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煤矿采矿方法汇编(三篇)

发布时间:2023-09-22 18:14:33

绪论:一篇引人入胜的煤矿采矿方法,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。

煤矿采矿方法

篇1

【关键词】

煤矿;采矿生产方法;采矿生产技术

引言

煤矿在进行开采的过程中,其产量、安全性与所使用的生产技术和采矿方式有着直接的联系。如果其施工方式自身就存在着一定的不足,那么必然会给整个煤矿井生产带来巨大的安全隐患,轻则导致煤矿开采遇到故障而无法顺利开工,严重情况下甚至会导致煤矿垮塌等现象出现。因此,煤矿井下的采矿生产技术以及采矿的方法必须要根据实际情况来进行选择,使得煤矿开采工作能够最大限度的保持生产的安全性、可靠性、高产性。

一、当前井下采矿方法的概述

在进行煤矿井开采时,为了提高煤矿井的生产效率,实现高产、高效采矿,就必须选择高度集约化的开采技术,同时不断引进和研发各种高性能的采煤工艺、装备等。选择高度集约化的开采技术,加上高性能的采煤工艺、装备,能够极大的提高煤矿井下采矿作业的安全性、高效性,从而为煤矿井的顺利、安全、高效生产奠定坚实的基础。选择合适的采矿技术后还应根据实际情况对采矿技术进行不断优化,以便提高采矿技术的适用性和适用范围,从而使煤矿开采作业达到现代化生产水平。

若是开采的煤矿具有浅埋深、硬顶板、硬煤层的特点,则应针对性的采取埋深浅控制技术、硬顶板控制技术、硬煤层处理技术,将其有机结合以便形成一套高产、高效的现代化采煤技术。在开采缓倾斜长壁薄煤层时,应选择可靠性高、体积小且功率大的薄煤层采煤机或刨煤机,为了充分发挥采煤机的作用,还应选择合适的采煤机来加固采煤机的稳定性,同时根据开采的薄煤层和选择的采煤机实际情况选择相应的高效配套开采技术。

为了实现高产、高效采矿,就必须提高煤矿开采的机械化程度,利用各种高产、高效的机械化设备达到目的,以此形成一个良好的保障系统。采用合适的支架设备来加固矿井围岩的稳定,并采用相关监控设备对支架的位态、支护质量、围岩状态进行监控,而后根据监控信息诊断采煤机和矿井的实际状况,通过电液控制阀组操纵支架和改善支架、围岩系统控制,完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息自动采集系统;乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断:采煤机在线与离线相结合的油、磨屑监测和温度、电信号监测;带式输送机、刮板输送机全面状态监控。从而为实现高产、高效采矿奠定坚实的基础。

二、当前井下采矿技术应用概述

(一)“三下”采煤技术

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下陷规律,研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数,发展沉降控制理念和关键技术,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,提出煤炭开采与煤炭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化等关键技术。

(二)降低矸石排放开采技术

改进、完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。实行全煤巷布置单煤层开采,矸石基本不运出地面,生产系统要减化,同时实现中采与中掘同走发展,生产效率大幅提高的经验的同时,重点研究高产高效矿井,开拓部署与巷道布置系统的优化,减化巷道布置,优化采区及工作面参数,研究单一煤层集中开拓,集中准备、集中回采的关键技术,大幅度降低岩巷掘进率,多开煤巷,减少出矸率;研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术,既是减少污染的一项有利措施,又减化了生产系统,有利于高产高效集中化开采,应加紧研究。

(三)采场围岩控制技术

1.进一走完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(解析法)、现代数学力学(统计分析预测、数值法)和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,如及倾斜、大采高、大采深采场矿山压力显现规律及围岩破坏与平衡机理,不断完善采场围岩控制技术。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,由于直用高压注水、深孔预裂爆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。3.放顶煤开采岩层和支架围岩相互作用机理。研究放顶煤开采力学模型、围岩应力、顶煤破碎机理、支架、顶煤、直接顶、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,提出放煤优化准则和提高顶煤回收率的途径。

