黃克敏
(云南東源恒鼎煤業(yè)有限公司,云南 曲靖 655000)
在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)中采礦技術(shù)乃是重中之重,因?yàn)殚_采技術(shù)的好壞將直接影響到煤炭的產(chǎn)量、質(zhì)量與煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。擁有領(lǐng)先的開采技術(shù)才是煤礦企業(yè)的立足之本,更是企業(yè)發(fā)展的階梯,有領(lǐng)先的開采技術(shù)這一大優(yōu)勢才能在市場競爭立于不敗之地。因此,煤礦企業(yè)想要發(fā)展、想要獲取豐厚的經(jīng)濟(jì)效益,首先要不斷優(yōu)化開采技術(shù),使煤礦資源利用率達(dá)到最高,從而有實(shí)力、有能力去面對競爭。
我國煤礦最早使用的開采技術(shù)基本都是人工或半人工來完成,開采工作重,且開采量低,現(xiàn)今仍有一些煤礦企業(yè)還在使用半人工進(jìn)行采礦作業(yè)。一直以來,我國研究人員都致力于開采技術(shù)的研究工作,經(jīng)過多年的努力,積累了豐富的開采技術(shù)經(jīng)驗(yàn),不斷開發(fā)出新的開采技術(shù)運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中,使得我國開采技術(shù)水平大幅提升。我國傳統(tǒng)的采礦技術(shù)主要有硬頂板、深井、緩傾層厚煤層、緩傾層薄煤層等多種開采類型。現(xiàn)今社會飛速發(fā)展,需要越來越多的煤礦資源用于經(jīng)濟(jì)建設(shè)。傳統(tǒng)采礦技術(shù)的效率低下,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到人們對煤炭的需求量。而各大煤礦企業(yè)想要在競爭激烈的社會中生存與發(fā)展,領(lǐng)先的開采技術(shù)才是其致勝的法寶。通過調(diào)查得知,我國煤礦開采機(jī)械化的應(yīng)用率在45%以下,而且,還有一個(gè)比較明顯的問題就是采礦技術(shù)水平偏低,一項(xiàng)數(shù)據(jù)調(diào)查表明,在我國煤礦企業(yè)還未實(shí)現(xiàn)自動化開采技術(shù)的普及應(yīng)用,仍有約200萬采礦工人使用半自動化的方式進(jìn)行采礦工作,正因如此,降低了我國煤礦開采的整體效率與采礦能力。我國煤礦企業(yè)專業(yè)的技術(shù)安全人員與生產(chǎn)技術(shù)監(jiān)管人員極為匱乏,在煤礦生產(chǎn)中存在一些安全問題,致使開采過程中時(shí)常出現(xiàn)安全事故。因此,煤礦企業(yè)想要發(fā)展,頭等大事就是運(yùn)用領(lǐng)先的開采技術(shù)與方法,在確保安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)上,提高整個(gè)礦井的生產(chǎn)能力。
科技的進(jìn)步催生了許多新的技術(shù),這些新技術(shù)的運(yùn)用,為人們的生產(chǎn)生活帶來了便利。將一些新技術(shù)運(yùn)用到煤礦行業(yè),不但推動了煤礦行業(yè)的發(fā)展,也使煤礦開采更加安全,同時(shí)有利于開采效率與質(zhì)量的提高,以下本文就對其中幾種新技術(shù)進(jìn)行著重分析。
炮采放頂煤采煤技術(shù)是采礦過程中經(jīng)常使用的一種新技術(shù)。該技術(shù)包含了兩種采礦方法,即滑移支架放頂煤采煤、二層鋼梁放頂煤開采。前者由支柱與頂梁兩者組成了滑移定量,前梁的彈簧鋼、導(dǎo)向槽與頂梁三者將前梁與后梁連接在一起,完成操作。該技術(shù)的支架支柱通常使用液壓單體柱,而且數(shù)量應(yīng)控制在五個(gè)以下。在對厚度超過5000mm的煤層進(jìn)行開采時(shí),基本都使用該技術(shù),因此,在超過45度的急傾斜煤層也可以使用。后者對煤層進(jìn)行支護(hù)時(shí)使用的是二型鋼,棚距0.6m,主梁與副梁的間距0.1m,最大與最小控頂距分別為3.5/2.4m,二型鋼采用合格出口品長度達(dá)0.4m的鋼梁,共八根,分成兩組。搭建棚所使用的支柱是單體液壓支柱,并在工作面上采取放炮落煤的方式,當(dāng)開采過程中受到煤層條件及周邊環(huán)境與本身技術(shù)水平等多方面的限制時(shí),多用該技術(shù)進(jìn)行煤層的開采工作。
全自動刨煤機(jī)是一種新型的采煤技術(shù),它可以迅速的把煤層擊碎,且采煤速度快、智能化水平高。該機(jī)可在薄煤層綜采工作面實(shí)施,可以適用于厚度在0.8到2.0m、傾角小于25度的煤層,煤層速度可以達(dá)到3m/s,其切割深度完全達(dá)標(biāo)。而研究人員以全自動刨煤機(jī)為研究對象,對其進(jìn)行創(chuàng)新、改造,在該機(jī)上又增添了新的系統(tǒng),予以支持通風(fēng)、排水、降溫、輸送等系統(tǒng),就功能而言,其整體系統(tǒng)完全達(dá)到自動化水平。該技術(shù)的運(yùn)用使人力資源使用率減少,而工作效率升高。同時(shí),全自動刨煤機(jī)沖擊力小,降低了煤層對地表的傷害,其開采效率與質(zhì)量都較高。
