煤矿采矿工艺与方法探讨.pdf

2 0 1 5年第 3期 总第 1 1 4期 红 潦 与 钍 E N E R G Y A N D E N E R G Y C 0 N S E R V A T i O N 2 0 1 5 年 3 月 煤矿采矿工艺与方法探讨 侯 国 强 山西省霍州煤电集团规划设计公司，山西 霍州 0 3 1 4 0 0 摘要 煤矿事业是中国经济发展的重要支柱，而且煤矿是不可缺少的资源，随着社会经济的发展，各个行业对煤矿的需 求逐步增加，加重了煤矿开采的压力。煤矿采矿过程中的危险系数非常高，促使煤矿采矿的工艺和方法面临一系列的风险， 需做好安全采矿的工作，才能强化煤矿事业的发展。主要以煤矿事业为研究对象，分析采矿的工艺和方法。 关键词 煤矿 ；采矿 工艺；采矿方法 中图分 类号 T D 8 2 文献标识码 A 文章编号 2 0 9 5 0 8 0 2 一 2 0 1 5 0 3 0 1 0 8 0 2 Ex pl o r a t i o n o f Co a l M i n i n g Pr o c e s s a n d M e t ho d s HOU Gu o q i a n g P l a n n in g a n d D e s i g n Co mp a n y o f Hu o z h o u C o a l E l e c t r i c it y Gr o u p o f S h a n x i ， Hu o z h o u 0 3 1 4 0 0 ， S h a n x i ， Ch i n a Ab s t r a c t Th e c o a l u n d e r t a k i n g i s a n i mp o r t a n t p i l l a r o f Ch i n a S e c o n o mi c d e v e l o p me n t a n d i s a k i n d o f i n d i s p e n s a b l e r e s o u r c e ． W i t h s o c i a l a n d e c o n o mi c d e v e l o p me n t ，t h e d e ma n d f o r c o a l i n v a ri o u s i n d u s t ri e s g r a d u a l l y i n c r e a s e d ，wh i c h i n c r e a s e d t h e p r e s s u r e o n c o a l mi n i n g ．Ri s k f a c t o r o f c o a l mi n i n g p r o c e s s i s v e r y h i g h ，w h i c h ma k e s mi n i n g t e c h n o l o g y a n d me t h o d s f a c e a s e rie s o f r i s k s ．W e s h o u l d s e c u r e mi n i n g wo r k t o s t r e n g t h e n the d e v e l o p me n t o f c o a l i n d u s t ry． W i t h t h e c o a l mi n e u n d e rt a k i n g a s t h e o b j e c t o f s t u d y ， a n a l y s i s o f p r o c e s s e s a n d m e t h o d s of mi n i n g w e r e m a d e ． Ke y wo r d s c o a l mi n e；mi n i n g t e c h n o l o g y ； mi n i n g me t h o d 0 引言 煤矿采矿的工艺与方法 ，能够提高煤矿作业 的速 度 ，与采煤安全存在直接的关 系，中国非常重视煤矿 行业的发展，积极规范煤矿采矿的工艺、方法，不断 引进新技术，完善煤矿采矿的工艺现场，推进煤矿采 矿的发展 。