采煤综合技术分析.pdf

科 l 苑 l 论 l 谈 采煤综合技术分析 冯 国 良 双鸭山矿业集团东荣二矿服务队， 黑龙江 双鸭山 1 5 5 1 0 0 摘要 根据工作经验 ， 对采煤综合技术进行 了分析。 关键词 煤炭工业； 采煤 ； 技术 我国煤炭 工业 多年的实 践 ，积 累了丰 富 的采掘经验，现根据我们的工作实践对采煤技 术进行综合分析如下 l凿井技术综论 特 殊凿井包括 钻井法 、冻结法 、注浆法 凿井技术 。冻结法凿井是利用 人工制冷原理 ， 达到加固地层的 目的，然后在它保护下进行土 体开挖 。4 0多年来 。对冻 结凿井应 用基础理 论 、施工技术和特殊设备应用 ，广泛深入 地进 行了研究和研制，研制出如 专用冻结钻机 可 钻冻结孔深 5 0 0 m，注浆孔深 1 0 0 O re 和定 向钻 孔机具及其工艺 ，可有效进行钻孔纠偏 和进行 不 同倾 角 、不 同方位 的定 向钻 孔 ，应 用于煤 炭、矿山、军工等部门。冻结法凿井施 工井简 深度可达 5 0 0 m。 在地基加 固和防渗 、堵水注浆 方面有 三 重管高压旋喷注浆 等注浆技术。其原理是通过 高压发生装置 ，使液流获得巨大能量后 ，经注 浆管道 从喷嘴 中以很高 的速度 喷射 出来 。冲 击、切割破坏土体 ，使浆液与土体 搅拌 ，混合 在土层中凝 固成板状 、哑铃形状的固结体 。在 注浆方面有多项先进技术和整套设 备与工艺 。 注浆 深度可达 1 0 0 0 m。 2井下地质安全保障技术 我国煤矿煤层条件复杂多变，在煤炭开 采 中， 日益突出的地质问题严重威胁着煤矿生 产的安全，尤其是难以预测的煤与瓦斯突出或 爆炸 的危险更为严重。煤矿井下地质安全保证 技术是指使用先进 的地质 、水文、物探 、钻探 技术和装备， 对掘进巷道前方采区和工作面的 地质条件进行综合探测和评价， 查明影响开采 的地质异常，以保证生产的正常进行。 安全 保障技术 内容。 地 面地 质保证 技 术。以三维高分辨率地震勘探技术为核心，在 适宜矿区，开展二维、三维地震勘探 ，旨在查 清落差 5 m以上断层和地质构造 ，为矿井采区 划分提供依据。b ． 采区地质保证技术。以槽波 技术、弹性 C T技术为核心，辅以地质条件综 合评价量化预测技术和沿煤层受控定向长钻孔 钻进 技术 ，在适 宜的 矿 区查清 1 0 0 02 0 0 0 m 采区范围内落差大于或等于煤层厚度的小断 层 ，冲刷带、火成岩侵人体 ，直径大于 3 0 m 的陷落柱 ，老窑采空区等地质异常体。c ． 工作 面地质保证技术。以槽波技术 、无线电波坑道 技术、直流电法、岩体原位测试等技术，在适 宜的矿区查清2 5 0 2 0 0 0 m工作面范围内，落 差 大 于或等 于 1 ／ 2煤 层厚 度 的小断层 、冲 刷 带 、火成岩侵人体，直径大于 5 - l O re的陷落 柱、煤层变薄带和老窑采空区等地质异常体。 d ． 独头 巷道地 质保 证技 术 。以瑞利 波探 测技 术、地质雷达、直流电法等技术，在适宜的矿 区，查清独头巷道前方煤与瓦斯突出危险带 、 岩溶水害危险面、陷落柱、小构造和老窑积水 危险区等 ，探测距离 3 0 ．．- 5 0 m。 3煤巷锚杆支护技术 锚杆 支护技术是巷道 支护中的先 进技 术 ， 也是当今世界巷道支护技术 的主要发展趋 势。 经过两个五年计划的努力 。我 国在这个领域 中 已经取得 了一批研究成果 ，有 的已达到 国际先 进水平。这些成果是采准巷道组合锚杆支护技 术 、锚杆桁架支护技术 、采准巷道 围岩稳定性 分类、无损锚杆测力计、顶板离层指示仪等。 目 前这些成果已开始在新汶、邢台、铁法、汾 西 、韩城 、晋城 、西山 、永蓉、盘江 、开滦等 局的现场推广 。 锚 杆支护与传统的棚式 支护相 比，第一 ， 锚杆对围岩起到了主动支护的作用，有利于巷 道的稳定 ，明显改善了巷道 的维护状态 ，节省 了维护费用；第二，有利于采煤工作面的快速 推进，可明显提高工作面单产；第三，巷道支 护成本低，比棚式支架降低 2 0 ％以上； 第 四， 钢材用量少，可大大减少支护材料运输量，比 棚式支架减少 6 0 7 0 ％。