摘要:文章根據(jù)采煤技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,主要結(jié)合多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)井下采煤技術(shù)以及采煤工藝的選擇進(jìn)行探究分析,詳細(xì)介紹了一些適合井下采煤的技術(shù)方法和工藝,進(jìn)而在一定程度上提高采煤效率,促進(jìn)煤炭開(kāi)采業(yè)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞:井下采煤;生產(chǎn)技術(shù);采煤工藝;采煤效率
中圖分類號(hào):TD823 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2013)12-0128-02
隨著社會(huì)技術(shù)的不斷發(fā)展,我國(guó)采煤行業(yè)的技術(shù)也在不斷提高,煤炭開(kāi)采的技術(shù)水平直接關(guān)系到煤炭行業(yè)將來(lái)的發(fā)展。我國(guó)的煤礦行業(yè)的開(kāi)采必須要站在開(kāi)采技術(shù)的前端,從解決煤炭開(kāi)采工程的實(shí)際情況出發(fā)。只有擁有科學(xué)的設(shè)備裝備和先進(jìn)的開(kāi)采技術(shù)以及知識(shí)產(chǎn)權(quán)才能占領(lǐng)煤炭行業(yè)的主導(dǎo)地位。合理的采煤方法和技術(shù)決定了煤炭開(kāi)采的效率。從20世紀(jì)50年代開(kāi)始,我國(guó)的采煤工藝和技術(shù)方法都在不斷的改進(jìn)與完善,尤其是20世紀(jì)80年代以來(lái),我國(guó)的煤礦生產(chǎn)能力不斷加大,如何根據(jù)我國(guó)含煤地質(zhì)的特點(diǎn)以及煤炭存儲(chǔ)量的狀況選擇合理的采礦方法,實(shí)現(xiàn)煤炭高效安全的生產(chǎn)成為了一個(gè)重要任務(wù)。
本文主要根據(jù)采煤技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,主要結(jié)合筆者多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),首先闡述了井下采煤生產(chǎn)技術(shù),然后分析煤礦企業(yè)的采煤工藝選擇方法,通過(guò)對(duì)比選擇比較科學(xué)合理的采煤技術(shù)和采煤工藝,提高采煤效率,促進(jìn)煤炭開(kāi)采業(yè)的發(fā)展。
1 井下采煤技術(shù)分析研究
雖然我國(guó)的煤礦井下作業(yè)開(kāi)采已經(jīng)有一段較長(zhǎng)的歷史,但是和發(fā)達(dá)國(guó)家相比,技術(shù)上還是有一定差距的??茖W(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天,煤礦開(kāi)采已經(jīng)開(kāi)始向集約化、機(jī)械化以及智能化發(fā)展,礦井開(kāi)采工藝和開(kāi)采技術(shù)成為了煤炭開(kāi)采行業(yè)的主要研究?jī)?nèi)容。煤炭開(kāi)采的效率關(guān)系到整個(gè)煤炭行業(yè)能夠高效健康的發(fā)展。
1.1 炮采工藝
炮采就是用爆破的方式來(lái)開(kāi)采煤礦,通過(guò)人工進(jìn)行裝煤,皮帶運(yùn)輸,用單體支柱來(lái)支撐空間頂板。炮采煤礦最大的缺點(diǎn)就是爆破完必須及時(shí)對(duì)開(kāi)采空去進(jìn)行處理。此工藝的一個(gè)最關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是安置炮眼,一般有下面五種安置方法,如圖1所示。
炮采實(shí)現(xiàn)的具體步驟以及注意點(diǎn)如下:
1.1.1 爆破落煤。此種工藝的要求就是爆破精度精確,工作面是平直的,煤塊破碎也要做到均勻,頂部和底部都不會(huì)留煤,不破壞頂板、運(yùn)送機(jī)以及支柱等等,而且要盡可能地減少炸藥和雷管的使用數(shù)量。因此,在爆破的時(shí)候一定要嚴(yán)格熟悉煤層頂部、底部的頂板厚度及承受能力,還有煤層厚度、硬度、間隙等等情況,從而選擇合理的位置鉆眼,設(shè)定爆破數(shù)據(jù),采用煤電打眼放炮。
1.1.2 裝煤。在炮采工作面上通過(guò)爆破落下的原煤,除了一部分通過(guò)爆破的方式裝到運(yùn)輸機(jī)上,其余的大部分都要通過(guò)人工進(jìn)行裝煤,也有少部分礦井開(kāi)始使用機(jī)械
裝煤。
1.1.3 炮采方式采空區(qū)的處理和工作面的支護(hù)。目前,我國(guó)煤礦開(kāi)采作業(yè)中,仍有一部分炮采使用金屬摩擦支柱以及單體液壓支柱做支護(hù),布置的方式主要有密集型支柱、對(duì)柱支柱以及單柱。最小的控頂距需留出三排支柱,保證工作的空間足夠,最大的控頂距不能超過(guò)五排。隨著采礦作業(yè)面的不斷推進(jìn),頂板出現(xiàn)的懸露面積也會(huì)逐漸增大,為了保證工作的正常和安全,需要及時(shí)對(duì)采空區(qū)進(jìn)行適當(dāng)處理。由于煤層厚度不同、頂板特征差異以及地表保護(hù)等條件要求,對(duì)采空區(qū)的處理方法也是多種的,但最常用的就是全部垮落法。
1.2 普通機(jī)械化采煤工藝
普采工藝就是用最傳統(tǒng)普通的機(jī)械方法來(lái)進(jìn)行破煤、裝載、運(yùn)輸運(yùn)送以及單體支柱支護(hù)的采煤工藝流程。主要特點(diǎn)就是機(jī)械采煤可以將落煤和裝煤并成一道工序來(lái)完成。其他流程如運(yùn)輸、頂板支護(hù)、空區(qū)處理等都和炮采相類似。普采主要有兩種方式:?jiǎn)螡L筒采煤機(jī)和雙滾筒采煤機(jī)。為了提高采煤效率,縮短工作面的下端口長(zhǎng)度,滾筒通常安置于工作面下端但滾筒采煤機(jī)器。雙滾筒采煤機(jī)位于工作面兩頭,不但可以承擔(dān)一定的工作量,還可以為技術(shù)管理工作面提供便利條件。
1.3 綜合機(jī)械化采煤工藝
綜合性機(jī)械化采煤也稱綜采工藝,就是使用雙滾筒的采煤機(jī)或者刨煤機(jī)進(jìn)行落煤、裝煤,使用可彎曲刮板運(yùn)輸煤礦,自移式液壓支護(hù)采礦,落煤、裝煤、運(yùn)輸、支護(hù)以及空區(qū)處理都已全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。綜采工藝進(jìn)行生產(chǎn)具有勞動(dòng)強(qiáng)度小、生產(chǎn)安全性能高的特點(diǎn),也是目前最值得大力推廣的先進(jìn)生產(chǎn)工藝。
1.4 連采工藝
連采工藝使用連續(xù)采煤機(jī)來(lái)進(jìn)行開(kāi)采破煤與裝煤,同時(shí)使用可伸縮的運(yùn)輸機(jī)或者梭車運(yùn)煤,同時(shí)采用錨桿來(lái)頂板支護(hù),用鏟車搬運(yùn)和清理工作面物料等,整個(gè)程序都為機(jī)械化操作。采用這種工藝的主要特點(diǎn)是使用5~7米的煤房把待開(kāi)采的煤層分割成正方形或者長(zhǎng)方形的煤柱,然后使用挖掘和開(kāi)采合一的方法進(jìn)行煤房掘進(jìn)與煤柱回收。一般來(lái)講,2~5個(gè)煤房需交替進(jìn)行挖掘。在區(qū)段內(nèi)的煤房全部被挖掘完以后,再利用采煤機(jī)對(duì)煤柱進(jìn)行回收。
2 采煤工藝的選擇
選擇采煤工藝的主要原則有:經(jīng)濟(jì)、安全、回采率高?;谶@些原則,選擇合適的采煤方法,提高煤炭回采率。根據(jù)煤層的實(shí)際條件以及政策采用最合理的方式開(kāi)采,做到減少工人體力勞動(dòng),減少資源浪費(fèi),加強(qiáng)環(huán)保。
2.1 適用于炮采工藝的條件
