煤矿开采中井下采煤技术及采煤工艺选择

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年第7卷6期   作者:刘涛
[导读] 随着社会的发展和生活水平的提高
        刘涛
        黑龙江龙煤七台河矿业有限责任公司龙湖煤矿 黑龙江省七台河市154600
        【摘要】随着社会的发展和生活水平的提高,人们的生活环境有了很大的变化。这相应的也使我国的煤炭行业发生了翻天覆地的变化,同时,煤矿是一种不可再生资源,更是各大煤矿企业赖以生存和发展的基础。随着我国煤炭业采煤技术的发展,井下采煤也变得非常重要。但是由于井下工作比较危险,所以在很大程度上引起更多人的关注。笔者就根据目前煤矿开采中井下采煤技术和采煤工艺选择尽心了分析和研究。
        【关键词】煤矿开采;井下采煤技术;采煤工艺;
一 井下采煤技术与采煤工艺概述
   1井下采煤技术概述
        煤矿开采在我国已有较长一段时间,这就意味着当前的煤矿开采技术基本已经成熟,且形成了一个相对完整的体系。在实际的采煤过程中,根据外部采煤环境的不同,工作人员应当能够使用不同的采煤技术,从而有效提高煤矿开采效率。通过对采煤技术的选择,从而使得当前的煤炭资源能够被合理开发,有效实现社会经济的持续发展。由于煤炭资源所处的地理位置存在一定的差异,这就要求工作人员能够在对煤炭进行勘探之后选择合适的采煤技术和工艺,从而确保煤矿开采工作能够顺利进行。当前的煤矿开采大致可以分为薄煤层、中厚煤层和厚煤层三种。在对薄煤层的煤炭进行开采时,工作人员应当注意对于相关施工设备的选择,从而有效降低煤矿开采对于人工的依赖,有效降低煤炭开采成本,实现煤矿企业经济效益的提高。同时,采煤设备的有效应用还能够在一定程度上提高煤矿工作的安全性,从而避免煤矿事故对于员工生命安全造成的威胁。而针对中厚层煤层,要求工作人员能够灵活选择采煤技术,从而有效提高煤矿开采效率。
        2采煤工艺概述
        在对井下采煤工艺进行叙述之前,工作人员应当能够对采煤工艺有着一个基本的了解。区域性采煤工艺作为当前较为常见的采煤工艺。通过对采煤工艺的研究,从而有效实现煤矿开采量的增加,有效提高煤矿企业的经济效益。目前,采煤工艺主要有炮采工艺、普通机械化采煤工艺及综合机械化采煤工艺。下面将重点分析这3种采煤工艺。
二 井下采煤技术的特点
        1煤矿开采技术不同,产生的效益也不同。长壁式开采技术和放顶煤开采技术是中国井下采煤的两种重要技术。在以前的开采实践中,由于技术不足,无法准确定位煤矿资源的位置,开采难度较大;随着技术的不断革新和发展,定向钻探技术的发明和应用使得工作人员能更好地定位地下的煤炭资源,并且能根据实际开采情况及时纠正相应的错误,从而大幅度提高开采效率。在井下煤矿开采过程中,技术发挥着非常重要的作用,因此相关工作人员必须加强对技术的研究和创新,加大研究经费的投入。
        2井下开采过程较为复杂,技术难度系数高。井下采煤和露天开采是中国两种最主要的采煤方式。一般而言,井下煤矿储备要多于露天煤矿储量。因此,必须加强对井下煤矿开采技术的创新和研究。井下开采和露天开采不同,井下开采的难度系数更高,由于煤矿一般都在地下深处,且煤层分布非常复杂,所以在开采前需做好勘探、调查及爆破工作,充分分析当地地形结构和地质结构,提高煤矿开采效率,保障施工人员的生命和财产安全。
三 我国采煤技术的发展现状
        能源的利用在国家发展经济的过程中有着不可或缺的作用,而我国地大物博,具有丰富的煤矿资源,但是由于煤矿的性质,其开采及利用的条件限制较多,因此对于采煤技术及工艺的发展成为人们关注的焦点。