三、总结

总之,我国的煤矿开采技术在不同煤层条件下,有着不同的处理措施。再加上我国煤层的地质情况种类较多,这就导致其不同情况下煤层的分布方式也有所不同,促使煤矿井要根据煤层的实际情况采取不同的措施,利用这一方式能够最大限度的保证煤矿生产自身所具有的安全性。而我国当前的煤矿生产技术发展较为迅速,各种设备都在朝着大功率、程序化的方向发展,并且还在持续的进行改善,这促使我国煤矿生产技术和采矿方法必然会快速领先于国际水平。

参考文献:

篇2

中图分类号:TD163 文献标识码:A

煤矿开采技术和改革随着当今科技经济发展新形势以及地方煤矿的发展需求影响而必须面向经济建设主战场,使其能够在煤炭开采技术的前沿有立足之地,并且能够对解决煤炭工业工程的实际问题起到一定的作用。因此,如今越来越多煤矿采矿技术和开采方法被广泛应用,它们也会起到越来越重要的作用。

一、我国的煤矿

我国虽然说从油和气贮藏而言方面是一个相对贫乏的国家,但是我国的煤炭含量却是

相当的富有,在一次性能源中煤炭就占了70%左右。可以说,长期以来煤炭一直是我国一次性能源结构中的主要能源。越来越多的生态问题也随着煤矿越来越大的开采规模而被凸显出来,比如说像是建筑物和农田的大量被破坏、堆积成山的矸石、径流量逐渐减少的河川、严重干枯的地下水供水水源、土地沙漠化的日趋恶化、地下水中矿物内的有害物质越来越多等现象都是由于煤矿的开采而引起的。由此,采取合理的开采技术以及有效的开采方法和防止措施,这对于煤矿开采实施可持续发展战略也就显得尤为重要。

煤矿开采的中长期研究开发和技术储备是需要重点从事的工作内容,这样才能够保障采矿新技术能够紧随产业科技前沿步伐。将主导的核心技术定位于煤矿开采技术及配套装备,这不仅能使技术占领制高点,还能够保障煤矿产业的生存和发展。

二、适用于我国煤矿采矿中的新技术

生产能力较小的煤矿、复杂的地质构造引起的煤层赋存变化大、急倾斜煤层和薄煤层占了一定数量,这几点给许多地区的开采都带来了较大困难,因此,为了使矿井的高产高效得到提升,对于采矿技术的分析和开发就变得至关重要了。单一长壁采煤方法对于煤矿而言已经日趋成熟,像是放顶采煤技术、采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法应对急倾斜煤层、小阶段爆破落煤等采煤方法就是现今主要发展的几种方法。

(1)采煤技术中的炮采放顶煤。首先就是主要针对煤层厚度为5m以上的倾斜和急倾斜煤层的滑移支架放顶煤采煤法。是由顶梁和支柱两个部分组成滑移顶梁,顶梁和前梁弹簧钢上必须有前梁和后梁经过,或者说是与导向槽连接,且有2-5个数量不等的液压单体柱为其支架的支柱。除此之外,其探梁或者是挑梁是可以安置在前梁前端的,尾梁是可以安置在后梁尾端的。这样的滑移顶梁支架不仅具有比例安全可靠的优势,而且还具有可以自移、较轻的质量、简单的结构、拆卸安置便利、较低本钱、较强适应性等优点。因此,这是适合广泛推广运用于中小型煤矿中的开采技术。但是,就工作面而言,其偏低且较差稳定性的支架初撑力和工作阻力,这是滑移支架开采所面临的主要难题。第二个就是二型钢梁放顶煤开采,它是将二型钢梁、单体液压支柱对棚架设的方式采用至二型钢梁放顶煤上作面支护,将放炮落以及人工破网放煤采用至工作面,并对其进行分别采放。这类应用比较适合于乡镇煤矿、煤层变化较大赋存条件或者是较低水平技术的地区。