采矿工艺 的发展 ，决定 了煤矿资源 的质 量 ，结合煤矿采矿 的实际需求 ，应优化采矿 的工艺和 方法 ，确保煤矿事业 的发展速度 。 1 煤矿采矿的工艺技术 根据煤矿事业 的发展 ，汇总采矿中的工艺技术及 煤矿采矿中比较典型的工艺技术，对其做如下分析。 1 ． 1 崩落采矿工艺 崩落采矿是有计划的工艺，其在煤矿采矿中需要 按照原本的计划方式执行，以免影响崩落采矿的工艺 效益。崩落采矿工艺的核心理念是地压管理，利用围 岩崩落的方式，完善煤矿采矿。回采工作中，作业人 员需要深入研究煤矿围岩的实际情况，制定崩落采矿 收稿日期2 0 1 4 1 2 - 0 4 作者简介侯国强，1 9 8 5 年生，男，山西襄汾人，2 0 0 7 年毕业 于山西大同大学综合机械化采煤专业。助理工程师。 1 O8 的工艺计划 ，通过崩落工艺营造安全的采矿环境。 1 ． 2 岩体加 固工艺 岩体加 固是煤矿采矿较为常见 的应用工艺 ，加固 煤矿采矿中的岩体部分，防止岩体出现碎石、裂缝等 影响因素，加固岩体结构，以免采矿时发生危险。如 果煤矿采矿中的岩土结构存在潜在不稳定的风险，作 业人员会 采取岩体加 固的方 式 ，在岩体 向内深入 1 1 m～2 1 m的结构范围内，实行锚索加固 ，同时利用锚 杆支撑岩体表层 ，强化加固，预防岩体坍塌风险。锚 索加 固质量高 ，可以稳固煤矿采矿的围岩结构 ，确保 岩体稳固。 1 - 3 空场采矿工艺 空场采矿在煤矿作业中，负责深孑 L 、大采场等采 矿阶段，降低空场类采矿的难度。空场采矿的工艺类 型比较多，需要根据煤矿采矿的工艺需求 ，才能完成 采矿工艺，以此来提高煤矿采矿的工艺效率。空场采 矿工艺的主要对象是矿房和矿柱 ，先矿房后矿柱，确 保采矿的安全进行，同时提供煤矿采矿的安全条件。 空场采矿工艺中还需进行适 当的充填 ，完善煤矿采矿 的环境。 1 ． 4 充填采矿工艺 煤矿作业中的充填采矿工艺，用于煤矿的回采工 2 0 1 5年第 3 期 侯国强 煤矿采矿工艺与方法探讨 2 0 1 5年 3月 艺 内 ，充 填采矿 工艺在采煤 工作 面不断推进 的过程 中 ，执行采空区回填 ，主要是填充开采完毕后遗 留的 采空区，以此来防止采矿采空区引发的载荷变形及坍 塌 。填充采矿工艺在煤矿的采空区部分 ，有效控制周 围的岩体 ，一般情况 中，煤矿采矿 中的充填工艺 ，使 用成型材料 ，合理的管控采空区的地压 ，全面保护采 矿的安全 ，还可适当采取支架保护 ，将支架与充填物 相互结合，实现稳定的填充fl1。充填采矿工艺关系到 煤矿采矿的安全性能 ，避免煤 矿采矿 出现危 险事故 ， 提升采矿工艺的安全标准。 1 ． 5 溶浸采矿工艺 溶浸工艺在煤矿采矿中利用 了化学原理 ，根据煤 矿内矿产物质的化学特点，实行溶浸处理，促使溶浸 液与矿产物质发生化学反应 ，浸出有价值的矿石 ，再 经过一系列 的提取处理 ，开采 出煤矿矿石 。溶液采矿 工艺的 目的性强 ，是一项先进 的采矿工艺 ，在现代煤 矿采矿 中较为常用 。 2 煤矿采矿的方法 煤矿采矿方法关系到采煤的作业速度 ，与整体采 煤存在密切的联系，分析常用的采矿方法，如下。 2 ． 1 露天采煤的方法 露天采煤需要遵循 自上而下 的开采顺序 ，适用 于 裸露煤层。a 勘察煤层的地质情况 ，熟悉煤层的基本 结构 ，适 当划分煤层 的地质结构 ，制定开采方案 ；b 在露天煤层 的表面进行开采 ，逐步挖掘煤层上方 的地 质土层 ，待煤层露出后改用采煤机 ，开采深层的煤矿 资源，一边开挖煤层 ，一边将采集的煤矿资源运输到 相关 的地点 ；c 合理存储煤矿资源 ，完善存储环境 。 煤 矿采矿 中 的露天采 煤方法 ，作业 时间 、范 围 比较 大 ，与井下作业不 同，可以采用机械设备辅助露天作 业 ，既可以保障煤矿采矿的效率，又可以提高采矿的 安全水平。