采煤技术与采煤工艺选择.pdf

科学管理 246 2020年第9期 当前经济环境下，煤炭需求日益上涨，促进了采 煤技术及工艺发展，而且随着采煤技术设备的持续研 发与引进，各类采煤技术与工艺不断涌现，可满足不 同煤矿条件的采煤需求，但同时也带来了采煤技术及 工艺选择的难题。应当结合煤矿特点，进行科学的选 择，以保证采煤效率及安全。下面将针对如何科学选 择采煤技术与工艺予以探讨。 1 采煤技术与工艺现状分析 1.1 井下爆破采煤技术 该技术在煤矿开采中应用较早，借助于定点爆破 的威力，来实现煤层坍塌与脱落，这样仅需对煤炭进 行收集与运输即可，操作更加简单，但也存在煤矿安 全隐患。爆破采煤的流程包括首先是科学设计炮眼 位置，需经严密的计算与分析，进而对炮眼排列加以 设计，提高爆破的产煤效果；其次是装煤环节，由于 煤层在经爆破后会出现部分结构坍塌，需要将散落煤 炭进行装运，完成爆破采煤过程；最后是采煤区支护 环节，这是保证煤层爆破后安全性的重要措施，为爆 破采煤提供安全保障。 1.2 连续采煤技术 该技术作为新型采煤技术，其核心设备是连续采 煤机，具备回采、巷道掘进等功能，主要适用于房柱 式采煤法。连续采煤技术可同时完成破煤、装煤等操 作，开采效率更高，能够实现高度机械化开采。但连 续采煤机的应用，对煤矿开采环境有较高要求，主要 用于煤层厚度适中，煤层地质条件简单的矿井环境， 这也就限制了连续采煤技术应用空间。 1.3 机械化采煤技术 该技术属于常规采煤工艺，在多数煤矿开采中均 有应用，提高了采煤机械化程度。对于普通机械化采 煤而言，其对于开采中的煤炭装运、支护等，采用的 常规处理方式，现在只要采用滚筒式的采煤机，通过 螺旋桨切割使得煤层开采更加高效，配套开采设备还 有刮板输送机、钢梁支护顶板等，整体煤炭产出率较 高。此外，综采工艺也是机械化采煤重要代表，在采 煤机械化和自动化上更具优势，较适用于大型煤矿开 采。 1.4 小煤矿技术改造 在煤矿产业调整中，更多的小煤矿被关停，主要 因其采煤工艺与设备相对落后，采煤安全难以保障， 这有助于煤矿也健康发展。中小煤矿要发展，就要注 重采煤技术改造，创新采煤工艺，提高中小煤矿的采 煤机械化水平。还要考虑到顶板控制在小煤矿中难以 发挥技术优势，这也是小煤矿事故重要诱因，所以要 加强小煤矿中顶板及底板控制，保障开采安全。 2 采煤技术与工艺的选择探究 2.1 综合机械化采煤工艺 在煤矿开采中，综采工艺的优势较为显著，具有 更高的机械化水平，已成为采煤工艺的重要发展方 向，在大中型煤矿中多有应用。综采技术的优势体现 在以下几个方面资源损耗少，生产效率高，安全隐 患少，降低采煤工人劳动强度等。但是综采技术也有 明显的不足之处，采煤设备耗资巨大，设备方面投入 较大，对于生产系统的要求较高，并且对综采设备操 作人员素质要求很高，很多中小煤矿企业不能很好的 满足其使用要求，因此综采工艺在实际煤矿生产中并 未得到普及。与此同时，综采技术对煤的存储条件要 求也很严格，需要保证煤层结构的稳定性，防止出现 断层现象，不利于综合机械化采煤工作的顺利进行。 目前来说，在采用这项技术的过程中，主要是考虑安 全因素。在条件允许的情况下应用综采技术，能够有 效减少煤矿安全事故，增加采煤生产经济效益。 2.2 普通机械化采煤工艺 该工艺在实际煤矿开采中有着很好的适应性，又 被称为普采工艺，具有更广泛的应用空间。其主要工 作原理是通过采煤机来完成相关工序，提高工程的机 械化水平，减少不必要的工作量。但是在使用普采设 备的过程中，采煤效率往往不尽人意，煤矿产量不达 标。经不断发展，高档普通机械化采煤也得到了较 好应用，在进行支护和空顶的过程中主要依靠人力实 现，采用液压支柱的方式能够大大提高顶板的稳定 性，减少工人劳动量的同时又提高了工作效率。采用 普采方式虽然存在着很多不足之处，但是相对于其他 采煤工艺其优点也十分明显。首先相对于综采工艺来 说，普采方式耗资更少，产煤的经济效益更高，能够 很好的适应各种复杂工况，也可以将其应用于中厚 层，与此同时铺助性系统的配置也一定要到位，能够 有效降低施工的操作难度。在中小型煤矿中经常会用 到这种开采方法。将液压支柱应用于高档普采，效率 提升明显，在此基础上提高了采煤的机械化程度，有 利于采煤企业获得竞争优势。 2.3 炮采工艺 在进行炮采时通常需要用到炸药，通过爆破效果 来实现煤的抽离，在此过程中需要注意根据工程规范 来控制爆破效果，便于进行装运。用到的炸药为矿石 采煤技术与采煤工艺选择 高峰 阳泉集团二矿 山西 阳泉 045000 摘要随着采煤业发展，采煤技术与工艺逐渐呈现出多样化趋势，如何保证采煤技术选择的合理性，成为煤矿企业所 关注的重点，为此需对采煤技术特点进行深入探究，并加强煤矿地质勘查，进而合理选择采煤技术。