(2)采煤技术中的伪倾斜柔性掩护支架采煤法。煤层倾角的大小决定了这种采煤法的工作面区段高度,其工作面的倾角会随着伪倾斜柔性掩护支架采煤法而变缓,加上其较长的工作面,从而其长壁采煤法巷道部署、生产系统简单以及掘进率低的相关系列特征都是由于具有缓斜、倾斜煤层导致的。为了达到隔开工作空间和采空区的目的,将这种采煤方法应用于掩护支架是极为合适的,它不仅能将复杂顶板的办理工作大大简化,还能够创建一个良好的条件保障生产安全,将工作面煤炭自溜,使得劳动强度减弱。对于开采倾角大于印而言这种伪倾角柔性掩护支架采煤法是最合适不过的了。

(3)采煤技术中的小阶段爆破落煤采煤法。将区段内煤体分成多个小区段而进行的无人员、无设备、无支护这样“三无”的工作面开采采煤方法被称之为是小阶段爆破落煤采煤法。对于开采倾角大于400的范围、厚度为3.5-7.5m且顶底板不易滑落的不规则煤层,最适用的采煤技术就是小阶段爆破落煤采煤法,比如说是低瓦斯矿井。较好的安全性、简单的回采工艺、较高的工效是它的优点特征,而相对的缺点就是较低的回采率、复杂的通风系统以及较困难的风流分配。

(4)采煤技术中的刨煤机采煤方法。刨煤机开采技术不仅对于煤炭生产效率的提升有着很大贡献,同时它也是中等及薄煤层开采初次进行成功的技术典范。其每刀截深根据煤的硬度可达到250mm,智能驱动系统是现今工作面输送机和刨煤机所广泛采用的系统,加上有支架控制系统的可靠配合,使得工作面采煤的全部自动化得以顺利实现。刨煤机相较于滚筒采煤机而言是比较简单的,滚筒采煤机是需要有专人根据可弯曲铠装输送机的平面进行“找平”,而刨煤机仅需要由一根无极绳对机体进行牵引,在可弯曲铠装工作面输送机上焊接导轨,使其割煤由工作面端头开始沿导轨滑行。

三、对采矿方法的简单分析

采矿方法发展到今天已经有超过100种,像空场采矿法、充填采矿法和崩落采矿法是目前最流行的以采矿过程中的地压管理方式为依据的三种方式。但是,当采矿方法运用不当时是会导致危险和危害出现的,以下将对其进行简单分析:

(1)为矿体开采带来不便与难度且使开采作业的危险性增加了一定幅度,这可能是由于矿体勘探的程度较低没有对埋藏情况和规模有清楚的了解、错误的对采场采准工程进行布置、对采准工程有欠缺或滞后等原因所引起的。

(2)冒顶、片帮、地压增大的隐患与危险等情况出现在开采作业中,这可能就是由于采矿方法或顺序不当所引起的。这不仅会使得不合适的开采工艺、复杂的安全生产条件以及顶板管理不方便等情况出现,严重的还会直接导致各种事故发生。

(3)地压在开采时增大、采场的顶板出现冒落、片帮、变形甚至被破坏的回采巷道等情况则是由于不合理的采场结构参数和回采顺序所导致的。

(4)人员由于回采工作面的人行通风天井与联络道没有贯通,使得他们进入回采工作面只能选择从出矿口进入,这样就无法保障他们的作业安全性。

(5)人员的通行会受间距过大的采场人行联络道影响而变得困难。

(6)由于不贯通的天井与上部中段平巷以及不畅通的通风条件,从而导致没有新鲜的风流进入采场,这样极易导致人员炮烟中毒事故的发生。

(7)人员由于采场作业在出矿口出矿或出矿中出现矿石悬空后进入而导致自身陷入矿石流中,从而引起伤亡事故的发生。

结语

采矿科学发展的主题永远都会围绕着采煤方法的完善和技术的进步,因为它不仅对煤炭开采的各环节变革有一定的促进带动作用,而且能够促使现代采煤的高产、高效、高安全性和高可靠性得以实现,将采煤技术和方法与现代的高新技术相结合就是其基本途径。

参考文献

[1]周思伟.倾斜煤层采煤方法与分析[J].中国新技术新产品,2010(02).

