針對回采工作位于在采空區(qū)的上方情況,當(dāng)出現(xiàn)上層工作面位于下層采空區(qū)外側(cè)時(shí),特別是當(dāng)上部工作面回從下部實(shí)體煤進(jìn)入到采空區(qū)側(cè)的情況時(shí),底板能否保工作面的穩(wěn)定性,是否會出現(xiàn)整體下沉現(xiàn)象以及覆巖破裂規(guī)律和高度就變得極為復(fù)雜,因此有必要采用高精度的微震監(jiān)測技術(shù)并結(jié)合理論分析對其深入研究,為底板的穩(wěn)定性、“三帶”高度的劃分和危險(xiǎn)的預(yù)測預(yù)報(bào)提供新的研究方法。
1工作面概況
新疆龜茲煤礦在A603工作面開采后,發(fā)現(xiàn)A6-1可采煤層,為了提高煤炭回收率,在A603采空區(qū)上方布置A6-103工作面,并且工作面長度遠(yuǎn)大于下部采空區(qū)走向長度。A6-103采面煤層厚度平均5m,與下部A603煤層采空區(qū)層間距平均為17m。A6-103可工作面埋深215~210m,工作面長150m,煤層平均傾角2°~13°,采用綜放開采技術(shù),割煤2.8m,放頂煤2.2m。A6-103采面頂板以泥質(zhì)砂巖和炭質(zhì)泥巖為主,底板以中粗砂巖為主。
2微震監(jiān)測
2.1微震監(jiān)測原理
微震監(jiān)測技術(shù)是監(jiān)測煤巖體在變形破壞過程中產(chǎn)生的微震事件,通過對微震事件的空間定位和能量分析,能夠反應(yīng)出大量關(guān)于巖體受力變形破壞以及巖體發(fā)生破壞程度的大量信息。微震監(jiān)測方法是在監(jiān)控區(qū)域布置若干檢波器,通過檢波器拾取煤巖體破裂而產(chǎn)生的震動(dòng)波形,通過對接收到波形進(jìn)行處理分析,從而實(shí)現(xiàn)對煤巖結(jié)構(gòu)體的破裂情況進(jìn)行判斷。根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)測得到的微震波信息,代入式(1)即可求解方程組,最終得到震源的坐標(biāo)和發(fā)生時(shí)刻。
2.2微震監(jiān)測系統(tǒng)布置
采用煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司(原煤炭科學(xué)研究總院)安全分院自主研發(fā)的KJ768高精度微震監(jiān)測系統(tǒng),對淺埋深綜放A6-103工作面頂板運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行了監(jiān)測和研究。在工作面進(jìn)入下部臨近采空區(qū)附近的上下順槽共布置2個(gè)分站,16個(gè)檢波器分別標(biāo)號為1~16號,相鄰檢波器間距為30m。
2.3微震監(jiān)測系統(tǒng)精度檢測
為校驗(yàn)龜茲煤礦井下16個(gè)檢波器的震動(dòng)接收效果和定位精度,采用深孔爆破的方法人為產(chǎn)生震源,利用微震監(jiān)測系統(tǒng)對其能量大小和震位置進(jìn)行定位。深孔爆破鉆孔布置在下順槽實(shí)體煤頂板巖層中,鉆孔深度16.3m,角度45°,裝藥量為5kg。微震監(jiān)測空間定位結(jié)果放炮震源能量為41263.64J,震級為1.48。空間定位結(jié)果。空間震源定位能夠?qū)崿F(xiàn)10m以內(nèi)的定位精度,能夠滿足采礦工程尺度的精度要求。
2.4微震事件的波形研究
龜茲煤礦的微震監(jiān)測系統(tǒng)安裝以后,由于檢波器非常敏感能夠監(jiān)測到10J以上的能量震動(dòng),而井下產(chǎn)生的微小振動(dòng)的原因有很產(chǎn)多,如材料列車的產(chǎn)生的振動(dòng),乳化液泵的振動(dòng)等,通過地面監(jiān)控主機(jī)對井下檢波器的波形分析,將波形分為以下5類,井下振動(dòng)波形分類如圖1。
3開切眼上方巖層破裂微震事件分析
3.1微震事件空間位置分析
隨著工作面不斷向采空區(qū)推進(jìn),微震事件的發(fā)生過程分為3個(gè)階段:第1階段為距離開啟眼距離45m以前,微震事件較少的正常階段;第2階段為距離開切眼40~25m時(shí),微震事件迅速增多并主要集中在距離切眼左側(cè)13m左右,不跟隨工作面而向前發(fā)展的迅速破裂階段;第3階段為距離開切眼25m以后,進(jìn)入采空區(qū)側(cè)微震事件迅速減少并主要發(fā)生采空區(qū)側(cè)的破裂減少階段。分析第2階段微震事件主要發(fā)生在開切眼附近有以下2方面原因:①應(yīng)力積聚原因,由于實(shí)體煤側(cè)煤巖體結(jié)構(gòu)完整,容易積聚彈性能,采空區(qū)側(cè)由于頂板結(jié)構(gòu)整體性遭到破壞,頂板高位巖層產(chǎn)生的大量裂隙,很難形成大尺度的“砌體粱”的結(jié)構(gòu),不能傳遞超前采動(dòng)應(yīng)力,因此應(yīng)力在切眼上方巖層積聚,導(dǎo)致煤巖體破裂;②應(yīng)力疊加原因,由于受到切眼后方實(shí)體煤的后方支撐應(yīng)力和本煤層的超前采動(dòng)應(yīng)力疊加的影響,也加劇了煤巖體結(jié)構(gòu)的破壞程度,導(dǎo)致大量的微震事件在此發(fā)生。
3.2上覆頂板破壞范圍分析計(jì)算
由于井下巖層是一種非均質(zhì)的,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的組合體,物理力學(xué)性質(zhì)有很大差別。在以往計(jì)算覆巖破壞高度時(shí),通常是依據(jù)大量的現(xiàn)場實(shí)測,將巖層分為堅(jiān)硬巖層、中硬巖層、和軟弱巖層以及風(fēng)化軟弱巖層4類[11],并總結(jié)出相應(yīng)的類型的跨落帶和裂隙帶的經(jīng)驗(yàn)公式。A6-103煤層頂板標(biāo)高平均為1760m,微震事件主要發(fā)生在標(biāo)高1780m以下,說明垮落帶高度為20m,垮落帶高度是采高的4倍;標(biāo)高在1800m上方微震事件的數(shù)量比較少,較高達(dá)到了1870m,說明裂隙帶發(fā)育高度為70m,裂隙帶高度是采高的14倍。將微震數(shù)據(jù)分析的頂板垮落帶和裂隙帶高度和理論公式計(jì)算結(jié)果相比較可知,采用微震監(jiān)測的“兩帶”高度與經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果差別較小,具有一定的性。
3.3微震事件能量分析
為了能夠保障A6-103工作面順利通過下部臨近煤層開切眼附近的高應(yīng)力區(qū),對切眼上方煤巖結(jié)構(gòu)體破裂的微震事件能量進(jìn)行分析。根據(jù)8月3日-8月17日經(jīng)過切眼期間每日微震能量和結(jié)果可以看出,發(fā)生的較大震動(dòng)能量為83509J。從8月3日-8月7日均在20000J以下,從8月8日-8月13日微震能量和迅速增加,8月10日和11日能量和均在達(dá)到較大值為140000J以上,這與現(xiàn)場支架阻力持續(xù)增長相吻合,說明煤巖體在此期間產(chǎn)生了大量破裂和位移。同時(shí),A6和A6-12層煤之間的巖層在A603切眼附近10m處微震事件較少,說明A6-1煤層底板沒有出現(xiàn)較大巖體破裂,巖層整體性完好,不會出現(xiàn)整體下沉現(xiàn)象,能夠保障工作面的安全回采。
4結(jié)論
1)通過對井下標(biāo)定炮震源的空間定位,能夠得到微震監(jiān)測系統(tǒng)的定位精度在10m以內(nèi),能夠滿足煤層上覆巖層破裂運(yùn)動(dòng)監(jiān)測要求。2)通過對井下檢波器波形分析,將振動(dòng)波形分為機(jī)械振動(dòng)、強(qiáng)電流干擾、泵站干擾和人為敲擊和其他干擾幾類5類。3)工作面接近下部臨近采空區(qū)時(shí),微震事件的空間位置和每日能量和現(xiàn)隨著工作面推進(jìn)出現(xiàn)“正常-快速破裂-破裂減少”3個(gè)明顯階段。4)采用微震監(jiān)測方法測得的垮落帶高度是采高的4倍,裂隙帶高度是采高的14倍。5)A6-103工作面底板在下部A6-1切眼上方附近的微震事件較少,能保障工作面的安全回采。
作者:季成 孔令海 高凱 單位:煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 煤炭科學(xué)研究總院 煤炭資源高效開采與潔凈利用
煤礦開采技術(shù)論文:煤礦開采堅(jiān)硬頂板技術(shù)分析
1注入靜態(tài)破碎劑弱化堅(jiān)硬頂板
破碎過程不會產(chǎn)生劇烈震動(dòng)、噪音、飛石和粉塵、炮煙等有毒有害氣體,具有傳統(tǒng)爆破技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢,但目前該方法還處于不成熟的試驗(yàn)階段,仍具有許多缺點(diǎn),如破碎劑開始反應(yīng)的時(shí)間,即起點(diǎn)時(shí)間不易把握;靜態(tài)破碎過程需要的時(shí)間較長;鉆孔尺寸不易把握和易發(fā)生噴孔問題等。
2爆破弱化堅(jiān)硬頂板
爆破弱化是通過鉆孔裝入炸藥瞬間爆炸的方法將一定高度范圍內(nèi)的頂板切斷,在重力作用下及時(shí)地自然垮落形成矸石墊層充滿采空區(qū),減小頂板冒落面積,減弱頂板冒落時(shí)的沖擊力和沖擊波。目前常用的爆破弱化方法有:①循環(huán)式淺孔爆破;②步距式深孔爆破;③超前深孔預(yù)裂爆破;④地面深孔爆破[5]。目前,國內(nèi)外在控制堅(jiān)硬頂板時(shí)最常用的方法為超前深孔松動(dòng)爆破,這種方法不但不影響工作面生產(chǎn),而且效果較明顯。
3工程應(yīng)用
某礦一工作面開采15號煤層,煤層厚度5.0~8.5m,平均厚度6.3m。直接頂主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖,局部相變?yōu)榉凵皫r及細(xì)粒砂巖,灰黑色,厚層狀,厚度5.6~10.5m;老頂為灰色中厚層狀石灰?guī)r,致密堅(jiān)硬,厚度為5.0~7.8m。由于工作面老頂巖層厚度大且致密堅(jiān)硬,回采過程中不易垮落,易形成大面積懸頂,存在極大的安全隱患。實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果得出,15號煤層老頂石灰?guī)r吸水率較低,且注水軟化周期長,不宜采用;高壓注水壓裂與頂板注入膨脹劑也僅在試驗(yàn)階段;爆破弱化在我國煤礦開采初始就已使用,各項(xiàng)措施完善,因此選用爆破弱化方法處理15號煤層頂板。循環(huán)式淺孔爆破是在切頂支架處向頂板巖層鉆孔并裝藥爆破,由于切頂支架位于采空區(qū)邊緣,鉆孔與裝藥工作較困難且嚴(yán)重影響生產(chǎn);步距式深孔爆破是沿工作面向頂板采空區(qū)方向鉆孔、裝藥進(jìn)行爆破,工序難于實(shí)施且與工作面回采工作沖突;地面深孔爆破是在采區(qū)頂板對應(yīng)的地面位置垂直向下鉆深孔,鉆孔深度和工程量大且鉆孔經(jīng)過地面表土層,孔易變形導(dǎo)致成孔率較低,甚至無法成孔,影響裝藥質(zhì)量,可能爆破不到煤層頂板[6]。開切眼內(nèi)深孔預(yù)裂爆破是在開切眼完成后進(jìn)行施工,在工作面回采之前實(shí)施,不會影響工作面正常生產(chǎn)。因此,工作面回采前選擇在開切眼內(nèi)深孔預(yù)裂爆破弱化處理該礦15號煤層堅(jiān)硬頂板。