露天采煤方法虽然具有一定的优势 ，但是 也存在缺陷 ，如破坏 自然 、生态 ，不利于环境保护 。 2 ． 2 井下采煤的方法 井下采煤相对 比较复杂 ，危险系数高 ，如果煤矿 采矿 的倾斜 角度 1 0 。 时 ，此 时需要进 行水 平开采 。 水平开采时，先需要划分井下的作业面，分成不同的 区域 ，再依次进行工作 面作业 。水平煤区同样需要进 行划分开采，按照由近及远的顺序，依次进行煤矿开 采 。井下采煤过程 中，有可能遇到多煤层地带 ，针对 煤层比较多的区域 ，应该先开采上方的煤层 ，按照从 上到下的顺序完成开采 ，开采时还要检测井下是否含 有水分 ，区分不 同性质 的井下采煤 ，用于提升采煤工 作的效率。 2 - 3 急倾斜采矿方法 地下煤矿采煤倾斜角度 4 5 。 时 ，应该采取急倾 斜采矿的方法 ，沿着煤层需要开采倾斜面 ，设置专门 用于存放煤矿资源的巷道，直接连接到进风巷部分 ， 方便煤矿采煤『2 1。急倾斜采矿方法的安全性能较高 ， 而且难度低，有利于提升煤矿采矿的作业效率，实际 急倾斜采矿中 ，根据采煤的实际情况 ，适度处理工作 面，通过对工作面的长度、高度进行调节，降低煤矿 采矿的难度 ，同时在急倾斜采矿 中加设通风设施 ，全 面维护煤矿采矿的安全。 3 煤矿采矿工艺方法中的质量控制 煤矿采矿工艺与方法实施的过程中，需要通过质 量控制的方式，一方面提升煤矿采矿的效率，另一方 面保护现场安全，完善煤矿采矿的工艺与方法。分析 煤矿采矿 中有效的质量控制 ，如下 a 采空 区的质量控制 ，其为煤矿采矿 中的重点 ， 作业人员需加强采空区质量控制的力度 ，提高对采空区 质量控制的重视度 。采空区是煤矿采矿 中的重要结构 ， 作业人员需要熟悉煤矿结构的实质，结合矿产资源的分 布情况，合理选择填充方式，强化采煤工作面的质量， 针对采空区提供科学的控制方式。采空区质量控制中， 应该选择恰当的材料，以免影响煤矿采矿的安全陛； b 维护煤矿采矿的安全环境，安全是煤矿采矿工 艺与方法中的首要 问题 ，不论是采矿工艺还是采矿方 法 ，都应符合安全 的标准 ，营造安全采煤的环境 。煤 矿采矿时 ，实行以安全为核心 的质量控制 ，优化煤矿 采矿环境 ，达到安全作业的目的，进而规避煤矿作业 中的安全风险『31。近几年，煤矿事故的发生率居高不 下 ，如近期 的贵州盘县松林煤矿事故 、l 1 ． 2 6 阜新矿难 等 ，严重威胁到作业人员 的人身安全 ，强调煤矿采矿 工艺方法中的质量控制 ，最大程度的保障采煤安全 ； c 控制煤矿采矿过程 中的节能环保 ，节能与环保 是采矿工艺和方法的发展趋势 ，站在绿色采矿的角度 上，煤矿事业需要提高对节能环保的重视度，降低煤 矿作业中的环境污染与资源浪费，促进煤矿采矿的生 态化发展。煤矿开采时，应积极提倡节能环保，维护 煤矿的环境质量 ，同时杜绝采矿 中的过度浪费 ，发挥 节能环保 的价值 。 4 煤矿采矿工艺和方法的发展建议 煤矿采矿 的工艺 、方法趋近成熟 ，推动煤矿采矿 的发展。煤矿采矿工艺和方法的发展逐步完善 ，煤矿 企业在此基础上提倡新技术 、新工艺的发展 ，优化煤 矿采矿的未来发展。结合煤矿采矿的实际情况 ，提出 两点采矿工艺和采矿方法的发展建议。 4 ． 1 生态发展 生态发展是煤矿采矿未来发展的首要建议，煤矿 下转 1 1 2页 1 0 9 2 0 1 5 年 第3 期 纷i i I 与 钍 2 0 1 5 年3 月 表 1 疏水泵设置位置不同时的经济性 比较 序 号 项 目 单位 疏水逐级 自流 6 叫 民加设置疏水泵 7 叫 民加设 置疏水泵 备注 l 抽 汽少做功量 k W 2 5 8 6 4 ． 5 2 5 6 l 1 ． 9 5 2 6 0 8 2 ． 3 4 2 设置疏水泵后 比逐级 自流多发 电量 k W 基准 2 5 2 ． 6 2 1 7 ． 