[2]吕文玉.薄煤层采煤方法优选与工作面长度优选研究[J].中国矿业大学(北京),2010.

篇3

中图分类号:TD82 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)18-0007-01

社会经济的发展带动了煤矿产业的发展,随着未来经济发展形式,煤矿开采技术必须进行一次核心变革。可持续发展道路是我国坚持的根本发展路线,所以我国煤矿产业需要寻找煤矿开采的新技术,及时跟上社会主义发展脚步。当今煤炭开采过程中存在很多工程问题,这种问题必须得到重视,引进科学合理的开采方法,帮助我国煤炭事业得到更大的发展。

一、我国现有煤炭产量

我国物产非常丰富,煤炭资源属于我国一次性能源中使用最大的资源,煤矿在我国能源使用中的比例远大于石油与天然气,因此煤矿资源是我国赖以生存的能源储备物资。煤矿资源使用量大,不按标准的开采过程会造成严重污染,例如土地沙化、大气污染加重、地下水重金属超标、土地塌陷等环境污染[1]。这些污染会对人们的生存环境逐渐侵蚀,想解决这种问题就需要进行采矿技术改革,只有利用新型环保采矿工艺才可以减轻对环境的破坏程度。矿产企业也需要与时俱进,加强新型技术的学习与研究,不仅要对煤矿开采设备进行更新,还需要使用新型采矿技术进行辅助,两者互相结合才可以帮助采矿企业更好的发展。

二、传统采矿模式缺点

采矿工业从古至今产生了非常大的变化,单单是采矿方法就存在了近200种,经过历史的沉淀与选择,目前国内使用的方式分为三种,空洞采矿法、补充采矿法、爆破采矿法,根据不同的地点选择不同的采矿方式,这三种传统采矿方法存在不少缺点,为了迎合社会发展需求,我们需要改正缺点寻求进步。

(一)矿体勘测不细致

因为传统采矿方法对矿体的整体环境没有一个完整了解,结果在开采的过程中就会发生问题,导致意外的发生。如果不对矿体结构进行细致的勘探,就无法制定符合开采标准的计划,这对后期的安全开采非常不利。

(二)开采方式错误

采矿过程中,开采方式是非常重要的一点,如果开采方式有误,就会导致、冒尖、片帮、压力加强等情况出现,这种情况对矿洞安全来说是非常危险的情况。因为开采工艺达不到使用标准,顶部支撑管理维护不善将直接导致开采安全系数的降低,突发意外的概率将大幅度增长。

(三)结构参数不合理

采矿场必须精准的计算结构参数与回采顺序,如果没有进行对应数据与策略的制定,那么在回采过程中就很容易引起结构的整体崩塌[2]。回采顺序根据结构参数进行制定,准确的结构参数才可以帮助采矿位置维护其稳定性。

(四)联络道结构错误

很多联络道宽度过大,这对工作人员正常行走过程会产生非常大的不便,联络道间距需要恰到好处。而且人行通风井没有与联络道进行连通,一旦发生坍塌,工作人员只能通过一条主干道回到地面,这对安全保障是一个缺陷。

(五)自然灾害

在煤矿开采过程中,通风是非常重要的,因为自然环境中的煤矿会产生有害气体,如果通风条件较差就会引发有害气体中毒,直接导致采矿人员出现生命危险。而且出现地下水的情况下还会发生泥石流,这种情况一旦发生很容易造成人员伤亡。

三、 煤矿开采新技术

为了保证煤矿开采的过程中降低环境污染、提升安全系数,需要进行技术上的根本改革。我国经济状态并不平均,所以很多煤矿开采场的施工环境达不到国际统一标准,开采设备落后,施工水平较差都制约了我国煤矿开采企业的发展[3]。为了强化煤矿开采的技术,解决薄煤层与陡煤层带来的问题,需要合理运用以下技术进行开采。