4頂板預(yù)裂爆破效果分析
回采工作面在貫通開切眼后,切眼周圍的煤巖體受到的擾動(dòng)影響小,老頂內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整,屬于連續(xù)介質(zhì)。回采期過程中懸頂距離大難垮落的老頂巖層一般具有強(qiáng)度高、厚度大、完整性好等特點(diǎn),這樣的老頂巖梁斷裂前的變形量很小,為使分析問題簡單可以忽略不計(jì);老頂受到上覆巖層的載荷分布廣泛且應(yīng)力集中程度低,近似看作均布載荷。切眼貫通且未實(shí)施預(yù)裂時(shí),切眼周圍實(shí)體煤支撐上方頂板,此狀態(tài)下的老頂巖梁可近似看成固支梁,兩端受到周圍煤體的力矩約束。一般情況下,計(jì)算和校核老頂極限跨距的依據(jù)是老頂極限抗拉強(qiáng)度,當(dāng)巖梁受到的正應(yīng)力達(dá)到該巖層的抗拉極,巖層將在被拉伸斷裂。因此兩端固支狀態(tài)下老頂?shù)臄嗔褬O限跨距為:式中:h為老頂厚度,m;RT為抗拉強(qiáng)度極限,MPa;q為老頂承受上方載荷,kPa;LT為老頂極限跨距,m。工作面回采前在開切眼頂板上按設(shè)計(jì)參數(shù)布置深入老頂?shù)你@孔,裝藥爆破預(yù)裂老頂巖層可有效解決回采過程中大面積懸頂?shù)膯栴}。深孔預(yù)裂后,開切眼頂板內(nèi)部會產(chǎn)生多條大小不等的裂紋,老頂巖梁一端的力矩約束被解除,形成新的平衡。新平衡狀態(tài)下的老頂巖梁可簡化成一端固支一端簡支。從以上分析看出,相同條件下的兩端固支梁比一端固支一端簡支梁的極限跨距大,前者約為后者的1.23。初采工作面老頂經(jīng)深孔預(yù)裂處理后,老頂?shù)臉O限跨距可減小至未處理時(shí)的0.82倍,即深孔預(yù)裂可有效縮短老頂?shù)臉O限跨距,同時(shí)減小老頂?shù)膩韷翰骄嗪蛷?qiáng)度。爆破預(yù)裂處理后該工作面的平均垮落步距減小了約10m,懸頂面積明顯減小。工作面推過以后,沒有出現(xiàn)大面積頂板垮落帶來的安全隱患,巷道礦壓觀測正常,瓦斯、CO等氣體含量也在正常范圍內(nèi);瓦斯高抽巷穩(wěn)定性良好,頂板爆破預(yù)裂對該巷道的影響較小。
5結(jié)論
(1)通過建立堅(jiān)硬頂板力學(xué)模型,并對其預(yù)裂前后斷裂步距進(jìn)行分析計(jì)算,得出通過初采前頂板弱化處理,可使堅(jiān)硬頂板初次斷裂步距減少約為同類未經(jīng)處理頂板的0.82倍。(2)通過開切眼內(nèi)深孔預(yù)裂爆破方法弱化處理該礦15號煤層堅(jiān)硬頂板工業(yè)性試驗(yàn),爆破預(yù)裂處理后該工作面的平均垮落步距減小了約10m,有效防止和減弱了初采時(shí)期頂板的大面積來壓隱患。
作者:段賢斌單位:太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院 西山煤電股份公司西銘礦
煤礦開采技術(shù)論文:對我國煤礦綠色開采技術(shù)的認(rèn)識與分析
摘要:隨著煤礦開采規(guī)模越來越大,相應(yīng)地帶來了許多環(huán)境問題。本文就綠色開采技術(shù)的內(nèi)涵以及我國煤礦開采對環(huán)境破壞的現(xiàn)狀做出分析,并提出必要的對策和建議。
關(guān)鍵詞:綠色開采 內(nèi)涵 途徑
0 引言
我國是一個(gè)富煤、貧油、少氣的國家,煤炭在一次能源中占70%左右。在我國一次能源結(jié)構(gòu)中,煤炭將長期是我國的主要能源。隨著煤礦開采規(guī)模越來越大,相應(yīng)地也帶來了許多生態(tài)問題,如造成大量農(nóng)田以及建筑物被破壞,矸石堆積成山,河川徑流量減少,以及地下水供水水源嚴(yán)重干枯,土地沙漠化,由于開采而使礦物內(nèi)的有害物質(zhì)流入地下水中等。如何使煤礦的開采得到可持續(xù)的 發(fā)展 ,這就需要采取合理的開采技術(shù)及有效的防治措施,走礦產(chǎn)資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的綠色礦業(yè)之路,率先實(shí)現(xiàn)“低開采、高利用、低廢棄”集約化經(jīng)營的行業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),建設(shè)綠色煤炭 工業(yè) 體系。本文就綠色開采技術(shù)的內(nèi)涵以及我國煤礦開采對環(huán)境破壞的現(xiàn)狀做出分析,并提出必要的對策和建議。
1 煤炭綠色開采的概念和內(nèi)涵
煤礦綠色開采,基本出發(fā)點(diǎn)是從開采的角度防止或盡可能減輕開采煤炭對環(huán)境和其他資源的不良影響,目標(biāo)是取得的 經(jīng)濟(jì) 效益、環(huán)境效益和社會效益。
綠色開采的內(nèi)涵是減少采煤對環(huán)境的破壞,形成一種使資源與環(huán)境相互協(xié)調(diào)的開采技術(shù)。主要表現(xiàn)在:改革開采技術(shù)減輕對水土的破壞和地表的擾動(dòng);減少廢棄物排放;礦山廢棄物的資源化利用,實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。其中,巖層控制理論是基礎(chǔ),改革開采技術(shù)是根本。
2 煤礦開采對環(huán)境的破壞
2.1 煤礦開采對水資源的破壞和污染 我國是世界上人均占有水資源量較低的國家,且水資源分布極不平衡,從含煤地區(qū)分布看,富煤地區(qū)往往也是貧水地區(qū)。全國91個(gè)國有重點(diǎn)煤礦中有75%的煤礦缺水,其中44%的煤礦嚴(yán)重缺水。煤礦開采過程中破壞了地下含水層的原始徑流,大量排出地下水,造成區(qū)域含水層水位下降,形成大規(guī)模地下水降落漏斗,直接影響到區(qū)域水文地質(zhì)條件。開采產(chǎn)生的地表變形往往影響到地表水體,從而使部分溝泉水量減少甚至干涸,嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用裾5纳a(chǎn)生活。例如神華公司的補(bǔ)連塔煤礦,礦井排水引起了地下水位大面積下降,造成補(bǔ)連河干涸;大柳塔煤礦采空區(qū)塌陷和礦井排水造成了大面積沙柳等草木枯死,土壤沙化。另一方面開采造成地表及地下水污染。礦井水中普遍含有煤粉、巖粉懸浮物及可溶性的無機(jī)鹽類,開采煤炭過程中,由于排水處理費(fèi)用高,所以,大部分污染水未經(jīng)處理就排掉,對地面水、地下水以及周邊的水系造成了污染,破壞了地下水資源,礦區(qū)生產(chǎn)造成的水污染已成為影響人民生活和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。
2.2 煤礦開采對土地資源的破壞 礦山開采包括露天和地下開采兩種方式:露天開采以剝離挖損土地為主,明顯地影響土地耕作和植被生長,改變地貌并引發(fā)景觀生態(tài)的變化;煤炭地下開采需要開掘大量的巖石巷道,煤炭開采過程中形成的巷道和采空區(qū),引起頂板和圍巖的垮落和下沉,勢必波及地表,引起地表塌陷,村莊被毀壞。采煤塌陷還會引起丘陵、山地等發(fā)生山體滑落或泥石流,并危及地面水體、建筑物及鐵路與公路的安全。另外礦山開采伴隨產(chǎn)生大量矸石,這些矸石山占用了大量的土地資源,并形成粉塵、煙塵、污水等污染源,而且矸石中的硫化物及其他有害物質(zhì)遇雨水后將產(chǎn)生酸性水,嚴(yán)重污染礦區(qū)土地資源。
2.3 煤炭開采污染大氣環(huán)境 煤礦開采過程中的大氣污染源主要來自礦井排出的煤層瓦斯和煤礦矸石山的自燃。煤矸石升井以后,煤矸石發(fā)熱自燃產(chǎn)生大量so2、co2、co等有毒氣體,嚴(yán)重污染大氣環(huán)境,也損害了周圍居民的身體健康。礦井瓦斯中的主要成分甲烷是一種重要的溫室氣體,ch4產(chǎn)生的溫室效應(yīng)是co2的21倍。
3 實(shí)現(xiàn)綠色開采的途徑
3.1 保水開采 所謂保水開采就是采用合理的采煤工藝方法和地面注漿等措施,在煤炭開采過程中使地表和地下水資源不受破壞,實(shí)現(xiàn)礦井水資源的保護(hù)和綜合利用。煤層開采后,隨著上覆巖層中關(guān)鍵層的斷裂,在該區(qū)域內(nèi)地下水將形成下降漏斗。例如山西大同礦區(qū),頂板較多為厚堅(jiān)硬巖層,煤層開采后,頂板裂縫從井下采空區(qū)貫穿地表,頂板上部含水層的水通過巖層裂縫漏失,造成區(qū)域地下水干枯。地下水位能否恢復(fù),取決于工作面推進(jìn)后上覆巖層中有無軟弱巖層經(jīng)重新壓實(shí),導(dǎo)致裂隙閉合而形成隔水帶。我國西北干旱缺水礦區(qū)應(yīng)重視保水開采技術(shù)的研究,將保水開采作為礦區(qū)綠色開采的重點(diǎn)。西安科技大學(xué)相關(guān)學(xué)者正在開展隔水層穩(wěn)定性研究,即通過合理控制巖層運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)隔水層“o”形集中裂縫帶的“裂隙彌散”,防止或減弱導(dǎo)水裂隙帶的形成。現(xiàn)階段保水開采技術(shù)發(fā)展還有一定的局限性,相信在弄清上覆巖層運(yùn)移 規(guī)律 之后,該項(xiàng)技術(shù)一定會較大的進(jìn)步。
3.2 減沉開采 減沉開采技術(shù)主要包括條帶開采與充填開采。條帶開采技術(shù)存在的主要問題是采出率低、浪費(fèi)大量煤炭資源;而傳統(tǒng)的全部充填開采技術(shù)存在的主要問題是充填成本相對煤炭價(jià)格偏高、充填材料來源受限、充填量大、充填工藝不能適應(yīng)煤礦高效開采要求。為了降低充填成本,基于“關(guān)鍵層理論”,相關(guān)學(xué)者提出了部分充填(條帶充填)控制開采沉陷的思路,并推廣應(yīng)用。近年來,我國在兗州、撫順、大屯等礦區(qū)應(yīng)用采空區(qū)上方離層裂隙注漿充填法也起到了減緩下沉速度和下沉量的作用,但開發(fā)廉價(jià)、性能優(yōu)良的充填材料和提高對巖層移動(dòng)控制 規(guī)律 的認(rèn)識勢在必行。
