前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了采礦工程中的采礦工藝技術(shù)范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請(qǐng)閱讀。
摘要:為了提高煤炭開采過程中的經(jīng)濟(jì)效益及開采煤礦的質(zhì)量,敘述了煤礦開采的現(xiàn)狀及存在的問題,分析了煤礦開采工藝與方法及煤礦開采技術(shù),對(duì)煤礦開采工藝技術(shù)進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞:煤礦采礦;采礦工藝;技術(shù)
0引言
隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展,中國對(duì)煤礦資源的消耗量呈逐年上升趨勢(shì)。為了減少中國煤炭資源的浪費(fèi),提高經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)中國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,需要不斷優(yōu)化監(jiān)控流程,及時(shí)對(duì)煤炭開采各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)定,當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí),應(yīng)減少采礦工程的困擾,解決煤礦采礦中的實(shí)際問題,提高采礦工藝技術(shù)和煤礦產(chǎn)量,保障中國能源安全及人身安全。
1煤礦開采現(xiàn)狀及問題
中國煤炭開采形式多、分布廣、類型復(fù)雜。目前,緩斜煤層占80%,傾斜煤層占9%,極斜煤層占3%。中國煤炭開采方法將近60種,目前主要采用的方式有柱式或長臂式采煤法。由于礦山地質(zhì)條件的不同,可將采煤系統(tǒng)與采煤技術(shù)聯(lián)合起來,通過一定的順序完成各項(xiàng)工序。如今,中國的采煤技術(shù)越來越成熟,在理論與應(yīng)用方面的技術(shù)越來越高,但也存在一系列問題。如今,中國煤礦開采方面存在的主要問題有安全問題和環(huán)境問題,其中安全問題是首要問題,如果安全問題做不好,采礦過程中的各項(xiàng)步驟就難以進(jìn)行,也就難以提高采礦效率,進(jìn)而影響經(jīng)濟(jì)效益。中國煤礦開采安全事故多,主要與不健全的管理制度及落后的開采技術(shù)相關(guān)。由于煤礦的開采,煤炭上方的土層就會(huì)不斷松散,巖石層不斷位移,地下水位不斷發(fā)生變化,地下水流經(jīng)方向不斷改變,如果不采取有效措施,很有可能發(fā)生礦難,危及開采人員的人生安全[1]。
2煤礦開采工藝與方法
完善煤礦開采的工藝和方法有利于提高煤礦的運(yùn)營和發(fā)展。當(dāng)前,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,中國煤礦開采方法也不斷地發(fā)展和完善。為了讓采煤工藝更加安全可靠,提高采煤效益,需采取智能化的采煤手段,通過開采設(shè)備與監(jiān)控系統(tǒng)的相互配合,不斷完善采煤工藝和技術(shù),從而使采煤系統(tǒng)更加完善。
2.1露天開采
露天開采是中國煤礦開采過程中最常見的方法之一。露天開采受環(huán)境限制比較少,它是一種較穩(wěn)妥的采礦方法,通過從上而下進(jìn)行挖掘,成本相對(duì)較少,效率相對(duì)較高,它的應(yīng)用促進(jìn)了中國采礦業(yè)的發(fā)展。露天開采之前,開采人員應(yīng)對(duì)礦井周邊環(huán)境進(jìn)行探測(cè)分析,首先找好開采位點(diǎn),然后利用專業(yè)設(shè)備對(duì)煤礦上層的巖石進(jìn)行破壞,再利用采礦機(jī)器把煤炭從上而下挖掘出來,最后利用開采出來的煤礦通過各種運(yùn)輸工具運(yùn)送到相應(yīng)加工點(diǎn)進(jìn)行處理。由于露天開采需要大面積的工作地,因此,排放到空氣中的污染也相對(duì)較多,影響了采礦的周邊環(huán)境,不符合當(dāng)前倡導(dǎo)的環(huán)境友好型的經(jīng)濟(jì)模式。