随着科学技术与社会的发展,煤矿业也得到了相应的发展,采煤技术与工艺逐渐由传统向现代化发展,传统的采煤技术与工艺的安全系数与开采利用率都相对较低,这对煤矿产业的发展有着阻碍作用。因此要想加快煤炭行业的发展与建设,需要对采煤技术及工艺进行提高与创新。如今我国的采煤工艺也在日渐成熟阶段,运用综合和普通机械化相结合的工艺,根据自身实际发展状况积极与国内外先进技术相结合,并选择适合开采条件的技术与工艺,同时设备上也需要不断更新,最后才能达到有效促进煤炭行业发展的目的。现阶段采煤技术与采煤工艺也在不断丰富的过程中,不同的采煤技术与工艺在使用范围及条件上也有所差异,因此选择适合的技术与工艺也是提高采煤工作效率的关键环节。
三 井下采煤工艺选择分析
        1炮采工艺
        炮采工艺是一种古老的采煤工艺,其主要是通过打眼放炮的方式破煤、采用手工方式装煤及采用皮带机运煤,支护通常采用单体液压支柱。这项工艺的效率一方面取决于煤层钻眼的速度,另一方面还与工作面支护速度有关。这项工艺的工作面布置简单,能适用于各种条件下煤层的开采。但由于工人劳动强度大,作业安全性很差,且工作面粉尘难以控制,这项采煤工艺被国家列入被淘汰的采煤工艺的名单。只在某些边角煤回收中或煤层中含有铁矿石的情况下,才应用此项工艺。
        2普通机械化采煤工艺
        普通机械化采煤工艺与炮采工艺最大的不同在于破煤时采用了采煤机,装煤时采用了刮板机。这项工艺最大的特点在于实现了煤层开采的半机械化,极大地提高了煤层开采效率。它的主要优点在于对煤层的地质条件具有很强的适用性,是目前中小型矿井开采还在使用的方法;缺点在于采煤机割煤的时间短,支护顶板的时间长,极大地限制了煤层开采效率。同时,由于采用单体液压支柱支护顶板,有发生冒顶事故的风险。
        3综合机械化采煤工艺
        综合机械化采煤工艺与普采采煤工艺最大的不同在于支护时采用了液压支架,实现了煤层开采的完全机械化。可以说综采工艺的发展是煤矿开采史上的一次技术革命,极大地提高了采煤效率,使矿井产量由原来的年产几十万吨提高到年产千万吨。综采工艺经过多年发展,衍生出了大采高一次采全厚和放顶煤2种适用于厚煤层及特厚煤层的开采工艺,极大地丰富了采煤工艺的内涵。这项工艺的缺点在于设备前期投资大,对准备巷道的断面尺寸要求较高,对煤层赋存条件适用性非常差,且工作面搬家耗时非常长。此外,在煤层回采过程中,还会留下大量边角煤。
        现在很多矿井都已经采用了综采工艺,其应用主要取决于煤层的厚度和倾角。当煤层厚度小于1.5m时,普通的综采工艺不能适用,需采用适用于薄煤层开采的综采工艺。而对于倾角大于25°的煤层,不能采用综采工艺。
结束语
        采煤技术与采煤工艺的选择直接关系着采煤工作的安全性、高效性与经济性,不同的采煤技术有着不同的适用条件,同时对于不同的采煤工艺可以基于实际情况的需要进行不同的排列组合。另外,对于不同厚度的采煤工艺选择以及基于煤质的采煤工艺选择进一步论证了理论结合实际的重要性。在设计采煤方案时,要全面勘察煤层结构特点,选取性价比最高的采煤设计方案。
参考文献:
        [1] 黄克敏.煤矿采矿新技术装备与开采方法探讨[J].中国设备工程,2018(03):28-29.
        [2] 张翔.试析井下采煤技术与采煤工艺的选择[J].技术与市场,2018,25(01):117+119.
        [3] 焦振国.井下采煤技术与采煤工艺的选择应用研究[J].机械管理开发,2017,32(12):97-98+161.
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