3.3 煤與瓦斯共采 瓦斯是一種新能源,既可以用來發(fā)電,也可用作 工業(yè) 燃料、化工原料和居民生活燃料。因此若在開采高瓦斯煤層的同時(shí),利用巖層運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)將煤層氣開采出來將是我國煤層氣開發(fā)的一條重要途徑。減少巷道內(nèi)的瓦斯含量,有效預(yù)防事故發(fā)生,讓高瓦斯煤層變成低瓦斯煤層,實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。
3.4 煤矸石的綜合利用 煤礦 企業(yè) 減少矸石排放的主要措施是將巷道布置在煤層內(nèi),也可以根據(jù)煤矸石的特點(diǎn),進(jìn)行綜合利用。煤矸石分二類:一類是隨著礦井建設(shè)、開拓掘進(jìn)而產(chǎn)生的矸石,俗稱“巖矸”,可以將井下巖巷掘進(jìn)矸石不提升出井,將矸石充填到采空區(qū),或進(jìn)行巷旁與廢棄巷道充填及矸石充填置換井下煤柱等。另一類是煤炭洗煤加工而產(chǎn)生的附產(chǎn)品,如洗選黑矸、篩上物、煤泥等,此類矸石可用于發(fā)電、供熱,燃燒物還可用于制造磚、水泥、混凝土、砌磚、陶粒等。
3.5 煤炭地下氣化技術(shù) 煤炭地下氣化是一種整體綠色開采技術(shù),我國于1958~1960年曾在16個(gè)礦區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)。煤炭地下氣化的特點(diǎn)是把埋藏在地下的煤炭直接變?yōu)槊簹猓ㄟ^管道把煤氣供給工廠、電廠等各類用戶,使現(xiàn)有的地下作業(yè)改為采氣作業(yè),是開采煤炭的一種新工藝。目前我國的地下氣化技術(shù)仍處于工業(yè)試驗(yàn)階段,有很多問題需要去研究和探索。
4 結(jié)束語
隨著社會 經(jīng)濟(jì) 的 發(fā)展 ,在可持續(xù)發(fā)展的總戰(zhàn)略目標(biāo)下,實(shí)現(xiàn)“綠色礦業(yè)”是社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境共同的需要,是堅(jiān)持以 科學(xué) 發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展全局,努力建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會,建設(shè)創(chuàng)新型國家的必然要求。要實(shí)現(xiàn)綠色開采,需要相關(guān)學(xué)者綜合研究和解決政策、技術(shù)等諸多難題,花大力氣開展相關(guān)技術(shù)和政策的研究和創(chuàng)新,另外國家還應(yīng)在政策與稅收等方面對綠色開采加以支持。
煤礦開采技術(shù)論文:煤礦開采技術(shù)研究
[摘 要]在我國的能源資源中,煤炭占據(jù)著十分重要的地位。隨著科技的進(jìn)步和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,煤炭資源的開采面臨著新的挑戰(zhàn)和更高的要求。在煤礦技術(shù)的發(fā)展過程中,對于國外的先進(jìn)技術(shù)和成熟的理論體系進(jìn)行積極的借鑒和使用,從而提高我國的煤礦開采技術(shù)的水平,加大對于煤礦開采中新型設(shè)備的使用,同時(shí)建立起中國的煤礦開采技術(shù)的相關(guān)理論實(shí)踐體系,并在不斷的使用過程中對其進(jìn)行加強(qiáng),從而提高煤礦開采的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益,實(shí)現(xiàn)綠色開采。
[關(guān)鍵詞]煤礦煤炭 采煤方法 開采技術(shù) 發(fā)展趨勢
一、煤炭開采的意義
煤炭是黑寶石,是工業(yè)的食量,是可燃燒的墨色黃金,各行各業(yè)都少不了對煤炭的需求;當(dāng)今社會發(fā)展一日千里,在新形式下,煤礦開采技術(shù)需要與時(shí)俱進(jìn),不斷進(jìn)步和臻于完善是行業(yè)追求的較高目標(biāo),自始至終是采礦學(xué)科發(fā)展的主題。理論與實(shí)踐緊密結(jié)合才能使得采煤行業(yè)不斷成熟,因此,在持續(xù)發(fā)展現(xiàn)代采煤工藝之際,研究多層次、多樣化的采煤工藝,建立符合新時(shí)代需要的、具有中國特色的采煤工藝?yán)碚撈仍诿冀蕖R恢币詠恚捎诓粩嗟剡M(jìn)步,我國采煤方法已趨成熟,放頂煤采煤的應(yīng)用隨著時(shí)間的推移,隨著業(yè)內(nèi)人員的努力,在不斷擴(kuò)展,應(yīng)用水平和理論研究的深度和廣度日益提升。
二、采煤方法和工藝
為了提高工作效率,增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,就要研究開發(fā)出各種適宜開采條件的高效能、高性的采煤裝備和工藝,以適應(yīng)開采需要;生產(chǎn)系統(tǒng)和開采布置力求簡易實(shí)用、高效經(jīng)濟(jì)、安全,生產(chǎn)過程監(jiān)控與科學(xué)管理桴鼓相應(yīng),彼此增益,相互配套,增加不同礦井煤層在各種條件下的采煤機(jī)械化,使用的裝備,提升開采工藝,讓應(yīng)用水平更上層樓,為生產(chǎn)服務(wù),提高采煤機(jī)械化的程度,增強(qiáng)效益,擴(kuò)大應(yīng)用范圍。
2.1 各種經(jīng)驗(yàn)豐富技術(shù),促進(jìn)生產(chǎn) 埋深淺、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效技術(shù),現(xiàn)代科技廣泛應(yīng)用,開采技術(shù)成套全備,各種技術(shù)難題迎刃而解。硬頂板控制手段先進(jìn),研究埋深淺、地壓小的硬厚頂板控制技術(shù),經(jīng)由巖層定向水力壓裂、傾斜深孔爆破等一系列的頂板快捷解決方法,俾使直接頂能隨采隨冒,增加頂煤回收率,還能夠基本頂能按定步距垮落,頂煤不僅僅可以輕而易舉的被破碎,尚且能夠確保工作面的安全工作。有的開采技術(shù)能夠使頂煤體能隨采隨冒,提高其回收率,比如硬厚頂煤控制方面的技術(shù);有的技術(shù)對工作面的推進(jìn)度能夠大幅度的提高,促進(jìn)生產(chǎn)效率的提升,比如兩硬條件下放頂煤開采快速推進(jìn)技術(shù),其特點(diǎn)是工序簡單,極大地得到優(yōu)化,能夠?qū)Ψ琶簳r(shí)間有所節(jié)省;5.5m寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)更是展現(xiàn)了技術(shù)的強(qiáng)大作用,工作面高產(chǎn)高效,采煤機(jī)被得到充分的使用,綜采配套設(shè)備重型化,功率巨大。
2.2 緩傾斜薄煤層長壁開采 薄煤層采煤機(jī)、刨煤機(jī)的使用,適宜特殊的開采條件,體積輕小,便于移動(dòng),功率非凡,性能高;研究開發(fā)薄煤層工作面的總體配套技術(shù),促進(jìn)開采進(jìn)程,增加刨煤機(jī)綜采量。
2.3 緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長壁采 支架結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度的增強(qiáng)和完善在安全方面有所增加,防倒、防滑雙管齊下,頂梁焊縫開裂現(xiàn)象得到控制,以前的工作中,千斤頂常常受到損害,今一并得到緩解。
2.4 各種綜采高產(chǎn)高效綜采設(shè)備保障體系 開機(jī)率進(jìn)一步提高,采掘運(yùn)設(shè)備三位一體,得到完善的自動(dòng)監(jiān)控,“支架―圍巖”系統(tǒng)亦在其監(jiān)控范圍之內(nèi),各種信息比如頂板狀態(tài)、支護(hù)質(zhì)量、支架位態(tài)等都得到及時(shí)的反饋,信息全部是自動(dòng)采集,及時(shí)的檢測故障,隨即的診斷,采煤機(jī)在線與離線相結(jié)合的“油-磨屑”監(jiān)測與溫度、電信號的監(jiān)測;帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)狀態(tài)監(jiān)控。
三、煤礦開采技術(shù)
3.1 機(jī)械化開采技術(shù)
在煤礦開采過程中采用先進(jìn)的自動(dòng)化、智能化和機(jī)械化的生產(chǎn)技術(shù)能夠顯著提高煤礦開采的效率,提高經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)也要注重在開采過程中的安全問題和對于環(huán)境的產(chǎn)生的影響,充分利用現(xiàn)有的開采設(shè)備要和技術(shù)、逐漸提高開采的工藝水平。煤礦開采的發(fā)展趨勢呈現(xiàn)出高產(chǎn)量、高質(zhì)量和綠色環(huán)保的特點(diǎn),同時(shí)開采過程中的安全性能也將會有很到的提高。在向著這個(gè)目標(biāo)發(fā)展的過程中將開采技術(shù)和現(xiàn)代化的技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,并將其進(jìn)行廣泛推廣,從整體上提高煤礦開采技術(shù)水平。
3.2 膏體充填技術(shù)
這種技術(shù)的使用最早源于德國,其進(jìn)行的研究和使用也較為成熟。在我國的煤礦開采中采用膏體填充技術(shù)能夠顯著提高開采的質(zhì)量。在進(jìn)行煤礦開采的過程中使用煤矸石、低質(zhì)粉煤灰等進(jìn)行填充,和采煤工作在同一個(gè)工作面中進(jìn)行。使用膏體充填技術(shù)的主要目的在于減沉,同時(shí)也促進(jìn)了固體廢棄物的再利用,減少經(jīng)濟(jì)投入,保障經(jīng)濟(jì)效益。
3.3 改造小煤礦和機(jī)械化開采技術(shù)
在我國的煤礦開采中,受到技術(shù)條件的限制和安全意識的影響,使得安全事故頻發(fā),尤其是在一些中小型煤礦中,由于資金的投入力度有限,管理缺乏,開采過程缺乏科學(xué)的指導(dǎo),不僅嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率,同時(shí)也大大降低了安全系數(shù)。因此,針對中小型煤礦進(jìn)行開采技術(shù)的改造具有十分重要的意義。
3.4 煤炭地下氣化技術(shù)