(一)放炮采煤技术

这种技术是国内外最常用的煤矿开采手段,利用两种不同的支撑结构进行煤矿的开采,其中分为移动支架放炮采煤法与工型钢梁支撑采煤法。

移动支架放炮采煤法采用了移动顶梁技术进行放炮采煤,移动顶梁是利用顶梁与支柱的可移动性特点制作而成,顶梁采取双梁架构造,利用前梁与后梁的弹簧连接系统使顶梁可以进行导向。支柱采用液压双层柱,利用3-6个液压柱,加强了支撑性,这种方法非常安全而且移动方便,在施工过程中应用广泛,多数使用在倾斜煤层。

工型钢梁支撑采煤法利用了工型钢架,支撑柱使用液压双层柱,铺设煤网之后进行放炮碎岩,在人工进行煤矿收集,如果矿区技术水平较差的情况下需要及时对工型钢梁进行维修,并且采用区间分配法,采矿人员采用轮式收集法,收集过程中可以根据工作效率进行放煤量的控制,这种方法非常适合煤层环境较差的矿区使用。

(二)倾斜支架采煤法

通过使用支架在倾斜的煤矿表面进行采集,这种方法可以简化管理系统,并且保证生产的稳定性,它采用工作区与采空区互相分离,利用延长工作面的方式降低采集区倾角,并且保证了采集人员的工作强度不会过大,极大的降低了因疲劳引起的施工风险[4]。一般使用这种方法的都是斜角煤层,斜角煤层稳定性较好,而且煤层分布均匀,不会出现断挖现象。使用这种方法需要注意支架到采集区附近时需要进行回收,利用进风巷回收的支架去延长回风巷的支架长度。

(三)爆破采煤法

很多矿区都存在五十度以上的倾角,而倾角过大将导致无法进行良好的开采活动,所以需要使用爆破手段进行煤矿开采,先统计整体矿区情况之后对矿区的分力点进行规划,把整个矿区分层很多个互相无影响的区域,然后进行爆理,收集脱离岩体的煤矿。这种方法无需现场施工人员,可直接开采4.5-6.5米厚的矿层,而且安全性非常强,回收时也不需要太多技术支持,工作效率非常高[5]。但是爆理后产生的灰尘较大,需要良好的通风系统才可以进行处理,而且爆破力过大后收集率方面也有一定损失。

(四)薄煤层刨煤机开采法

中等或者薄煤层一直是开采程序较困难的区域,而刨煤层技术是最适合此类区域的开采方法,它运用高速度、大功率的驱动设备,最大速度可达4M/s,而实际功率接近1000KW,这种高效率的刨煤设备适用于30CM以下的所有矿层,开采效率非常高。而且经过了长时间的应用,国际上已经研究出了智能支架移动系统来进行煤矿开采,利用可移动支架帮助煤矿开采实现自动化管理,并且在矿区移动方面也十分方便,并且因为智能系统的协助管理作用,整体开采过程非常稳定。为了日常维护设备比较方便,需要将导轨与附件焊接到输送机上,还要增加水平控制系统。

结语:

煤矿采矿工作中新技术与新方法将层出不穷,矿产企业需要加强学习能力,不停了解国际中领先的开采方法,即帮助企业节约开采成本,也帮助我国建设可持续发展道路奠定了结实的基础。在将来的煤矿开采工作中,需要根据煤矿的具体情况进行开采方案的制定,利用国际领先的开采方法,提高煤矿开采的稳定性与可持续性。要加强煤矿开采方法革新的力度,促进我国煤矿产业的发展速度,做推动我国可持续发展工作的领头羊。

参考文献

[1] 何俊峰,高广运,刘文生.矿柱回采安全性实例分析[J].第二届全国环境岩土与土工合成材料技术研讨会论文集,2011(32):10-13.

[2] 张居仁,魏国山,陈海江.浅谈综采放顶煤工作面回采工艺及提高回采率的措施[J].中小企业管理与科技,2010(07):102-103.

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