我国煤炭行业已将煤 巷锚 杆支护技术列入了九五科技进步 的主攻方 向之一 ，要求在 2 0 0 0年 ，使锚杆支 护的 比例 达到 5 0 ％。 目前，在锚杆支护方面已具有成套技术可 以在 I、 Ⅱ、Ⅲ、 Ⅳ类 巷道 推广 。这些 技术 是 a ． 煤巷锚杆支护设计软件，包括设计、绘 图与 咨询 ；b ． 主要支 护构件 ，如树 脂锚 杆 ，可 切 割锚杆 ，W 钢带成型技术 等 ；c ． 施工工 艺 ， 如锚杆快速 安装技 术；d ．监测仪 器 ，如 ，无损 锚杆测力仪、顶板离层指示仪、锚杆拉拔计、 测力锚杆 。 4水体、 建筑物和路下采煤特殊技术 在煤矿生产的建设中，经常遇到大的各种 类型的水体、建筑物、铁路及矿井井巷。在一 般情况下这些水体、建筑物、铁路及矿井井巷 需要留设煤柱予以保护，从而造成了地下资源 的积压和浪费。因此研究不 留或少 留煤柱 ，并 保护水体、建筑物 、铁路 、矿井井巷免遭破 坏 ，实现在上述 条件下 的安全采煤技术及地面 建筑物等的保护技术统称为特殊开采技术。 根据保护对象 的不 同，可将特殊开采技术 分为 水体下特殊开采技术。其 中水体包括 地表明水体 ， 如江河、湖海、水库等；松散层 含水体，如第三、四纪松散层中的水体和基岩 含水体 ，如砂岩 、石灰岩含水层 。b ．建筑 物下 特殊开采技术。如城镇建筑物、民房、工农业 建筑 、公 路 、桥梁 等 。c ． 铁路 下特 殊 开采 技 术。如国家级铁路 、矿区专用铁路等。以上特 殊开采技 术又简称为 “ 三下”开采技术。 “ 三下”采煤技术 是随着煤 炭生产建 设的 发展而诞生 的一门新型实用技 术 。从 2 0世纪 5 0 年代起它就在我国受到重视。经过几十年 的研究 、试验和推广应用 ，目前无论是从研究 科 试验规模 、关键技术 以及基础理论水平 、推广 应用效果看 ，还是从所服务的对象范 围看 ，三 下采煤技术已经初 步成为采矿学中一个 实用性 强 ，服务对象广 ，具有相应理论基 础和技术水 平的学科分支。 多年的水体下采煤中，我们得到了不同覆 岩岩性 ，不同倾角，不同采煤方法 厚煤层分 层开采，单一煤层一次采全高及放顶煤开采 的覆岩破 坏规律 。提 出了一套适 于不同岩性 、 倾 角和开采方法 的冒落带和导水裂缝带高度 的 计算公式 。已掌握了不 同地质条件下不同采煤 方法所产生的地表移动规律 ，并形成一套地表 移动变形预计理论 ，制定 了房屋保护等级及相 应措施。我国的三下采煤技术有广泛的实践基 础 ，已形成了较系统 的、全面的理论体系和技 术体 系。 5空气重介质流化床干法选煤技术 空气重介质流化床干法选煤是将流态化技 术应用于选煤领域里的一种新的高效干法分选 技术 。在流化床分选 机中，外来压缩空气给人 空 气室 ，经气体分布器后均 匀作用于加重质 ， 形成具有一定密度的均匀稳定气 固流化床 ，人 选 物料 在流化床 中按 密度分层 ，即轻产物上 浮、重产物下沉 、经分离 和脱介后获得两种产 品。床层密度由上下微 机监控系统进行在线测 量与控制。整个工艺系统由原煤准备、分选、 脱介与介质净化回收、压风与引风除尘 、产 品 装车等作业组成。主要设备包括空气重介质流 化床分选机及干法脱介筛、干法琴弦概率分级 筛、叶轮给料机、四齿辊破碎机、干式矿粉退 磁器 、测控装置等专用配套设备 。 主要指标及技术特点。 分选精度 E p 值 0 ． 0 5 0 ． 0 7 g ／ c m 3 ；b ． 分选粒度 5 0 8 0 - - 6 m m；c ． 分 选 密度调节范 围 l l3 2 ．2 m3 ；d ． 生产 过程不 用水，没有煤泥水污染 ； e ． 建厂投资和生产费 用相 当于同厂型湿法选煤厂 的一半 ；f ． 加重介 消耗量 0 ． 5 公斤 ／ 吨人选煤 。 经生产 证明该技 术有如 下的特 点和优点 不需水资源 ，不需选后产 品脱水的煤泥水处理 系统；能应用于所有动力煤选煤厂的建设， 尤 其对缺水、高寒地区和遇水易泥化煤炭有特殊 的优越性；流化床分选密度可在 1 ． 3 2 ． 2 m 范围内调节 ，因此 ，可出低灰精煤和高灰矸 石 ；无粉 尘污染 ，流化 床分选 机采 用负压技 术 ，使得引风量大 于鼓风量 ，防止粉尘外逸 。 维普资讯