采用煤炭地下氣化技術(shù)是在對地下煤炭燃燒的過程中進(jìn)行控制,結(jié)合煤炭產(chǎn)生的熱化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行煤炭資源的開發(fā)。這種技術(shù)是針對煤炭資源的二次開采,安全系數(shù)較高、開發(fā)成本較低、生產(chǎn)效率較高等特點(diǎn)。在對一些新型的煤礦進(jìn)行開采時(shí),尤其是地質(zhì)條件較差、產(chǎn)煤質(zhì)量較差的煤礦。這種技術(shù)在我國的煤礦開采的使用中具有十分廣闊的前景。
3.5 采場圍巖控制技術(shù)
在現(xiàn)代的煤礦開采技術(shù)中使用到的采場圍巖技術(shù)綜合了力學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué),使用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù),在對地質(zhì)進(jìn)行測量后制定出相應(yīng)的巖層控制方案,為煤炭開采提供高效、安全的生產(chǎn)條件。在對現(xiàn)代化的采場圍巖控制技術(shù)進(jìn)行發(fā)展的同時(shí),要對現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行不斷的改進(jìn),實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)測,提高監(jiān)測的性,使監(jiān)測儀表更加直觀、輕便和小型化。
3.6 煤礦開采地區(qū)土地復(fù)墾技術(shù)
在進(jìn)行礦區(qū)土地復(fù)墾的工作中,要對大面積的沉陷地質(zhì)進(jìn)行治理,采用深挖淺墊技術(shù)、充填復(fù)墾技術(shù)將煤礦開發(fā)的土地進(jìn)行平整,對遭受破壞的礦區(qū)中的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的改造。如果復(fù)墾中的土地并沒有穩(wěn)沉,土地就會遭受到嚴(yán)重的破壞,治理效果就會受到較大的影響。
3.7 綠色開采技g
煤礦的綠色開采技術(shù)是指在煤礦開采的過程中減少對于環(huán)境造成的破壞,提高生態(tài)效益,采用綠色開采技術(shù)和能夠有效實(shí)現(xiàn)資源的合理開發(fā)和利用,同時(shí)使得開采技術(shù)取得更大的進(jìn)步,在資源利用的過程中實(shí)現(xiàn)對于環(huán)境的保護(hù)。
四、煤礦開采技術(shù)的發(fā)展趨勢
在我國現(xiàn)有的煤礦開采技術(shù)中,逐漸朝著集成化、系統(tǒng)化和智能化的方向發(fā)展。在開采過程中使用到的技術(shù)裝備被集中在一起,有效的減少了使用中的設(shè)備的占地面積,同時(shí)也為機(jī)械的操作和維護(hù)提供了更加有利的條件。在開采的過程中將通訊方式進(jìn)行統(tǒng)一,將開采過程中使用到的機(jī)械、電路設(shè)備進(jìn)行明確分類,以便于操作人員在使用中能夠進(jìn)行更高效率的操作,同時(shí)要實(shí)現(xiàn)人機(jī)操作的界面布置,使操作的流程更加簡單,系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行煤礦開采過程的模擬能夠?yàn)榧夹g(shù)人員提供有效的技術(shù)參考,為技術(shù)人員進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)整和提供參數(shù)參考。對開采過程中的開采層次和內(nèi)部巷道控制提供相應(yīng)的技術(shù)參考。對開采過程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤進(jìn)行及時(shí)調(diào)整,對采煤工作中使用到的設(shè)備進(jìn)行有效利用,縮短開采時(shí)間、提高產(chǎn)煤量。隨著煤礦開采技術(shù)的發(fā)展,在我國的中小型煤礦中將逐漸對于落后的生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行淘汰,擴(kuò)大單井的開挖規(guī)模,在對資源進(jìn)行合理開發(fā)的基礎(chǔ)上,促進(jìn)煤礦開采的機(jī)械化和自動(dòng)化的發(fā)展,采用先進(jìn)的煤礦開采技術(shù)和工藝,提高煤礦生產(chǎn)的安全性,對開采過程中使用到的圍巖頂板控制技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的改造和深入實(shí)施,提高中小型煤礦的生產(chǎn)效率,從而促進(jìn)我國煤礦生產(chǎn)的健康、穩(wěn)定發(fā)展。
在今后的煤礦開采過程中將會朝著集約化開拓布置技術(shù)和自動(dòng)化的煤礦開采技術(shù)的方向發(fā)展。在進(jìn)行這些新興技術(shù)的使用過程中能夠有效減少設(shè)備在開采現(xiàn)象的占地面積,增強(qiáng)高設(shè)備的使用效果,優(yōu)化生產(chǎn)過程,降低生產(chǎn)成本,實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護(hù),促進(jìn)煤礦開采的可持續(xù)發(fā)展。
煤礦開采技術(shù)論文:煤礦開采中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展
摘 要:在我國能源結(jié)構(gòu)中,煤炭資源有這十分重要的地位。伴隨煤礦開采技術(shù)快速發(fā)展,如今的煤礦開采正朝著自動(dòng)化方向發(fā)展。自動(dòng)化機(jī)械開采技術(shù)的應(yīng)用,大大降低了煤礦開采的勞動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)也提高了煤礦開采的安全性和生產(chǎn)效率。本文通過分析我國煤礦自動(dòng)化機(jī)械開采技術(shù),進(jìn)而對自動(dòng)化機(jī)械開采發(fā)展前景提出自己的看法。
關(guān)鍵詞:煤礦開采;自動(dòng)化機(jī)械;煤炭資源
當(dāng)前,機(jī)械設(shè)備不僅僅可以應(yīng)用于煤礦開采階段,還在煤礦勘探、煤炭運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)階段中被廣泛使用。現(xiàn)如今,自動(dòng)化機(jī)械的應(yīng)用已讓煤礦生產(chǎn)發(fā)展成相對完善的機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)。
1 煤礦機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)概述
所謂機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),指的是機(jī)械操作機(jī)構(gòu)能夠在無人干預(yù)的條件下,依據(jù)事先設(shè)定好的控制程序或指令,讓其自動(dòng)完成工業(yè)生產(chǎn)操作的過程。作為先進(jìn)自動(dòng)控制技術(shù)之一,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中代表了全新的生產(chǎn)力。機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展也標(biāo)志著工業(yè)生產(chǎn)由傳統(tǒng)人工操作到機(jī)械自動(dòng)生產(chǎn)的歷史階段,因此,煤礦開采中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)擁有良好的發(fā)展前景。在煤礦開采的過程中,采取機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)能夠達(dá)到連續(xù)不間斷作業(yè),并且可以對復(fù)雜的開采環(huán)境以及執(zhí)行程序按照人的意圖作出調(diào)整,自動(dòng)化機(jī)械在煤礦開采中的使用不僅降低了人力方面的需求,同時(shí)還提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力。
2 綜合機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用
傳統(tǒng)上來看,煤礦掘進(jìn)作業(yè)過程中,通常會一句煤層分布情況及厚度來選擇何種掘進(jìn)技術(shù),其中掘進(jìn)技術(shù)通常包含鉆爆、綜掘技術(shù)等,綜掘技術(shù)是指利用綜合機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行作業(yè),過去煤礦掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)化程度較低,工作環(huán)境及狀態(tài)也通常會被煤礦自身?xiàng)l件所約束,掘進(jìn)機(jī)可以和操作箱、壓扣控制、照明燈等系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來,在系統(tǒng)整體運(yùn)作下提升掘進(jìn)效率,特別在和液壓系統(tǒng)配合中達(dá)到效率較大化的目標(biāo),同時(shí)也為生產(chǎn)指明了方向,節(jié)約大量時(shí)間。
煤礦運(yùn)輸是煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)之一,把煤迅速運(yùn)輸?shù)骄鲜敲旱V生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保障。自動(dòng)化煤礦機(jī)械的采用,使傳統(tǒng)的以人工為主的運(yùn)煤方式大幅改善,進(jìn)而體現(xiàn)了自動(dòng)化機(jī)械在煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)中的巨大優(yōu)勢。例如當(dāng)前的煤礦運(yùn)輸系統(tǒng),其通常與采煤系統(tǒng)間有協(xié)同關(guān)系,和過去的人工運(yùn)輸方式不一樣,采取機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)能夠借助電滾筒皮帶來實(shí)現(xiàn)井下煤炭的運(yùn)輸。伴隨煤礦自動(dòng)化機(jī)械智能化水平持續(xù)提高,煤礦的生產(chǎn)系統(tǒng)和運(yùn)輸系統(tǒng)彼此的聯(lián)系將不再依賴人工控制,而是憑借其自身所擁有的信號傳感系統(tǒng)及通信系統(tǒng)。
