煤矿采煤工艺技术优化策略.pdf

2020年04月 工艺管控 煤矿采煤工艺技术优化策略 张磊 （山西宁武大运华盛能源集团庄旺煤业有限公司， 山西 宁武 036700） 摘要 煤炭是我国重要的工业资源， 其应用领域涉及我国众多工业、 医疗、 电力等领域。文章结合当前的煤矿采煤技术， 通过真 实案例， 结合最新的采煤工艺， 对传统的采煤工艺进行相应的改进和提升， 进一步提高相关企业的产能和工艺， 为从事相关行业的 管理人员， 提供一定的帮助和启发， 仅供参考。 关键词 采煤工艺； 勘测矿区； 安全保障 随着我国煤炭资源的开采需求量， 不断增加。煤矿采煤工 艺已经无法满足当前的市场需求， 因此， 提高煤矿的产能和生 产工艺， 是行业发展的必然趋势。如何在改进相关生产工艺的 同时， 提高生产的安全系数， 维持高效产出的状态和效果。这 些问题已经成为困难煤炭企业发展的巨大障碍。 1 煤矿采煤工艺技术优化案例 为了进一步提高煤矿采煤工艺的相关研究， 以及开采技术 的应用和升级。利用真实案例， 大胆推测， 小心研究， 结合实践 经验， 进行相关的数据分析， 总结出有效的办法和开采工艺。 本次研究的案例为山西省某煤田工程， 煤矿的周围地貌以山峦 为主， 煤矿自西向东， 由高向低呈现， 煤矿中， 沟谷、 溪流等处， 均属于开采范围。经实地探查， 矿区土质相对疏松， 降水丰富。 这些条件增加了开采难度。经过科学勘察以及相应的数据计 算， 明确探测出煤层含量， 大致为50层左右。其中9到15层， 是 可开采煤层。厚度大约为35m。由于开采环境异常复杂， 包括 粉砂岩、 细砂岩、 泥岩等岩石， 并且， 每层的开采厚度， 各不相 同。经过探测， 大体分为上、 中、 下三层煤组结构。每组煤层均 存在不稳定的地址病害。该矿的煤炭瓦斯量为4.51m3/t 21.135m3/t， 3.44Mpa3.75Mp是该煤层矿压力的承受范围， 未曾发现瓦斯的变化规律， 需要应用相关的开采工艺时， 进行 技术优化。结合当前的科学技术， 在保障开采人员人身安全的 条件下， 开展相关的开采任务。 2 地面技术优化 煤矿的采煤作业， 基本上主要涉及两个层面， 即地上层面、 地下层面。针对地面上的技术优化， 首先要提高采煤数据的统 计工作。例如， 地址结构、 水文数据、 煤炭含量等。为了解决相 关的技术难题， 这些数据发挥了重要的作用和意义。同时， 也 为采煤工作的顺利开展， 奠定良好的基础和保障。 开采作业前， 首先要了解开采区域， 所覆盖的岩石及所需 要保护的相关建筑， 在完善相关信息后， 划分煤矿的开采范围， 通常从建筑和危岩， 两个角度进行资料分析， 结合当地的实际 情况， 制定相关的技术方案。由于煤矿开采， 会引发冒落现象， 容易产生山石崩塌、 山体滑坡等灾害， 因此， 一定要结合开采现 场的特点， 采取适当的技术措施， 保证开采作业， 平稳有序。例 如， 对于长期裸露在外的山体结构， 以及在风化作用下， 定性为 危岩的结构， 务必要进行相关的清除和加固。例如， 较小的山 体结构， 可以直接爆破处理， 对于较大的山体结构， 可以利用混 凝土灌浆技术， 进行相关的加固作业。降低危岩的裂缝的范 围， 减少山体滑坡、 滚落甚至是破碎等灾害事故， 进而保障煤矿 采煤区域的顺利作业， 保障开采任务的有效进行。 3 井下煤层开采工艺技术优化 大量实践数据证明， 地址问题的发生， 大多集中在地下煤 层。而本案例中， 煤矿上层覆盖大量岩层， 其保障措施需要综 合运用。在积累一些开采经验的基础上， 结合当前的开采技 术， 提高开采质量和效率。 例如， 在开采过程中， 使用填充开采技术， 可以全面控制开 采地区的沉降系数， 对于地面， 提高了安全系数， 降低了塌陷的 发生概率。而通过就地取材的方式， 提高煤矿的安全稳定性和 煤炭的回收率。