针对煤矿采煤技术的新工艺及方法的分析.pdf

C hi n a s c i e n c e a n d T e c h no l o g y R e vi e w 针对煤矿采煤技术的新工艺及方法的分析 陈 龙 山西焦煤东曲煤矿0 3 0 2 0 0 应 用 技 术 啊I 【 摘要] 我国的煤矿企业随着社会不断的发展 ， 煤矿开采技术的进一步的完善 ， 在此阶段煤矿企业继续发展多层次、 多样化的采煤工艺理论。 本文作者就对 煤矿开采技术作了分析并对其带来的环境影响阐述了针对性的技术 。 [ 关键词] 煤矿企业， 采煤工艺； 控制技术 中图分类号 T D8 2 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 9 9 1 4 X 2 0 1 3 } 1 6 0 2 3 5 一 O 1 煤矿建设生产开采技术以提高工作面单产和生产集中化为核心， 以提高效 率和经济效益为目标， 研究开发各种条件下的高效能、 高可靠性的采煤装备和 工艺， 简单、 高效、 可靠的生产系统和开采布置 ， 生产过程监控与科学管理等相 互配套的成套开采技术 ， 发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化， 进步改进工 艺和装备， 提高应用水平和扩大应用范围， 提高采煤机械化的程度和水平 。 1现阶段采煤技术的方法 硬顶板控制技术研究埋深浅、 地压小的硬厚顶板控制技术 ， 主要通过岩层 定向水力压裂 、 倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术， 使直接顶能随采随冒， 提高 顶煤回收率， 且基本顶能按定步距垮落， 既有利于顶煤破碎 ， 又保证工作面的安 全生产。 使其在研究开发埋深浅、 支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术， 包括 高压注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术， 使顶煤体能随采随冒， 提高其 回收率。 顶煤 冒放性差、 块度大的综放开采成套设备配套技术 ， 研制既有利于顶 煤破碎和顶板控制。 又有利于放顶煤的新型液压支架， 合理确定后部置输送机 能力。 在此条件下放顶煤开采快速推进技术， 研究合适的综放开采回采工艺， 优 化工序 ， 缩短放煤时间， 提高工作面的推进度 ， 实现高产高效。 5 ． 5 m宽煤巷锚杆 支护技术， 通过宽煤巷锚杆支护技术的研究开发和应用， 有利于综采配套设备 的大功率和重型化， 有助于连续采煤机 的应用， 促进工作面的高产高效。 1 ． 1缓倾斜薄煤层长壁开采 主要研究开发 体积小、 功率大、 高可靠性的薄煤层采煤机、 刨煤机； 研制适 合刨煤机综采的液压支架；研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采 术。 1 ． 2缓倾斜厚煤层的高长壁开采 应进一步加强完善支架结构及强度， 加强防倒、 防滑 、 防止顶梁焊缝开裂和 四连杆变、 防止严重损坏千斤顶措施等的研究 ， 提高可靠眭， 缩小其与中厚煤层 采高3 m左右 产高效指标的差距 。 1 3监控各种设备保障体系 要实现高产高效， 就要提高开机率， 对“ 支架一围岩” 系统、 采掘运设备进行 监控。 今后研究的重点是 通过电液控制阀组操纵支架和改善“ 支架一 围岩” 系 统控制， 进一步完善液压信息、 支架位态、 顶板状态、 支护质量信息的自动采集 系统 ， 乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断 ； 采煤机运行时的监测和温 度、 电信号的监测； 带式输送机、 刮板输送机全面状态监控。 2 ． 深矿井开采技术的控铜 深矿井开采的关键技术是 煤层开采的矿压控制、 冲击地压防治、 瓦斯和热 害治理及深井通风、 井巷布置等； 需要攻关研究的是 深井围岩状态和应力场及 分布状态的特征， 深井作业场所工作环境的变化； 深井巷道 特别是软岩巷道 陕 速掘进与支护技术与装备 ； 深井冲击地压防治技术与监测监控技术； 深矿井高 产高效开采有关配套技术； 深矿井开采热害治理技术与装备 。 