該技術(shù)的工作原理如下:首先,把要施工的煤層合理劃分成幾個(gè)小段,而后在劃分好的小段上放置適量的炸藥與雷管,然后進(jìn)行清場。把爆破現(xiàn)場與爆破范圍內(nèi)的物體如采礦工人、機(jī)械設(shè)備、支架等等都清理到爆破范圍以外。最后,一小段、一小段的依次進(jìn)行爆破。當(dāng)煤層傾斜角度大的情況下,都選擇使用小階段爆破落煤采煤技術(shù),同時(shí)煤層厚度約5米,有穩(wěn)固的煤頂板做支撐,不易脫落。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是效率與安全性高,但其缺點(diǎn)技術(shù)操作要求嚴(yán)格、回采率不高。
急傾斜采煤技術(shù)使用液壓支護(hù),但在進(jìn)行液壓支護(hù)時(shí),必須做好防滑、防倒裝置。在大于30度的綜采工作面進(jìn)行支護(hù)時(shí),需要負(fù)載比較大的側(cè)向力,因此,為增加支護(hù)的安全與穩(wěn)定性,應(yīng)當(dāng)對大側(cè)護(hù)板增強(qiáng)寬度與強(qiáng)度,彈簧筒與側(cè)推之間煤層應(yīng)緊密合作,以避免架子倒地。當(dāng)做好支護(hù)工作后,再將采煤機(jī)移進(jìn)工作面進(jìn)行采煤。采煤機(jī)應(yīng)當(dāng)做好防滑措施,任何設(shè)備進(jìn)入急傾角都容易發(fā)生下滑,因此,穩(wěn)固采煤機(jī)是提高采煤效率的有效方法之一。急傾斜采煤技術(shù)通常采用放炮落煤或采煤機(jī)割煤。
在所有的煤礦開采方法中,井下采煤是使用率與普及率最高的一種采煤方法。井下采煤一般可分成水采與旱采兩種形式。在進(jìn)行井下采煤時(shí),合適的開采方法很重要。按照煤層現(xiàn)場的真實(shí)情況來判斷哪種開采方法最合適。煤層傾斜角度在10°以上的情況下,水平開采法最為合適,而煤區(qū)內(nèi)有較多煤層時(shí),開采順序?yàn)閺纳系较伦詈侠?。而且,礦井中如果有水,選擇水采,無水則選擇旱采,水采使用率要比旱采使用率低。旱采施工便易、開采高效,在井下采煤時(shí)使用率較高,主要有壁式等采煤方法,柱式方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要太多的支護(hù)設(shè)備,成本較低,但因回采率低、危險(xiǎn)系數(shù)高等缺點(diǎn)已被禁止使用。而壁式采煤法有開采率高的優(yōu)點(diǎn),能夠使采煤效益上升。總而言之,以煤層傾角為出發(fā)點(diǎn),才是抉擇合理采煤方法的關(guān)鍵。
與其他煤礦開采方法相比,露天采煤操作特別簡單,挖掘設(shè)備是主力,用于挖開煤層表面的巖土層,將煤層上面的巖土層清理干凈就可以直接進(jìn)行采礦作業(yè)。但在進(jìn)行開采前,還應(yīng)做好勘探工作,詳細(xì)了解整個(gè)露天煤層的結(jié)構(gòu),然后對煤層的水平面進(jìn)行合理的劃分,在開采時(shí)應(yīng)從上到下一層一層的進(jìn)行開采。露天采煤與井下采礦相比,有開采面大、視野清晰、工作條件與安全性高等優(yōu)點(diǎn)。但是,露天采煤也有其缺點(diǎn),就是在采煤的過程中,會對煤礦四周的生態(tài)環(huán)境造成一定程度的破壞。而且該采煤方法容易形成自燃與水害,尤其是在采煤期間發(fā)生水害,將會影響采煤進(jìn)度、工作面安全及企業(yè)效益,因此,做好水害防止工作極為重要。首先,在露采坑四周挖好排水通道,并保持通道暢通無阻,尤其是在雨季來臨時(shí),更要經(jīng)常清理通道,以免發(fā)生阻塞。其次,在采坑四周用煤層表面的巖土筑建一個(gè)壩,用于攔截水害以免進(jìn)入采坑影響采煤工作與安全。最后,還應(yīng)在雨季安排相關(guān)人員對露采坑周邊環(huán)境進(jìn)行勘測,以免因水患造成滑坡現(xiàn)象,務(wù)必做好勘測工作,一旦情況不樂觀,及時(shí)疏送工作人員到安全地帶。
在開采急傾斜煤層時(shí),必須從全面出發(fā)對開采時(shí)與回采時(shí)的便利性等各方面因素進(jìn)行認(rèn)真考量。了解煤層的真實(shí)情況,從實(shí)際角度出發(fā)對開采區(qū)進(jìn)行合理的規(guī)劃,這是確保煤礦采礦工作正常展開最重要的一步,同時(shí),也是加快掘進(jìn)速度、提升采礦效率的關(guān)鍵所在。想要使采礦工作便于開采,可以采用拓展工作面的長度、增加采礦層垂直高度等有效措施,最大限度為采礦工作提供方便。而且,在采礦時(shí),要不斷優(yōu)化巷道內(nèi)的布置,不合理的地方進(jìn)行及時(shí)更正,強(qiáng)化通風(fēng)設(shè)備的建設(shè)工作,以確保煤礦采礦作業(yè)的安全、高效、穩(wěn)定的開展。
煤炭開采技術(shù)的改革創(chuàng)新,增加了我國采煤業(yè)的煤炭產(chǎn)量,提高了煤炭的質(zhì)量,推動著煤礦行業(yè)的發(fā)展。
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