大量的煤矿产区， 都有类似问题， 开采的废渣 和废料， 没有堆放区域， 造成环境的破坏和资源的浪费。因此， 需要结合矿区的实际情况， 勘测煤矿的开采深度， 对于地面的 影响程度等。统筹这些信息和内容， 进一步落实好矿区回填 工作。 为了减少危岩对于开采作业的危害， 在使用回填技术的前 提下， 应用条带开采工艺， 不仅可以控制矿区的地表沉降系数， 同时， 可以拓展矿区的开采规模， 进一步提高开采效率。为了 避免高瓦斯岩层的影响， 需要在地下矿区， 营造稳定的开采氛 围。在应对复杂岩层时， 可以采用倾斜长臂协调开采工艺技 术， 该技术可以适应开采复杂的操作环境， 在不规模煤层以及 有瓦斯泄漏、 排水不良等恶劣环境中， 都可以完成相关的开采 任务， 降低坍塌事故的发生概率。通过对矿区环境和地址条件 的了解和研究， 不断总结开采经验和工艺技术， 通过多方面的 协作配合， 有效提升煤矿企业的开采效率， 同时， 针对矿区的安 全问题， 通过专项方案的设定， 以及各种开采工艺的结合， 有效 完成地下煤层的开采任务。需要主要注意的是， 在地下开采工 艺不断更新的时代背景下， 不少煤矿企业， 对于设备和技术的 更新， 依然秉持怀疑态度， 这些态度限制了煤矿企业的发展方 向， 因此， 必须与时俱进， 与时代接轨， 不断更新开采设施和开 采技术， 降低人工的作业范围， 降低事故的发生概率， 完善煤矿 企业的发展路线[1]。 4 工作面保水开采技术优化 本案例中， 通过煤矿地质环境的相关内容， 分析可知， 该地 区雨水较多， 开采区域内， 存有溪流， 并且， 岩体风化较为严重， 这些问题， 对于开采作业的开展， 具有一定阻力。尤其是其地 质环境， 对于煤矿企业， 都是巨大的挑战。因此， 务必要提升开 采工艺， 增加开采设备， 保障采煤作业层的排水效果， 防止发生 191 2020年04月 工艺管控 回流现象。对于排水工作的开展， 要了解矿井的涌水量、 冲水 条件等， 通过科学分析， 采用相关的应对措施， 解决煤矿企业的 作业难题。构建优质的隔水层， 可以有效解决相关问题。 例如， 在关键区域， 应用填充工艺技术， 不仅可以将空缺的 采矿层进行填充， 同时， 还能将开采废料， 有效利用， 最重要是 解决涌水问题， 降低了水流的影响程度。同时， 回填的土层， 可 以降低地面的裂缝程度， 解决地下水下渗的问题， 提高土层的 保水能力。结合当前的排水工艺， 提高沟渠的建设质量等。如 此应用， 不仅将水的危险程度降到最低， 还提高了采煤质量。 因此， 对于保水作业的开展， 不仅仅是技术的应用， 还是对当前 的开采工艺加以提升。对于环境的保护作用以及地面的生态 作用不言而喻。在确保施工质量的同时， 也要提升对于水体的 保护作用， 不能只求开发， 创造效益， 不管对于环境的影响和破 坏。保水工艺， 看似简单， 但是在地下施工， 环境复杂， 必须要 将所有的危险因素， 进行综合和考量， 对于有不确定性因素的 施工方案， 要降低施工风险。保水作业的内容和细节， 要落实 到每个施工人员， 明确工作内容， 提高施工的效率和安全性。 进一步提升煤矿企业的安全系数， 保证煤矿人员的生命安全[2]。 5 煤矿采煤管理工艺技术优化 在科学技术的发展应用下， 结合新的科学技术， 已经煤矿 企业发展的常态效应， 例如 “互联网” 的概念， 已经深深引入到 煤矿企业中， 成为采煤工艺的重要手段之一， 结合当前的信息 技术， 不断衍生出新的开采模式。整合当前的开采技术， 利用 大数据分析技术， 将开采的煤炭资源， 进行相关的技术分析和 比对， 确保采煤作业的有序开展， 同时， 学习最新的开采工艺， 结合当前的作业问题， 进行专项方案的整改和革新。 “互联网” 的概念引入， 不仅仅是提升煤矿企业的发展动 力， 更是延续稳定生产的发展路线， 通过各种开采工艺， 进而提 升煤矿企业的长效发展。在实际应用中， 可以将地上、 地下的 开采区域有效连接， 利用互联网， 进行综合治理， 同时， 结合大 数据等技术的加持， 建立开采工艺的技术经验总结指南， 集合 搜索、 分析、 利用等多种不同模式， 进一步优化相关技术方案， 不断为煤矿企业， 提供更多的技术支持和信息支持， 同时， 结合 开采问题， 进行有效的策略分析， 针对一些特殊预案或者险情， 结合虚拟现场， 进行排查演练， 有效提升煤矿企业的发展活力， 实现开采人员的技术升级， 加速煤矿生产的现代化发展步伐[3]。 6 结语 综上所述， 煤矿企业对于采煤工艺的投入和升级， 必然会 提升企业的生产效率和安全系数， 进一步体现， 煤矿企业对于 生命安全的重视程度， 因此， 在不断应用新的生产工艺时， 降低 开采难度， 杜绝开采事故的发生， 才是煤矿企业发展的重要 保障。 参考文献 [1]李思佳.煤矿采煤工艺技术优化策略[J].石化技术,2020, 2701226-227. [2]卓文.煤矿采煤工艺技术优化分析[J].中国石油和化工 标准与质量,2019,3920239-240. [3]范海超.煤矿采煤工艺技术优化研究[J].石化技术,2019, 2608300302. LPG装置低负荷操作运 行管理浅析 张杰 （中国石油西南油气田公司川中油气矿轻烃 厂， 四川遂宁629000） 摘要 由于上游气田气量和压力的衰减， 导致川中油气矿部 分LPG装置不能实现满负荷生产运行， 特别是每年的年底， 因 生产需要部分气井关井复压， 以致部分装置无法正常开产。根 据近年各套装置生产运行情况， 气量不足已成为制约LPG装置 安全、 平稳、 连续运行的主要重要因素。文章就LPG装置低负 荷运行下装置如何实现平稳运行做简要分析， 提出了装置低负 荷运行的操作和管理措施。 关键词 LPG装置； 低负荷； 运行管理 1 概况 川中油气矿轻烃厂现有五套LPG轻烃回收装置， 根据目前 各套装置生产情况， 除三台站LPG装置处于满负荷运行外， 其 余各套装置都存在不同程度处理量降低情况。研究低负荷下 装置的运行操作和管理措施， 优化各套装置工艺参数和现场操 作， 对提高LPG装置的运行效益具有重要意义。 2 低负荷运行操作 在各套LPG轻烃回收装置中， 南充和磨溪LPG装置因缺原 料气处于停产状态， 遂宁LPG装置的运行负荷在60左右， 广 安LPG装置的运行负荷在40左右。由于各套LPG装置工艺 流程和原理基本一致， 对于LPG装置低负荷操作运行管理， 我 们主要以广安LPG装置进行分析讨论。 2.1 生产情况概述 广安 LPG 装置于 2010 年 10 月投产， 设计处理量为 100 104m3/d， 由于气田气量衰减， 处理量由最初投产时的80104m3/ d降至现在的40104m3/d， 进站压力由最初的3.3MPa降至目前 的2.5MPa， 膨胀机膨胀比由最初的2.36降至目前的1.78 （具体 参数如表1所示） 。装置各设备均存在 “大马拉小车” 的现象。 夏季高温天气时， 装置制冷系统温度平均上升10℃左右， 脱丁 烷塔塔压上升0.1～0.2MPa， 导致产品收率降低， 能耗升高， 工 艺参数偏离设计值。 表1 装置工艺参数对比表 压力 MPa温度 ℃ 流量 104m3/d 日期 2010年 11月 2011年 9月 2012年 9月 进站 压力 3. 3 2. 7 2. 3 进站 气量 80 60 39 装置收 率 （ ） 85 81 74 脱乙烷 塔 压力 1. 4 1. 35 1. 3 脱乙烷 塔 塔底温 度 53 48 42 膨胀 机出 口温 度 -92 -86 -81 膨胀机 膨胀比 2. 36 2 1. 76 192