3 ． 研究合理开采系统和优化参数 提高数值模拟计算和相似材料模拟等， 深入研究开采上覆岩层运动和地表 沉陷规律 ， 研究满足地表、 建筑物、 地下水资源保护需要的合理开采系统和优化 参数， 发展沉降控制理论和关键技术， 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； 研究近水体开采的开采设计、 工艺参数优化 和装备， 提出煤炭开采与煤矿城市和谐统一的开采沉陷控制、 开采村庄下压煤、 土地复垦和矿井水资源优化等关键技术。 4 ． 开采技术条件的匹置 改善现有采煤方法和开采布置 ， 以实现开采效益最大化为 目标。 研究开发 煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统， 实现开采方法、 开 采布置与煤层地质条件的最优匹 配。 ～ 5 ． 采场圈岩控制技术 5 ． 1改善采场围岩控制理论 以科学合理、 优化高效的岩层控制技术来保证开采掘活动的安全、 高效、 低 成本为目标 ， 深入总结我国几十年的矿山压力研究成果， 以理论分析懈 析法 、 现代数学力学 统计分析预测、 数值法 年 Ⅱ 实测法相结合运用先进的计算机技术， 深入研究各种煤层地质及开采条件。 5 ． 2 研究坚硬顶板与破碎顶板条件下应用高技术低成本岩层控制技术 目前， 由于应用高压注水 、 深孔预裂爆破处理坚硬顶板和应用化学加固技 术存在工艺复杂、 成本高的问题， 因而需进一步研究开发新技术、 新工艺、 新材 料来解决这些 问题 。 5 ． 3放顶煤开采岩层和支架一围岩相互作用机理 研究放顶煤开采力学模型、 围岩应力、 顶煤破碎机理、 支架一顶煤一直接顶 一 基本顶相互作用关系； 运用离散元等方法研究顶煤放落规律 ， 提 出放顶煤优 化准则和提高顶煤回收率的途径。 5 ． 4支护质量与顶板动态监测技术 总结缓倾斜中厚长壁工作面开展支护质量与顶板动态监测方面， 应进一步 在坚硬顶板、 破碎顶板、 急倾斜、 放顶煤工作面开展支护质量与顶板动态监测， 同时应不断完善现有的监测技术 ， 发展智能化监测系统， 改进监测仪表 ， 使监测 仪表向直观、 轻便、 小型化方向发展。 5 ． 5 冲击地压的预测和防治 通过计算机模拟研究冲击性矿压显现发生的机理 ， 进一步完善冲击性矿压 显现监测系统 ， 发展遥控测量和预报技术， 完善冲击性矿压综合防治措施的优 化选择专家系统。 5 6研究开发新型的支护设备 研究硬煤层、 硬顶板放顶煤液压支架 ， 完善液压支架性能和快速移架系统 ， 开发耐炮崩、 轻型化单体液压支柱和厚煤层巷道锚索和可伸缩锚杆 。 6煤矿机槭化开采技术改进 实施国家关闭小煤矿， 淘汰落后生产技术和生产设备， 提高平均单井规模 的技术政策， 开发小型煤矿机械化、 半机械化开采技术和装备， 改进小煤矿的采 煤方法和开采工艺， 提高采煤工作面的单产和工效 ； 提高小煤矿的顶底板控制 技术水平 ， 最大限度地减少顶底板事故率 7煤与瓦斯共采 瓦斯既是矿井有害气体也是洁净能源。 因此， 应该使其资源化 ， 其技术途径 有 1 采前抽采 若能在开采前将煤层内瓦斯抽出， 则是利用瓦斯改善煤矿安 全的最好办法。 但 由于我国大部分煤体透气性低 ， 在本层内抽采瓦斯有难度。 2 煤 与瓦斯共采 开采后围岩压力降低， 大量瓦斯在采空区释放， 有利于瓦 斯抽采， 因此形成煤与瓦斯共采体系。 3 废弃矿井抽采瓦斯。 鉴于废弃矿井煤层经过采动而充满瓦斯， 因而可以 利用采动后岩体内裂隙场的分布及钻孔， 将瓦斯抽排管装在井下、 封闭井口后， 抽出瓦斯。 4 回风井回收瓦斯 。 5 煤与瓦斯共采的技术主要有 留巷钻孔法、 卸压法等。 结束语 我国快速发展的新形式下， 煤矿开采技术的进步和完善始终是采矿学科发 展的主题。 在发展现代采煤工艺的同时， 继续发展多层次、 多样化的采煤工艺， 建立具有中国特色的采煤工艺理论。 我国采煤方法 已趋成熟 ， 放顶煤采煤的应 用在不断扩展 ， 应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高。 作者 简介 陈龙． 中国矿业大学 2 0 1 0 1 月 ． 专业 采矿工程 ． 助理工程师． 目前从事 采煤专业。 科技 博 览 l 2 35