2.2井下開采
井下開采具有一定的發(fā)展歷史,它對(duì)中國采礦企業(yè)的發(fā)展幫助極大。相比較而言,井下開采對(duì)環(huán)境污染相對(duì)較低、生產(chǎn)效率較高,當(dāng)需要挖煤礦時(shí),在煤層中尋找一個(gè)傾斜的路口,然后開采人員對(duì)采礦層進(jìn)行劃分。一般情況下,將采礦層分成幾個(gè)不同的小區(qū)域,然后根據(jù)不同區(qū)域的特點(diǎn)采取不同的開采方法。一般是根據(jù)所在區(qū)域含水量來確定開采方式,通常采用水采或旱采的方式。然而,由于井下開采的煤炭回收利用率及人員安全性較低,需要開采部門及時(shí)做好安全措施,避免人員傷亡及其他不必要的麻煩。
2.3急傾斜煤層開采
急傾斜煤層開采方式使用較少,通常情況下是為了使煤炭開采更加充分而進(jìn)行的第二次挖掘,從而使煤炭開采更具徹底性和充分性。因此對(duì)開采人員的專業(yè)素質(zhì)要求更高。當(dāng)煤炭開采時(shí),必須對(duì)煤炭開采區(qū)域進(jìn)行科學(xué)劃分,根據(jù)地形及煤層特質(zhì)采用不同的開采工藝,充分保障開采人員的安全性,使開采工作能及時(shí)順利進(jìn)行。
3煤礦開采技術(shù)
3.1填充開采技術(shù)
填充開采技術(shù)在中國煤炭開采方式中較常使用,一般是由水沙為填充材料。由于其工藝制作的流程方式比較復(fù)雜,在現(xiàn)實(shí)運(yùn)用中并不是很理想,它阻礙了施工過程中減沉方面的工作,因此,必須使用其他新的填充材料來解決這一問題。實(shí)踐證明,膏體和矸石在這方面具有良好的特質(zhì),能有效解決壓煤或堆存煤石的問題,有利于煤炭開采及符合環(huán)境友好型經(jīng)濟(jì)模式[2]。
3.2煤與瓦斯共存煤礦開采技術(shù)
煤和瓦斯共存的煤炭開采技術(shù)攻克和研究了高低壓與透氣性方面的技術(shù)問題,通過創(chuàng)新和改革,除去了通風(fēng)降溫和采掘方法的交換過程,使高低壓、地溫和沖擊地壓等問題得以解決。在煤炭開采時(shí),對(duì)覆巖層的礦壓進(jìn)行有效利用,利用抽采工藝,精準(zhǔn)有效地對(duì)煤層進(jìn)行卸壓時(shí)間控制。這樣一來就能對(duì)煤炭進(jìn)行有效開采,也確保了煤炭開采時(shí)的安全性,進(jìn)而使經(jīng)濟(jì)效益和安全效益得到了保障。
3.3壁式體系方面的煤炭開采技術(shù)
很久以前,壁式體系方面的煤炭開采技術(shù)是由美國為首的一些發(fā)達(dá)國家采用,此方法在一定程度上促進(jìn)了發(fā)達(dá)國家的煤炭開采。如今,該技術(shù)在全球范圍內(nèi)廣泛使用,在中國也一樣,在煤炭開采過程中使用這一技術(shù)能使功率達(dá)到150kW左右,從而提高了中國煤炭開采速率。但由于中國煤炭層中的復(fù)雜性和多樣性,在緩斜性煤層中通常使用分層傾斜式的長壁開采技術(shù),這一技術(shù)促進(jìn)了中國煤炭開采業(yè)的發(fā)展。
3.4高效集約化生產(chǎn)技術(shù)
在煤炭開采過程中,為了提高工作效率,必須采用高效性和集約化的方式,所以要對(duì)采煤設(shè)備及采煤工藝進(jìn)行創(chuàng)新。在開采煤炭前,對(duì)開采步驟及生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行簡單布置。在開采煤炭時(shí),必須嚴(yán)格監(jiān)控和采取有效設(shè)備,通過設(shè)備層和管理層的有效把握來提高煤礦企業(yè)的經(jīng)營效果。
3.5硬頂板的控制技術(shù)
這一技術(shù)是通過巖層中的定向水力壓及傾斜深口破裂技術(shù)來將煤礦進(jìn)行開采,這樣能提高煤炭的回收率用率,且可將頂煤破碎,保障煤炭開采工作的順利進(jìn)行。這一方式要利用淺埋等方式對(duì)硬頂板進(jìn)行有效控制。
3.6近距離煤層開采技術(shù)