在采礦生產(chǎn)中,采煤是其核心過程,大批自動(dòng)化機(jī)械的采用使煤產(chǎn)量大幅提高。部分采煤機(jī)械可以按照自身監(jiān)測系統(tǒng),有效對煤炭與煤矸石進(jìn)行區(qū)分歸類,進(jìn)一步提高生產(chǎn)質(zhì)量。當(dāng)前,采煤機(jī)已經(jīng)由中厚煤層起步,逐步發(fā)展到薄煤層、大功率、大采高強(qiáng)力滾筒采煤機(jī),同時(shí)也由有鏈牽引、無鏈液壓牽引方式,漸漸發(fā)展到電磁滑差無鏈電牽引和變頻調(diào)速無鏈電牽引,這使發(fā)展也使得采煤機(jī)的功能更加多元,生產(chǎn)效率也大大提高。
除此之外,在自動(dòng)化采煤機(jī)械上,通常會安裝安全監(jiān)測系統(tǒng),采煤技術(shù)人員會以監(jiān)控系統(tǒng)為依據(jù)在生產(chǎn)控制中心就煤礦生產(chǎn)具體情況實(shí)時(shí)監(jiān)控,其主要監(jiān)控內(nèi)容為:煤層厚度變化、空氣含量變化、煤礦內(nèi)溫濕度變化、粉塵含量變化等等。值得一提的是,自動(dòng)化采煤機(jī)械中還包含了通信技術(shù)、故障信息診斷技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等等。
3 機(jī)械自動(dòng)化在煤礦開采中的發(fā)展前景
當(dāng)前,機(jī)械自動(dòng)化的先進(jìn)理論已經(jīng)可以和生產(chǎn)有機(jī)結(jié)合起來,同時(shí)現(xiàn)代自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備也為煤礦企業(yè)的發(fā)展提供新的機(jī)遇。伴隨煤礦工程的不斷發(fā)展,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用將會擁有更為寬廣的空間,下面我們就從以下幾點(diǎn)談一下機(jī)械自動(dòng)化在煤礦開采中的發(fā)展前景。
及時(shí),實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)崗位機(jī)械自動(dòng)化工作。這一點(diǎn)源自于煤礦開采的工作性質(zhì),在這個(gè)過程中不僅要投入大量財(cái)力、物力與人力,同時(shí)還會經(jīng)常面臨緊急危險(xiǎn)事故,煤礦開采也是高危行業(yè)之一。所以,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用離不開科學(xué)的指導(dǎo),特別是在重點(diǎn)崗位,微小的差錯(cuò)就有造成難以挽回?fù)p失的可能性,這就要求我們在源頭上做好預(yù)防和控制的工作,確保開采工作安全性,使企業(yè)長治久安。
第二,自動(dòng)化機(jī)械采煤的主要功用就是可以按照事先設(shè)計(jì)指令來工作,可連續(xù)環(huán)節(jié)的機(jī)械作業(yè)要求在程序設(shè)置與指令的過程中完成好審核及監(jiān)控工作,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在開采、掘進(jìn)、運(yùn)輸、提升的各個(gè)環(huán)節(jié)保持連續(xù)性,這為生產(chǎn)的效率的提高提供了保障,同時(shí)也大大節(jié)約人力資源,使采煤過程中產(chǎn)生的損耗減少,為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)利益。
第三,進(jìn)一步加強(qiáng)機(jī)械自動(dòng)化開采技術(shù)與其他先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)彼此的結(jié)合。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)過程中的應(yīng)用具備良好地發(fā)展空間。在新的時(shí)期,各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)都飛速發(fā)展,我們要把握住歷史機(jī)遇,融合其它先進(jìn)技術(shù),使機(jī)械自動(dòng)化開采日趨成熟。
4 總結(jié)
煤礦自動(dòng)化機(jī)械有這功能強(qiáng)、安全性高的優(yōu)勢,所以自動(dòng)化機(jī)械在煤礦生產(chǎn)中應(yīng)被大量使用。但是,我國煤礦自動(dòng)化機(jī)械存在很大的發(fā)展空間。我們應(yīng)該通過不斷改進(jìn),使煤礦自動(dòng)化機(jī)械的環(huán)保性能和可操作性不斷提高。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)集約化管理,是生產(chǎn)人員更容易掌握煤礦自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備的操作和使用。
煤礦開采技術(shù)論文:煤礦開采技術(shù)存在問題及解決措施研究
摘 要:隨著近年來我國科學(xué)技術(shù)的提升,煤礦開采技術(shù)也相應(yīng)得到了更新,開采效率更是明顯提高。但是由于煤礦開采工作本身具備比較明顯的危險(xiǎn)性,開采作業(yè)的環(huán)境通常比較惡劣,并且一旦出現(xiàn)安全事故就會造成十分嚴(yán)重的人員傷亡或經(jīng)濟(jì)損失,極易出現(xiàn)不良的社會影響。針對這種情況,更應(yīng)該加強(qiáng)對安全開采技術(shù)的研究和落實(shí),其工作的有效開展就對煤礦安全生產(chǎn)起到十分重要的影響和意義。基于此,本文就將對煤礦安全開采技術(shù)中存在的主要問題進(jìn)行研究,并針對問題提出相應(yīng)的解決措施,希望對這項(xiàng)工作的開展起到更大的幫助作用。
關(guān)鍵詞:煤礦開采技術(shù);存在問題;解決措施
在科技進(jìn)步的前提下,我國煤礦的開采技術(shù)得到了十分明顯的提升,大大增強(qiáng)了煤炭的開采效率。但是除了要對煤炭開采的效率引起重視,我們還需要對煤炭開采技術(shù)中存在的問題進(jìn)行重視和關(guān)注,因?yàn)檫@些問題如果沒有得到科學(xué)、合理的解決,就很容易為煤礦的開采帶來十分不利的影響,嚴(yán)重的可能還會威脅到煤礦的開采安全,造成人員和財(cái)產(chǎn)和雙重傷害。針對這種情況,本文就將對現(xiàn)階段我國煤礦開采過程中存在的問題進(jìn)行研究,通過提出相應(yīng)的解決策略,對這項(xiàng)工作的開展起到一定積極的影響。
1 現(xiàn)階段煤礦開采技術(shù)中存在的主要問題
煤礦開采技術(shù)中如果存在問題將會對煤礦的生產(chǎn)及行業(yè)的運(yùn)營產(chǎn)生極為不利的影響,因此煤礦企業(yè)的經(jīng)營管理者更應(yīng)該對這項(xiàng)問題引起關(guān)注和重視。經(jīng)過多年的工作經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)煤礦開采主要存在的問題有。
1.1 安全問題
煤礦開采工作中的一項(xiàng)重要前提就是安全,同時(shí)其也是對煤礦開采產(chǎn)生影響的一個(gè)重要因素。根據(jù)不的統(tǒng)計(jì),我國煤礦出現(xiàn)的安全事故中,多數(shù)都和煤礦技術(shù)落后、安全制度落實(shí)不到位有著緊密的聯(lián)系。在對煤礦進(jìn)行開采的過程中,煤炭上方的覆巖層由于煤礦的開采極易出現(xiàn)板塊移動(dòng)的情況,當(dāng)?shù)叵碌慕Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化,就容易引發(fā)地震、瓦斯爆炸等地質(zhì)災(zāi)害問題[1]。這些災(zāi)害將對煤礦的開采工作造成十分不利的影響,給開采人員的人身安全也將造成極大威脅。
1.2 環(huán)境問題
在對煤礦進(jìn)行開采的過程中,對周邊的地質(zhì)和環(huán)境都會造成較為明顯的不利影響和破壞。最常見的就是水體流失和土地的沙化問題。還有一個(gè)不得不引起重視的就是土地沉陷,一旦發(fā)生土地沉陷的情況,就會造成當(dāng)?shù)厮w大量流失,嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)耕面積,依靠土地生活的農(nóng)民衣食住行都將受到嚴(yán)重的威脅。
2 強(qiáng)化煤礦安全開采技術(shù)的有效措施
2.1 科學(xué)合理的對煤礦環(huán)境進(jìn)行規(guī)劃
礦區(qū)環(huán)境相對來講比較復(fù)雜,加上煤礦一直都需要進(jìn)行高頻率的開采工作,因此礦區(qū)的環(huán)境就會變得十分脆弱,所以在這個(gè)前提下,我們更應(yīng)該對礦區(qū)中環(huán)境建設(shè)的合理性和科學(xué)性引起重視。同時(shí),在對煤礦進(jìn)行開采的過程中,還需要對礦區(qū)的環(huán)境問題進(jìn)行詳細(xì)研究,切勿走先破壞后治理的道路[2]。對于煤礦企業(yè)的發(fā)展來說,在煤礦實(shí)際開采前,應(yīng)該對礦區(qū)的地質(zhì)條件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)研究,保障對其地質(zhì)情況和相應(yīng)的環(huán)境問題有了明確的掌握,這樣企業(yè)才能充分利用自身發(fā)展情況對相應(yīng)的開采計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整,嚴(yán)格對自身的開采技術(shù)進(jìn)行規(guī)范,不斷促進(jìn)現(xiàn)代社會和環(huán)境的發(fā)展,為其收獲更多的經(jīng)濟(jì)效益作保障。
2.2 提升開采人員安全生產(chǎn)的意識和能力