8 疏 水 泵 扬 程 按 2 ． O 0 MP a ， 3 设置疏水泵增加 电耗 k W 基准 - 1 2 1 一 l 5 8 效率 7 5 ％ 凝 结水 泵扬 程 按 2 ． 9 MP a ， 4 设置疏水泵后凝 泵减 少电耗 k W 基准 1 5 7 2 0 8 效率8 5 ％ 5 设置疏水泵后 累计 多发 电 k W 基准 2 8 7 ． 6 2 6 8 ． 1 6 设置疏水泵后热耗降低 k J ／ k W h 基准 一 3 ． 1 8 1 2 ． 9 6 6 设置疏水泵后每年 可以节约 7 t 基准 - 3 9 4 - 3 6 7 标煤／ 每 台机 设置疏水 泵后每年可以节约运行 费 8 1 0 元 基 准 一 1 6 ．9 1 1 5 ． 7 9 标煤价格按4 2 9 元／ t 用， 每 台机 注 设置疏水泵时会增加疏水泵设备投资， 但此时凝结水泵容量变小， 会减少凝结水泵的设备投资， 二者基本相当， 因 L ． f - - 表中未考虑 设备投资的影响。 责任编辑 季鑫 ● ● ● ● ●0● ● ● 0● ．●● ● ●0● ●- ◇● ● 0● ●● ● ● ● ● ●0● ● ● ● C ●0● ● ●0●-0●0●0● 0●0● 0●0● 0●0●0●0●0●0●0● 上接 1 0 9页 采矿过程 中引发的环境污染和资源浪费非常严重 ，不 符合低碳发展的理念 ，因此需在未来实行生态发展 ， 采矿的过程中做好生态发展 的工作 ，规避煤矿采矿引 发 的威胁风险 。煤矿采矿 中产生过多 的废弃物 ，污 染 了矿 区周围的环境 ，破坏 自然环境的系统性 ，而且 采煤作业 中还存在浪费 ，诸多资源被无故浪费。应加 强生态建设的力度，优化煤矿采矿的工艺与方法，完 善煤矿作业的环境。 4 ． 2 智能发展 现代社会处于信息化的状态 ，煤矿行业 中逐步引 进计算机技术 ，推进煤矿采矿工艺 的智 能化发展 。煤 矿采矿 中的智能发展 ，主要是利用 远程遥控 的方法 ， 实现无人作业 ，既可以降低成本的投入规模 ，又可 以 保护作业人员的安全 ，具有非常高的社会 、经济价 值 。煤矿采矿 的智能发展已经初步确定 ，深化煤矿采 矿对智能化 的需求 ，推进煤矿采矿未来发展中的智能 化 ，为煤矿采矿的工艺与方法提供经济保障 ，确保煤 矿采矿的效益 。 5 结语 发展煤矿采矿 的工艺与方法 ，不仅可 以提升采煤 质量和作业效率 ，还可以确保采矿人员 的安全 。煤矿 采矿 中的工艺与方法 ，属于煤矿作业的基础 ，站在安 全 、效益的基础上考虑 ，采煤工艺与方法 的发展应该 具备新技术 的优势 ，推进煤矿采煤事业 的发展 ，提升 11 2 煤矿采矿的社会价值，进而提升煤矿开采的经济效 益 ，体现工艺与方法的控制优势。 参考文献 [ 1 ] 张成． 煤矿采矿新技 术与开采方法探讨[ J ] ． 科学之友 ， 2 0 1 3 9 2 1 2 2 ． [ 2 ] 田 智． 煤矿采矿作业中的采矿工艺与技术分析[ J ] ． 河南科 技 ， 2 0 1 4 1 7 5 5 ． [ 3 ] 陈 亮． 谈谈煤矿采矿作业中采矿工艺与技术分析[ J ] ． 中国 新技术新产品， 2 0 1 4 1 8 1 3 8 ． [ 4 ] 张全民， 刘伟华， 周文鹏． 煤矿采矿作业中的采矿工艺与技 术分析[ J ] ． 民营科技， 2 0 1 4 3 2 4 0 ． 责任编辑季鑫 妇 业 尝 能 源知 识鬃 带带举带芥 煤矿采矿贫化率 煤矿采矿贫化率是指在煤矿采矿过程 中实际采 出 矿石品位与原矿石品位 下降的百分率，也是损失煤矿 贮量和报销煤矿储量之 间的百分数 。煤矿采矿 贫化率 是测定煤矿资源利用程度的重要指标。在煤矿采矿过 程中，由于部分有用组分散失或者溶解、高品位煤矿 矿石损失、矸石或废石混入等 ，导致采矿 品位不符合 煤矿贮备量开采矿石品位 ，这被称为矿石 贫化。煤矿 采矿 贫化率是检测煤矿矿石质量的一个重要指标 。是 评价煤矿采矿方法和技术合理性的重要依据 ，煤矿采 矿贫化率越高，说明煤矿矿石品位越低。