炮采工藝管理簡(jiǎn)單、裝備價(jià)格相對(duì)便宜,而且適應(yīng)性較強(qiáng),操作容易掌握,但是使用這種工藝進(jìn)行開(kāi)采工人的勞動(dòng)條件較差,單產(chǎn)和效率都比較低,因此對(duì)于不適合機(jī)械化進(jìn)行開(kāi)采的煤層,可以選用炮采方式。目前,對(duì)于煤層地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者有急傾斜的煤層一般會(huì)采用炮采
開(kāi)采。
2.2 適于采用普采工藝的條件
使用普采工藝,普采設(shè)備較綜采設(shè)備便宜,只有綜采設(shè)備價(jià)格的四分之一,但是產(chǎn)量可以達(dá)到綜采工藝產(chǎn)量的三分之一甚至一半。而且普采工藝較綜采來(lái)講對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性較強(qiáng),工作面的搬遷也相對(duì)容易得多。一些距離短、形狀不規(guī)則的、地質(zhì)結(jié)構(gòu)小的工作面上,綜采工藝就很難發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì),相反使用普采反而能取得較好效果。而且,普采技術(shù)設(shè)備操作簡(jiǎn)單,組織生產(chǎn)也相對(duì)容易,因此,普采工藝仍是我國(guó)中小型煤礦進(jìn)行機(jī)械化開(kāi)采的重點(diǎn)。
2.3 適用于綜采工藝的條件
煤礦綜采工藝具有高產(chǎn)、高效、低耗、勞動(dòng)強(qiáng)度小、安全性能高等特點(diǎn),但是綜采設(shè)備價(jià)格相對(duì)昂貴,在條件較好的煤層,可以發(fā)揮出它的優(yōu)勢(shì),而且對(duì)管理水平和整個(gè)生產(chǎn)操作的要求較高。根據(jù)我國(guó)已有的技術(shù)水平和山產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),對(duì)于穩(wěn)定性好,底和頂板條件良好、構(gòu)造簡(jiǎn)單,煤層傾斜小于55°的煤層可以使用綜采工藝。
2.4 適用于連采工藝的條件
連采工藝的主要特點(diǎn)就是投資少、效率高、出煤快、適應(yīng)性強(qiáng)、安全性能高、機(jī)械化程度高。但是缺點(diǎn)就是回采效率太低,通風(fēng)條件較差,環(huán)境特點(diǎn)僅優(yōu)于炮采工藝。連采工藝對(duì)于煤層的地質(zhì)條件要求比較高,此工藝一般適用于構(gòu)造簡(jiǎn)單,開(kāi)采深度較淺的礦產(chǎn)。使用的開(kāi)采技術(shù)較為簡(jiǎn)單,煤層的煤質(zhì)硬或者中等硬度,且傾斜角要小于15°,因此對(duì)煤層要求近乎水平,而采出率并不是很高,不適用于近距離煤群的開(kāi)采。一般用作開(kāi)采大型礦井的輔助方法。
3 結(jié)語(yǔ)
總而言之,煤礦開(kāi)采的方法和生產(chǎn)技術(shù)對(duì)煤礦企業(yè)總體的經(jīng)濟(jì)效益有著很大影響。煤礦企業(yè)應(yīng)立足實(shí)際,對(duì)煤礦進(jìn)行多方面的綜合考慮,不斷發(fā)展和完善煤礦開(kāi)采方法和技術(shù)水平,提高開(kāi)采的力度和深度,改善煤礦生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)。煤礦開(kāi)采要堅(jiān)持實(shí)事求是的態(tài)度,根據(jù)實(shí)際情況,選擇開(kāi)采方法和技術(shù),減少工人體力勞動(dòng),提高開(kāi)采率,促進(jìn)我國(guó)的煤炭開(kāi)采發(fā)展的迅速穩(wěn)定地發(fā)展,與此同時(shí),還要加強(qiáng)安全生產(chǎn)和環(huán)保工作,發(fā)展可持續(xù)生產(chǎn)。
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作者簡(jiǎn)介:盛中涌,男,供職于開(kāi)灤(集團(tuán))蔚州礦業(yè)公司單侯礦。
(責(zé)任編輯:趙秀娟)