煤礦企業(yè)在實(shí)際發(fā)展過程中需要對企業(yè)中所有員工的安全生產(chǎn)意識進(jìn)行培養(yǎng),在這個(gè)過程中,可以結(jié)合適當(dāng)?shù)陌咐龑T工進(jìn)行教育,讓其充分認(rèn)識到這項(xiàng)工作的重要性和開展的必要性,不斷對員工安全生產(chǎn)意識進(jìn)行培養(yǎng)和完善。此外,還應(yīng)該對員工安全開采的技術(shù)展開專業(yè)的訓(xùn)練和指導(dǎo),增強(qiáng)其運(yùn)用安全開采技術(shù)進(jìn)行作業(yè)的基本能力。在這項(xiàng)技術(shù)的開展過程中,還需要對每項(xiàng)工作環(huán)節(jié)的操作規(guī)范進(jìn)行明確,嚴(yán)格把控每一項(xiàng)生產(chǎn)和作業(yè)環(huán)節(jié),避免出現(xiàn)由于不規(guī)范操作出現(xiàn)的安全問題或是隱患,從而進(jìn)一步對煤礦開采的安全性進(jìn)行有效提升[3]。
2.3 增加安全生產(chǎn)投入成本
企業(yè)在對煤礦進(jìn)行開采的過程中,還需要適當(dāng)加大經(jīng)濟(jì)成本的投入,保障生產(chǎn)設(shè)備和開采技術(shù)始終處于較為先進(jìn)的狀態(tài),將原本老舊的設(shè)備及時(shí)更新或是淘汰,避免其在工作環(huán)節(jié)中出現(xiàn)問題。與此同時(shí)還應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)安全防護(hù)工作的投入,保障工作的順利開展,安全隱患才能得到更為技術(shù)的處理。
現(xiàn)階段我國煤礦行業(yè)的發(fā)展始終處于較為迅猛的萃罰因此在這個(gè)背景條件下,就更需要對煤礦開采技術(shù)的安全性和科學(xué)性進(jìn)行提升。這項(xiàng)工作的開展不僅對煤礦企業(yè)的發(fā)展有著重要意義,同時(shí)還大大保護(hù)了工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全,對社會穩(wěn)定和建設(shè)將起到十分有效的幫助作用。希望通過本文的研究,能對這項(xiàng)煤礦整體行業(yè)的發(fā)展起到有效幫助,為人們生活穩(wěn)定做出更大貢獻(xiàn)。
煤礦開采技術(shù)論文:我國煤礦開采技術(shù)的方向探究
摘要:隨著社會在不斷地進(jìn)步,科技在不斷地發(fā)展。每一個(gè)行業(yè)都進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展紀(jì)元,在新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展局勢下,每個(gè)行業(yè)都會面臨著不斷地挑戰(zhàn)和創(chuàng)新。煤礦開采行業(yè)在現(xiàn)代科技發(fā)展的形勢下也面臨著同樣的挑戰(zhàn)和創(chuàng)新。煤礦開采行業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)之一,為適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展,生態(tài)環(huán)境保護(hù),生產(chǎn)過程中的安全性,煤礦開采技術(shù)需要更進(jìn)一步的探究和發(fā)展。本文將會從煤礦開采技術(shù)方向,開采過程出現(xiàn)的問題,安全性問題和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面進(jìn)行剖析和研究。希望在探討過程中,能夠給予可行性的想法,促進(jìn)煤礦開采技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。
關(guān)鍵詞:煤礦開采技術(shù),發(fā)展方向,安全性問題,生態(tài)保護(hù)
與發(fā)達(dá)國家相比,我國的煤礦開采技術(shù)仍存在很大的差距。在經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展趨勢下,不僅要重視煤礦開采的傳統(tǒng)工藝,更要重視高新技術(shù)的研發(fā)。然而傳統(tǒng)的開采技術(shù)我們要取其精華,去其糟粕。既要結(jié)合開采的實(shí)際情況,更要與當(dāng)代的發(fā)展形勢相結(jié)合。使煤礦開采技術(shù)更加高效,智能,耐用,,安全,環(huán)保。這將會成為煤礦開采技術(shù)的重要部分,下面會從幾個(gè)方面進(jìn)行分析和探討。
1 煤礦的開采工藝和技術(shù)要逐漸完善
隨著全球科技化的發(fā)展和信息時(shí)代的快速到來,我國煤礦開采技術(shù)通過不斷的創(chuàng)新和發(fā)展,定會有很大的突破。煤礦開采技術(shù)的更新能夠有效地帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和開采技術(shù)的變革。將傳統(tǒng)開采工藝與高新的開采技術(shù)相結(jié)合,不斷引進(jìn)新的開采技術(shù)和方法。實(shí)現(xiàn)高效率,高產(chǎn)量,高安全性,高性,在逐漸完善煤礦開采的同時(shí),也逐漸完善煤礦開采的工藝和技術(shù)。在發(fā)展現(xiàn)代化煤礦開采工藝的同時(shí),更要發(fā)展多元化,全方面的開采技術(shù)和工藝,使煤礦開采更加機(jī)械化。
(1)研發(fā)硬頂板,淺埋深,硬煤層的高生產(chǎn)高效率的開采技術(shù)。解決部分技術(shù)問題,保障生產(chǎn)安全,以利于頂板煤破碎。
(2)緩傾斜薄煤層技術(shù),由于地域環(huán)境的不同,可以開發(fā)一種靈活的開采技術(shù),使用方便,面積小,功效大,性高的技術(shù)。
(3)傾斜后煤層的開采,要加強(qiáng)和完善輔助設(shè)備的研發(fā)。加強(qiáng)支架的防滑、防塌、頂梁焊縫開裂和變形,提高支架的堅(jiān)固性。
2 深層煤礦井的開采技術(shù)
深層煤礦井的關(guān)鍵開采技術(shù)是,煤礦層開采的礦壓控制,防治沖擊地壓,可燃?xì)怏w和有害氣體的治理,井巷布置及通風(fēng)等。據(jù)有效數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),我國最深的煤礦井已達(dá)1000米左右,開采深度超過800米的煤礦井就有171處。可想而知,深層煤礦井對開采技術(shù)有著嚴(yán)格的要求。
3 完善“三下”的開采技術(shù)
在我國傳統(tǒng)的開采技術(shù)中危險(xiǎn)性高,而且難度大,開采的條件也很嚴(yán)格。首先要對煤礦周圍的巖石運(yùn)動(dòng)狀態(tài)做充分的了解,掌握地表沉陷的規(guī)律。并進(jìn)行的數(shù)據(jù)測算。根據(jù)不同的地理環(huán)境建立完善的數(shù)據(jù)庫,研發(fā)出適合實(shí)地應(yīng)用的技術(shù)和設(shè)備。大大避免對地下水、地上建筑和生態(tài)環(huán)境的破壞。以實(shí)現(xiàn)提高煤礦資源開采量與節(jié)約資源的重要目標(biāo)。
4 設(shè)計(jì)合理的巷道布置
據(jù)了解,某煤礦開采集團(tuán)推行全礦巷道,只布置單一煤礦層開采,礦石殘?jiān)鼛缀醪粫霈F(xiàn)在地表上,簡化了生產(chǎn)系統(tǒng)。幾乎做到采礦,運(yùn)輸,處理一條龍。生產(chǎn)效率明顯提升。完善煤礦開采的巷道的布置,對矸石的排放量也會有所改善,大大減少了對生態(tài)環(huán)境的污染。探究單一的煤礦開采方法,要進(jìn)行煤礦的集中準(zhǔn)備、開采及回采。運(yùn)用單軌吊輔,無軌膠輪的運(yùn)輸方式,降低了出矸率,將矸石做為回填的材料。既簡化了生產(chǎn)程序,降低了生產(chǎn)成本,也大大提高了生產(chǎn)效率。
5 煤礦氣化技術(shù),要發(fā)展新型工藝
為實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的安全技術(shù),煤礦氣化技術(shù)可作為一種新型的技術(shù)工藝進(jìn)行探究與研發(fā)。大部分煤礦具有熱化反應(yīng),收集其可再利用的氣體,把該氣體改變成一種新型的可燃性氣體燃料。這種方法是非常特別的開采方法。在煤礦開采的工程中就開始進(jìn)行再次加工。不僅研發(fā)出了新的能源,解決能源緊缺的問題。還減少了對大氣、水的污染,更減少了廢棄物的生成。促進(jìn)新型能源的開發(fā),也會帶動(dòng)社會經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展。
6 控制礦山壓力和采礦場圍巖
為了了解更加優(yōu)化的煤礦開采技術(shù),首先要對不同的地質(zhì)巖層做深入的數(shù)據(jù)分析和探究。因地制宜,安排合理的工程設(shè)備。而礦山壓力在不同的條件下呈現(xiàn)出不同的規(guī)律,我們需要通過一些檢測儀器和新的技術(shù)控制。將礦山的壓力能夠有效地進(jìn)行監(jiān)控,避免事故的發(fā)生。對于礦山壓力的控制及采礦圍巖的控制,我們還需要更深一步的探究。如破碎頂板與堅(jiān)硬頂板的拉制技術(shù)、頂板與支護(hù)質(zhì)量的監(jiān)測技術(shù)、沖擊壓的預(yù)防、圍巖與放頂開采支架的相互作用等等。因此,我們更加需要研發(fā)新的支撐保護(hù)設(shè)備。
7 建立統(tǒng)一的開采機(jī)制和完善的管理制度
針對一些不符合國際規(guī)定,存在安全隱患,嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境的小型煤礦產(chǎn)業(yè)進(jìn)行整治和關(guān)閉。國家可頒布煤礦開采條例。實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理,支持煤礦開采規(guī)范化、科學(xué)化、制度化、安全化、合理化的大型煤礦開采集團(tuán)。因?yàn)槊旱V資源是帶動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)之一,煤礦開采行業(yè)規(guī)范化了,不僅有利于國家管理,民眾監(jiān)督。更有利于新科技的研討和開發(fā)。使我們的煤礦開采業(yè)走向更新一步的臺階。
8 提倡生態(tài)環(huán)境的保護(hù)
使用新型技術(shù),減少在煤礦開采過程中造成的破壞。測量,確定好煤礦開采的深度,避免土地利用低下的現(xiàn)象。完善開采工藝,減少煤礦殘?jiān)纳桑瑢堅(jiān)M(jìn)行再生產(chǎn)。如使用在建筑行業(yè)或提取可使用的成分,進(jìn)行創(chuàng)新,研發(fā)新的能源。充分利用資源,將利益較大化,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性發(fā)展。對開采區(qū)要加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)和安全保護(hù),避免事故的發(fā)生,造成不必要的損失。美化環(huán)境,是人類與大自然和諧相處的基本要求。大自然給予我們豐厚的資源,通過我們的不斷發(fā)展和文明的進(jìn)步,我們要將有限的資源合理開的采和利用。研發(fā)更多供大家使用的新型能源。與大自然和諧相處,讓我們生存環(huán)境更加美好。