本文在分析采煤技术 与工艺现状的基础上，详细探讨了采煤技术与工艺的选择，以期对采煤生产有所帮助。 关键词采煤技术 采煤工艺 选择 （下转第264页） 科学管理 264 2020年第9期 钻开低压的石炭系顶部，使下二叠系和石炭系两个不 同压力级别的地层处于同一裸眼井筒，造成泥浆密度 小则压不住阿塞利阶高压气层，泥浆密度过高容易造 成目的层石炭系巴什基尔阶井漏，而出现下漏上喷的 复杂。 （2）采用精细控压工艺，确保钻井全过程有效 控制高压层气层液柱压力，降低高压气层侵入量和速 率，提下钻安全高效排出侵入气体，降低井控风险。 三开利用控压钻井工艺解决盐下区块下二叠统为 高压油气层、孔隙裂缝发育、溢漏同存及井控风险高 的难题。三开井段钻进时，利用控压井口装置边打钻 边排气；钻具组合中加装投球式旁通阀，不提钻实现 高浓度桥堵浆的快速堵漏；采用随钻堵漏技术与特种 凝胶复合堵漏的方式，提高堵漏一次成功率；此外采 用固液复合润滑的方式，提高体系的润滑性，防止卡 钻事故。 （3）优化高压及油气活跃地层的高密度固完井工 艺技术，满足固井“三压稳”要求，确保高压层有效 封固。 三开Φ177.8mm尾管下深约4600m，封固段3300- 4600m，为避免下开次钻井泵压过高，尾管回接在四 开完钻后进行，水泥浆设计返至1000m。油层段每根 套管安装滚轮扶正器，确保居中度达到67；前置液 密度为1.35-1.50g/cm3的前置液10m3，提高排量冲刷虚 泥饼，提高胶结质量；采用韧性防气窜水泥浆体系， 做好抗盐降失水剂室内评价，控制合适的防气窜剂和 消泡剂含量。 （4）针对喷漏同段问题，结合甲方储层改造需 求，进一步优化井身结构或增大技术套管钢级及抗压 强度，延长技术套管下入深度，有效封隔三开高气压 层，降低高低压同存的风险，减少气层侵入导致钻井 液密度降低给井控带来的风险。 （5）立足抓好一次井控，落实全过程井控管控。 严格单井井控技术技术措施审核审批，落实关键环节 和关键施工处级责任人、井控专家住井盯防，确保井 控装备安装、试压、开钻验收以及固井等关键环节得 到重点管控。 4 现场应用情况 H8089井是肯基亚克盐下区块一口水平井，设计井 深5150米，在施工中严格落实井控各项要求，三开、 四开采用了简易控压工艺技术，同时优化钻井液随钻 堵漏配方及维护，顺利钻至5086米完井，较设计提前 45天完钻、提前68天完井，三开固井优质率72，创 造了肯基亚克区块机速最快、钻井周期最短、事故复 杂最少、一体化完井管柱一次性下放到底等施工纪 录。 5 结论 （1）实行地质工程一体化，加强二开、三开完钻 岩性、钻时对比分析，提高地层卡准率，降低通裸眼 地层压力变化过大。 （2）优化控压工艺技术，实现对井底压力有效控 制，最好限度降低地层流体侵入量，避免发生井控险 情。 （3）提高钻井液随钻防漏堵漏性能，优化承压堵 漏工艺，提高同一裸眼段承压能力。 参考文献 [1] 许期聪， 林平 . 阿姆河复杂地层钻井井控技术， 钻采 工艺， 2019（3） . [2] 黄忠 . 石油与天然气钻井井控技术措施， 石化技术， 2019（7） 161. [3] 修敏军 . 井控技术在钻井中的应用 [J]. 中国高新技 术企业， 2012（3） . 专用型，常见的种类有乳化油型和胶炸型。这种开采 工艺能够很好的适应各种地形，对于周边环境的要求 不高，操作水平较低，管理方便并且投入成本少，非 常适用于小型煤矿的开采。但是在实际操作时十分依 赖人力，工作人员的劳动强度较大，一旦没能做好细 节工作很容易引发安全事故，一旦发生安全事故后果 十分严重，如果煤层中含有大量的瓦斯，处理措施不 当就会发生爆炸，造成人员伤亡，这项工艺在爆破管 理水平方面有待提高。在实际应用中，炮采操作人员 应当协调好炮采成本与安全性的关系，优化管理体 系，保障采煤成本及安全。 3 结束语 综上所述，为达到更高效率及安全性要求，采煤 技术与工艺的选择较为关键，应当充分结合煤矿开采 条件，选择更为适用的采煤技术，创造更高经济价 值。当前，在先进科技的推动下，采煤技术与工艺获 得极大提升，有着较高发展潜力，同时也为采煤作业 提供更多技术选择空间，这也是采矿事业发展的新动 力。 参考文献 [1] 侯财旺 . 探讨煤矿采煤方法及采煤工艺改造中的 关键环节 [J]. 中国石油和化工标准与质量， 2019， 39（15） 211-212. [2] 李二超 . 井下采煤技术及采煤工艺的选择研究 [J]. 化学工程与装备， 2019（07） 245-246. [3] 申涛涛 . 浅析井下采煤技术及采煤工艺的选择 [J]. 石化技术， 2018， 25（12） 作者简介 高峰， 男， 山西省静乐县， 1984.10.12， 本科 ； 太原理工大 学， 采煤工程师。 （上接第246页）