近距離煤層開采是指在薄煤層上作為開采點(diǎn),這一技術(shù)需解決機(jī)面高度和主電機(jī)之間的矛盾。在煤炭開采時(shí),需利用一個(gè)體積小、功率大的主電機(jī)。目前,中國已研制出了多種薄煤層液壓架型,大大提高了煤炭開采效率,為煤炭開采作出了較大貢獻(xiàn)。
3.7采煤設(shè)備的保障系統(tǒng)
為了在開采煤炭的過程中能高產(chǎn)高效地進(jìn)行,就需要建立完善的支架監(jiān)控系統(tǒng)和圍巖系統(tǒng)。而支架支撐位態(tài)、檢測(cè)液壓系統(tǒng)信息和優(yōu)化頂板狀態(tài)都需通過電液控制閥系統(tǒng)來進(jìn)行改進(jìn),這樣一來能有效監(jiān)控采煤機(jī)的磨損情況、擱板輸送機(jī)的工作情況及工作溫度等,這樣有利于提高開機(jī)總效率。
4煤礦開采工藝技術(shù)的展望
4.1提高采場(chǎng)圍巖控制技術(shù)
如今,中國使用的圍巖技術(shù)復(fù)雜且成本高,主要是用高壓注水、化學(xué)加固等方式。因此,尋找新的材料和開發(fā)新技術(shù)尤為必要。當(dāng)前,中國進(jìn)行了一系列的相關(guān)研究,從研究成果看,可通過現(xiàn)代先進(jìn)的數(shù)值法和解析法對(duì)煤炭開采層的地質(zhì)條件進(jìn)行科學(xué)研究,在頂煤方面的規(guī)律可使用散元方法進(jìn)行分析,以便使優(yōu)化放煤和頂煤回收率問題得以解決。此外,通過煤炭開采時(shí)的平衡機(jī)制及規(guī)律進(jìn)一步完善采場(chǎng)圍巖控制技術(shù),根據(jù)采礦成本和效率保證開采工作的順利進(jìn)行[3]。
4.2提高煤炭地下氣技術(shù)
目前,中國發(fā)明的煤炭地下氣技術(shù)雖然還存在許多不合理之處,但發(fā)展空間巨大。地下煤炭的燃燒情況需通過熱化學(xué)作用來進(jìn)行控制,從而獲得可燃?xì)怏w等能源。這一技術(shù)人工需求小、成本低、效率高、污染少,從而可降低生態(tài)環(huán)境的污染,特別是對(duì)于中國劣質(zhì)煤炭多、地形復(fù)雜的區(qū)域來說,這一技術(shù)尤為重要。
4.3改善頂板狀態(tài)及支護(hù)質(zhì)量的監(jiān)測(cè)工作
在煤炭開采時(shí),應(yīng)對(duì)緩傾斜中的頂板破壞及堅(jiān)固工作進(jìn)行適時(shí)監(jiān)測(cè),這樣才能保障采礦人員的人身安全及保證采礦工作的順利進(jìn)行。然而,中國在煤炭開采方面的監(jiān)控技術(shù)存在諸多問題,監(jiān)控方法仍有很大的提升空間,監(jiān)測(cè)儀器也需要及時(shí)改進(jìn),積極開發(fā)小型化直觀型的監(jiān)測(cè)儀器并廣泛使用,努力朝著智能化監(jiān)控發(fā)展。
5結(jié)語
近年來,中國煤炭開采技術(shù)發(fā)展迅速,優(yōu)越的技術(shù)是煤炭開采工業(yè)發(fā)展的有效保障。但在現(xiàn)實(shí)運(yùn)用中,應(yīng)根據(jù)礦區(qū)具體情況選擇適合的開采工藝,在保證高產(chǎn)高效的前提下實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的和諧發(fā)展。在煤層開采監(jiān)測(cè)方面,通過智能化儀器對(duì)煤層中的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè),從而防止安全事故的發(fā)生,不斷創(chuàng)新開采方式才能保證開采工作的順利進(jìn)行。
參考文獻(xiàn):
[1]楊濤.煤體瓦斯吸附解吸過程溫度變化實(shí)驗(yàn)研究及機(jī)理分析[D].徐州:中國礦業(yè)大學(xué),2014.
[2]劉傳安,張勇,楊鳳林,等.礦深埋厚煤層群上進(jìn)行開采數(shù)值模擬研究[J].煤炭工程,2012,54(33):18-20.
[3]朱濤.軟煤層大采高綜采采場(chǎng)圍巖控制理論及技術(shù)研究[D].太原:太原理工大學(xué),2010.
作者:溫非非 單位:霍州煤電集團(tuán)洪洞億隆煤業(yè)有限責(zé)任公司