總而言之,煤礦開采技術(shù)的方向可根據(jù)高新技術(shù)、新型工藝和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的幾個(gè)方面進(jìn)行探討。堅(jiān)持我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基本政策,在不斷的實(shí)踐中創(chuàng)新,研發(fā)出新的高效安全技術(shù),完善煤礦開采行業(yè)的結(jié)構(gòu)。在當(dāng)今的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中,不斷的積累和進(jìn)步,使我國經(jīng)濟(jì)得到穩(wěn)定可持續(xù)性的發(fā)展。希望通過自己所學(xué)的知識可以對煤礦開采行業(yè)做一點(diǎn)微薄的貢獻(xiàn),今后我會不斷的學(xué)習(xí)和實(shí)踐來完善自身的不足,虛心學(xué)習(xí)。掌握煤礦開采技術(shù),充分對地域M行數(shù)據(jù)分析。在不斷的探討和學(xué)習(xí)中得到進(jìn)步,能夠?yàn)閲业慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和科技發(fā)展獻(xiàn)出自己的一份力量。
煤礦開采技術(shù)論文:煤礦緩傾斜厚煤層綠色開采技術(shù)探討
摘要:本文對緩傾斜厚煤層綠色開采工藝流程的性進(jìn)行了分析,提出了巷道布置與通風(fēng)系統(tǒng),回采硐支護(hù)與運(yùn)輸系統(tǒng),充填方法等技術(shù)方案,并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)與社會效益分析。
關(guān)鍵詞:緩傾斜厚煤層;綠色開采;充填方法;性
1 工藝流程與性分析
厚煤層分層帶式開采膏體充填工程技術(shù)主要是對“三下”緩傾斜煤層和埋藏相對淺的煤層,通過提高回采上限也不能正常回采的煤層,這種思路改變了傳統(tǒng)的煤礦開拓布置方式,通過充實(shí)采空區(qū),能防范地表下沉。
1.1 基本工藝流程 運(yùn)用綜掘機(jī)快速掘進(jìn),先回采頂分層,以充填體做下分層的頂板,回采頂分層時(shí)應(yīng)用架棚支護(hù)或錨網(wǎng)加鋼帶、錨索支護(hù),掘進(jìn)條帶酮后,就邊回撤邊充填,在充填時(shí)再施工一條回采酮,充填完后的半個(gè)月以后再回采相鄰的煤柱,施工這樣循環(huán)進(jìn)行,直到頂分層回采結(jié)束轉(zhuǎn)入下一分層。此回采辦法的回采率能達(dá)到90%以上。
1.2 安全性分析 使用綜掘機(jī)回采,架棚或錨網(wǎng)支護(hù),防止直接頂板的破壞,礦壓顯現(xiàn)不出周期性變化,只有局部冒頂可能,局部冒頂區(qū)域的支護(hù)做充填時(shí)不用回撤,頂板安全管理性比采面要高。充填施工時(shí)可確保下山充填或平巷充填,不存在充填上山,并可充實(shí)采空區(qū);可檢查充填后的狀況,可進(jìn)行二次充填。這種條帶開采充填方式,充填體有充裕的凝固時(shí)間,可保障再回采煤柱時(shí)的頂板支護(hù)強(qiáng)度。
2 技術(shù)方案
2.1 巷道布置與通風(fēng)系統(tǒng) 厚煤層分層帶式開采膏體充填巷道布置替代了傳統(tǒng)的回采布置方式,把整個(gè)采區(qū)作為一個(gè)工作面。為方便充填作業(yè),工作面的上、下順槽沿煤層走向作業(yè);工作面的通風(fēng)切眼沿煤層的傾向施工,若煤層傾向的角度大于17°時(shí),通風(fēng)切眼要沿煤層的偽傾角施工,保障通風(fēng)切眼的施工傾角在100~150°回采厚煤時(shí)先回采、充填頂分層,充填體作為下分層的頂板,每一分層再分三、四次回采、充填,然后回收通風(fēng)切眼保護(hù)煤柱,回采條帶工作面通風(fēng)應(yīng)用局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行壓入式通風(fēng)。
2.2 回采酮支護(hù)與運(yùn)輸系統(tǒng) 架棚支護(hù)時(shí),應(yīng)用工字鋼加工的矩形鋼棚或用液壓單體配合л型鋼梁;錨網(wǎng)支護(hù)時(shí),頂板用金屬錨桿配合鋼帶和強(qiáng)力錨索支護(hù),幫部用木錨桿配合木托盤支護(hù)。回采下分層要看充填體的整體和堅(jiān)固性,頂板可不支護(hù),幫部使用木錨桿配合木托盤支護(hù),根據(jù)充填體局部整體性狀況而定,可應(yīng)用架矩形鋼棚支護(hù)方法。運(yùn)用綜掘機(jī)裝載系統(tǒng),綜掘機(jī)后安裝皮帶,由皮帶運(yùn)輸至主井煤倉。
2.3 充填方法 采面通風(fēng)切眼是沿煤層的傾向作業(yè)的,回采掘進(jìn)硐的作業(yè)方向也是煤層的傾向,若是地層穩(wěn)定,回采掘進(jìn)硐是一邊高一邊低.充填時(shí)從巷道的低的處開始。倘若地質(zhì)條件復(fù)雜,回采掘進(jìn)硐上下山不定,為充實(shí)條帶硐和冒頂區(qū),就應(yīng)用雙條帶充填法。
充填前先備好局部通風(fēng)機(jī),再砌密閉墻,再回撤4~5架架棚,錨網(wǎng)支護(hù)只回撤管線和鋼軌,然后邊充填邊回撤架棚。在平巷或下山傾角小的情況下,用氣垛阻擋充填料,氣垛用絞車牽移,氣垛是按照巷道規(guī)格而加工的。充填施工過程中如果沒有特殊需要,不可隨意中斷供料,要隨時(shí)和地面保持聯(lián)絡(luò)。
某煤礦膏體充填材料以河砂為主要集料,組分包括河砂、粉煤灰、膠結(jié)料和水。
中國礦業(yè)大學(xué)研制了PL和SL兩個(gè)系列復(fù)合膠結(jié)料,可滿足不同條件煤礦膏體充填工程的需要。充分利用爐渣等材料的活性,要克服高水充填材料后期強(qiáng)度增長不大的不足,具有后期強(qiáng)度持續(xù)增長等特點(diǎn),保障后期強(qiáng)度的需要。
PL 、SL復(fù)合膠結(jié)料具有以下特點(diǎn):①親泥性能好。兩種復(fù)合膠結(jié)料適合與含泥量高的各種集料凝結(jié)固化,具有較好的親泥性能,為使用各種固體廢棄物創(chuàng)造了有利的條件,不需要脫泥處理,煤矸石、山砂、河砂、礦山分級尾砂或全尾砂、乃至城市固體垃圾等都可直接用作集料,大塊物料要進(jìn)行一般的破碎。②固結(jié)性強(qiáng)。SL膏體膠結(jié)料在用量少的情況下就可以使煤矸石、河砂、尾砂等制作的膏體料槳形成要求的強(qiáng)度的固化體,在相等用量情況下,PL、SL膏體膠結(jié)料固化體的強(qiáng)度是一般水泥固化體強(qiáng)度的3~6倍,在同等強(qiáng)度要求時(shí),應(yīng)用P1、SL膏體膠結(jié)料,能夠大幅度減少膠結(jié)料用量,降低材料費(fèi)用。③早期強(qiáng)度高。使用PL、SL膏體膠結(jié)料,可保障充填體及時(shí)自穩(wěn),并對頂板產(chǎn)生有效的支撐作用。而用普通水泥作膠結(jié)料,在充填體3天內(nèi)還沒有強(qiáng)度。④生產(chǎn)成本低。PL、SL系列膠結(jié)料來源較多、成本低廉,如石膏、石灰等,膠結(jié)料可自產(chǎn)自用,只需進(jìn)行烘干、破碎、粉磨等,生產(chǎn)投資不大,成本較低,尤其是SI膏體膠結(jié)料以爐渣等工業(yè)廢棄物為原料,可變廢為寶,既節(jié)約了能源,又可減少環(huán)境污染。PL系列膏體膠結(jié)料的價(jià)格通常每噸在300元以下,SL系列膏體膠結(jié)料價(jià)格在240元左右。
非膠結(jié)性的水砂充填材料隨著所受壓力的增加,壓縮率一致增加,泌水后砂槳壓縮性能與一般水砂充填相似,其最終壓縮率達(dá)到5%~6%。對比非膠結(jié)性的水砂充填材料,以河砂相互配置的膏體材料由于在澆注成形過程中不可避免的要夾帶微量的空氣,在受力初期也表現(xiàn)出一定的壓縮性,一旦其內(nèi)部空氣泡壓密以后,基本呈不可壓縮性,甚至出現(xiàn)典型的碎脹特征,這一點(diǎn)是非常重要,十分有利于提高控制開采沉陷效果。
3 效益分析
該回采方式的效率和面式回采相比是低的,但是利用了綜掘機(jī)掘進(jìn)速度快的特點(diǎn),噸煤成本并不是很高,可貴的是回采率可以和面式回采相比,資源回收率高,針對我國煤炭資源狀況和目前煤炭市場形勢,利潤空間還是很大的。
地表不下沉,有效的保護(hù)了地表建筑物、河流和鐵路、公路等;有效的保護(hù)了耕地資源和水資源;充分利用了礦渣、矸石,防止了礦渣、砰石占用土地;可提高開采上限,延長了礦井的服務(wù)年限。煤礦面式回采充填難度非常大,有許多難題沒有解決,先例還不多;“三下”條帶回采回收率很低(不到20%),資源浪費(fèi)嚴(yán)重,不能防止地表下沉。厚煤層帶式回采膏體充填、由線成面的回采方式能夠彌補(bǔ)上述缺陷,在我國一些煤礦出現(xiàn)資源枯竭,利用現(xiàn)有礦井的基本條件,采取此回采方式可以提高資源回收率,延長礦井的服務(wù)年限。
煤礦開采技術(shù)論文:淺議煤礦開采中井下采煤技術(shù)及采煤工藝選擇
摘 要:目前,隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,我國煤礦采煤技術(shù)發(fā)生了翻天覆地的變化。在煤礦開采中,井下采煤是其中最核心的部分,選擇正確的采煤技術(shù)能夠在一定程度上促進(jìn)煤礦開采效益的增長。目前,我國的采煤技術(shù)尚不完善,因此,相關(guān)部門應(yīng)該加大對采煤技術(shù)的研究。本文主要分析了煤礦開采中井下采煤技術(shù),并重點(diǎn)講述了采煤工藝選擇,以供相關(guān)人士參考。
關(guān)鍵詞:煤礦開采;井下采煤技術(shù);采煤工藝;選擇
0 引言
現(xiàn)如今,隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國的煤炭開采技術(shù)被提出了更高的要求。與傳統(tǒng)的煤炭開采技術(shù)相比,目前的煤炭開采技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展到了機(jī)械化開采,在這很大程度上推動(dòng)了我國煤炭行業(yè)的發(fā)展。在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中,我國的煤炭行業(yè)是其發(fā)展的命脈,如果我國的煤炭行業(yè)發(fā)展受到了阻礙,那么就會給我們的社會經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重的損失。從目前我國煤礦開采中井下采煤技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來看,井下采煤技術(shù)主要包括以下幾種技術(shù):綜合機(jī)械化采煤技術(shù)、普通機(jī)械化采煤技術(shù)、連續(xù)采煤技術(shù)等。面對市場經(jīng)濟(jì)競爭的日益激烈,我國煤礦企業(yè)要想提高自身的市場核心地位,就應(yīng)該加大對井下采煤技術(shù)的資金投入力度,在進(jìn)行采煤時(shí),一定要選擇正確的采煤工藝,減少資源的浪費(fèi),為企業(yè)節(jié)省大量的資金,從而促進(jìn)我國煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
1 煤礦開采中井下采煤技術(shù)
在具體的煤礦開采中,井下采煤是其中非常重要的一項(xiàng)采煤過程。傳統(tǒng)的井下采煤都是人工采煤,目前我國的井下采煤技術(shù)正朝著智能化、機(jī)械化的方向發(fā)展,它不僅節(jié)省了大量的勞動(dòng)力,而且提高了工作效率,保障了開采人員的生命安全。煤礦開采中井下采煤技術(shù)具體如下:
1.1 綜合機(jī)械化采煤技術(shù)
目前,綜合機(jī)械化采煤技術(shù)被人們簡稱為綜采技術(shù),綜合機(jī)械化采煤技術(shù)主要指的就是在具體的采煤過程中,所有的生產(chǎn)環(huán)節(jié)(割煤、運(yùn)煤、采空區(qū)處理等)都采用了機(jī)械化的方法,這也是采煤技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向。其中,割煤主要包括破煤和裝煤兩個(gè)過程,在這個(gè)環(huán)節(jié)中,一般企業(yè)都是采用滾筒式的采煤機(jī)和刨煤機(jī)兩種設(shè)備。運(yùn)煤是經(jīng)過割煤之后的一個(gè)重要環(huán)節(jié),通過采煤機(jī)割煤之后就應(yīng)該使用可伸縮的帶式輸送機(jī)進(jìn)行運(yùn)煤。采空區(qū)處理方法有多種,企業(yè)可以根據(jù)自身的需求進(jìn)行選擇,采空區(qū)處理方法都比較簡單,而且成本也比較低。在煤炭開采中使用綜采技術(shù),不僅降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,同時(shí)又增強(qiáng)了井下作業(yè)的安全性。
1.2 普通機(jī)械化采煤技術(shù)
普通機(jī)械化采煤技術(shù)就是普采技術(shù)和工藝。眾所周知,煤礦企業(yè)的經(jīng)營的目的就是盈利,降低自身的經(jīng)營成本,普通機(jī)械化采煤技術(shù)的主要特點(diǎn)就是成本價(jià)格低,同時(shí)在一定程度上縮短了出煤時(shí)間。但是,普通機(jī)械化采煤技術(shù)還需要在人工支持下完成,所以采用普通機(jī)械化采煤技術(shù)浪費(fèi)了大量的勞動(dòng)力。一般情況下,普通機(jī)械化采煤技術(shù)主要包括單滾筒采煤機(jī)和雙滾筒采煤機(jī)兩種采煤形式,圖1為普通機(jī)械化采煤滾筒的工作方式。從目前工藝特點(diǎn)上來看,裝煤和落煤等環(huán)節(jié)都會用到采煤機(jī)械來完成,同時(shí),在具體的煤礦開采中還會涉及厚煤層的開采,一般使用的是單向割煤方式[1]。
1.3 連續(xù)采煤技術(shù)
連續(xù)采煤技術(shù)主要就是連采技術(shù)和工藝,其指的就是在采煤作業(yè)中利用連續(xù)采煤機(jī)的成套設(shè)備。在具體的采煤中,只有保障了井下煤層的構(gòu)造要求,才能使用連續(xù)采煤技術(shù)。目前,連續(xù)采煤技術(shù)主要被發(fā)達(dá)國家所使用,比如,澳大利亞、美國等,由于我國的科技手段有限,我國很多的煤礦企業(yè)都沒有使用到連續(xù)采煤技術(shù)。在煤房工作中,一般都是在進(jìn)行破煤和裝煤時(shí)采用連續(xù)采煤機(jī),然后采用錨桿做支撐,在對物料進(jìn)行搬運(yùn)完成之后,還要及時(shí)做好清潔工作。使用連續(xù)采煤機(jī),煤礦企業(yè)能夠把掘進(jìn)與開采這兩道工序合并為一道工序,這樣做的目的就是要提高工作效率,降低勞動(dòng)力。在進(jìn)行采煤時(shí),煤礦企業(yè)還應(yīng)該按照采煤的實(shí)際情況來對其中的部分煤柱進(jìn)行回收,降低資源的浪費(fèi)。
1.4 爆破采煤技術(shù)
目前,爆破采煤技術(shù)也被稱為炮采技術(shù)。爆破采煤技術(shù)的工作流程比較復(fù)雜,主要包括以下流程:爆破落煤,裝煤,支護(hù)工作面、處理采空區(qū)三方面的流程。
及時(shí),爆破落煤,爆破落煤是采煤中一個(gè)非常重要的過程,相關(guān)的作業(yè)人員應(yīng)該縮減雷管以及炸藥的數(shù)量,確保運(yùn)送機(jī)、頂板的安全性,同時(shí)還要保障爆破的精準(zhǔn)性,從而保障采煤過程的順利進(jìn)行。第二,裝煤,眾所周知,當(dāng)作業(yè)人員完成爆破工作之后,就會在炮采工作面上留下一定數(shù)量的原煤,大多數(shù)的原煤都是依靠人力來裝載,只有一小部分是用運(yùn)輸機(jī)來裝載的。第三,支護(hù)工作面,處理采空區(qū),在采煤的過程中,采空區(qū)的處理工作是非常重要的,要想保障采煤工作的安全性,就必須做好采空區(qū)處理工作。處理采空區(qū)主要是通過爆破方式來落煤,利用機(jī)械來完成運(yùn)煤,利用單體支柱來支護(hù)工作空間的頂板[2]。
2 煤礦開采中井下采煤工藝的選擇
煤礦企業(yè)要想提高自身的市場競爭核心地位,就必須重視煤礦開采中井下采煤工藝的選擇。煤礦企業(yè)應(yīng)該根據(jù)自身的實(shí)際情況來選擇的井下采煤工藝,只有這樣,才能降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,降低資源的浪費(fèi),從而提高采煤的效率。下面我們就來具體說下煤礦開采中井下采煤工藝的選擇都包括哪些方面的內(nèi)容:
2.1 綜采技術(shù)與工藝的適用條件
與其他的采煤技術(shù)和工藝相比,綜采技術(shù)具有很多的優(yōu)勢特點(diǎn),其中包括高產(chǎn)高效、耗能低、安全性高等。同時(shí),選擇綜采工藝方法,不僅能夠降低煤礦工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,而且還能夠幫助工人改善采煤環(huán)境。但是,由于綜采設(shè)備的價(jià)格比較昂貴,目前,只有部分煤礦企業(yè)在使用綜采技術(shù)。但是,在使用綜采工藝時(shí),一定要注意必須是具備專業(yè)操作知識和豐富工作經(jīng)驗(yàn)的作業(yè)人員來完成,只有這樣,才能充分發(fā)揮出綜采技術(shù)及工藝的優(yōu)勢。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示,目前我國煤礦企業(yè)在煤層賦存比較穩(wěn)定,而且開采的環(huán)境也有所改善,煤層傾角小于55°這樣的環(huán)境很適合使用綜采技術(shù)及工藝。
2.2 普采技術(shù)及工藝的適用條件
普采技術(shù)也具有很多的優(yōu)勢,普采設(shè)備的購買價(jià)格比價(jià)便宜,使用的成本較低,同時(shí)普采技術(shù)對地質(zhì)條件的變化具有很強(qiáng)的適應(yīng)性和實(shí)用性,也就是說煤礦企業(yè)在開采地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜的煤炭時(shí),就可以使用普采技術(shù)及工藝,所以普采技術(shù)和工藝能夠容易進(jìn)行工作面搬遷。除此之外,煤礦企業(yè)在進(jìn)行較大范圍的開采時(shí),為了降低企業(yè)成本,中小煤礦企業(yè)也可以應(yīng)用普采技術(shù)和工藝,同時(shí),普采技術(shù)的操作比較容易掌握,作業(yè)人員能夠輕易掌握其操作生產(chǎn)。
2.3 連采技術(shù)及工藝的適用條件
連采技術(shù)及工藝也屬于煤礦開采中一項(xiàng)不可缺少的技術(shù)和工藝。雖然連采技術(shù)的通風(fēng)條件比較差,但是它還具有出煤快、成本少、安全性高、機(jī)械化程度高等優(yōu)勢。所以,煤礦企業(yè)要想使用連采技術(shù)及工藝,就必須進(jìn)行埋藏深度淺、煤層構(gòu)造簡單、煤層傾角不超出15°的煤層的開采。一般情況下,連采技術(shù)及工藝屬于大型或中型煤礦開采的一種輔助方式。從目前我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來看,我國的連采技術(shù)及工藝依然存在很多問題,因此,煤礦企業(yè)應(yīng)該加大對連采技術(shù)及工藝的研究力度,根據(jù)煤礦企業(yè)自身的實(shí)際開采需求來選擇連采技術(shù)及工藝,從而保障煤礦開采的順利完成。
2.4 炮采技術(shù)及工藝的適用條件
炮采技術(shù)需要的成本比較低,而且具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,屬于易于掌握的操作技術(shù)。但是,目前我國相關(guān)部門對炮采技術(shù)及工藝的投入力度不夠,從而使得炮采技術(shù)及工藝存在一定的缺陷,比如,在使用炮采技術(shù)開采時(shí),會使得開采環(huán)境存在很大的煙塵,破壞了周圍的環(huán)境。
總而言之,隨著我國社會市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國的煤礦企業(yè)要想保障自身的市場競爭地位,就必須重視井下采煤技術(shù)的發(fā)展。井下采煤技術(shù)與采煤工藝是煤礦企業(yè)進(jìn)行煤礦生產(chǎn)的關(guān)鍵,因此,煤礦企業(yè)應(yīng)該充分認(rèn)識到井下采煤技術(shù)與采煤工藝的選擇,降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,保護(hù)環(huán)境,降低資源的浪費(fèi),從而為煤礦企業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。