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试论我国极薄煤层采煤工艺特点与优化设计

2013-04-29孙岗

科技创新与应用 2013年9期
关键词:采煤工艺优化设计

孙岗

摘 要:太薄的煤炭挖起来太困难,同时对于施工人员来说技术要求也太高,那么,面临这个困难(对于太薄的煤层开采的技术)我们应该如何解决呢,值得我们深思。该篇文章总结了现任的研究成果加上笔者对此问题的一些见解,分析了我国太薄煤层的实际情况,和改进的进程,希望能为相关单位的工作有所帮助。

关键词:极薄煤层;采煤工艺;优化设计

不容易开采的煤炭层就是地质环境比较恶劣,必须使用特殊办法开采,否则无法采煤的煤层,太薄及比较薄的煤炭层就是不容易采的煤层。太薄及比较薄的煤炭层的地质条件为我们的工作带来了很大的难度。因此,我们必须要依据我们施工的现场环境以及我们的专业技术水平、设备现状、职工的能力及我们预期能取得什么样的经济效益,来具体的制定开采方案,避免开采难度。

1 不容易开采的煤炭层施工的实际情况

太薄的煤层一般意义上是说的储煤的高度是在60厘米到80厘米之间,过于薄的储煤层始终来说均是煤矿企业比较头疼的事,有些相关企业因为其专业水平和装备不是很先进造成不能对薄层煤炭进行开采,这种现象必然造成资源的浪费、资源闲置。但是,煤层虽薄储煤量还是比较丰富的,一旦企业的技术和装备合适就可以开采这些资源,使资源得其所用。二十世纪九十年代,因为企业的专业水平和装备太落后,因此不能开采薄层煤资源,绝大多数的相关企业都愿意对中厚层的煤炭进行开采,能够开采薄层煤碳的单位极少。伴随着经济的快速发展,对资源的需求量越来越大,因此国家对资源也越来越重视,所以必须发展先进的开采设备,把薄层煤炭资源也要充分利用。太薄的煤炭虽说有它的开采缺点,但他也有其自身特点,它的特性主要有:首先,因为其比较薄,所以在开矿时,职工不能直立开采;不利于使用设备;其次,薄层煤炭生产环境太差,开采机械运行困难太大;再就是,开采掌子面职工的接替太难,挖进的速度反而快一些;最后,投资和利润不相称。因为薄层煤矿的实际情况决定了其在生产中机械化程度难以提高,现在在薄层煤矿中一般采用以下两种机械化方法,也就是我们通常所说的机采及炮采,当然,还有一些其他方式,但主要是国外使用,例如:长臂式、螺旋钻机式、连续采煤机房柱式和急倾斜煤层钢丝锯等等。

2 优化太薄的煤层开采方式

太薄的煤层开采方式说的是机械化,此情况在多方努力下,发展还比较迅速,在我国已经有一部分企业已开始了一些煤矿已经开始了机械化开采,也得到了一定的回报,从几个方面我们阐述一下。

2.1 长壁方式采煤办法

长壁方式的采煤薄煤办法,是指在对其挖掘的当中我们可以考虑普通开采办法和综合开采办法,当然,在有条件时可以采用机械,如:滚筒式挖煤机、刨煤机等等。当然,我们还必须考虑到,我们在使用机械时不会一帆风顺,会遇到一些问题,因为薄层煤炭的缺点造成的。对于机械设备来说,滚筒式挖煤机的能力较强,我国目前主要使用的设备,种类繁多,有二十多种,但不是都适合薄层煤矿,只有爬底板式可以采用,刨煤机则针对于长壁采煤方法的一种设备,此设备的工作原理就是用刨刀切落煤炭再靠犁形板把煤炭装入运送带中,此传送带的动力都装在前端的平巷内。刨煤机和滚筒式挖煤机来说,具有低耗能、速度快、污染小、产量大等优势,同时对此的投入与维保的费用也少,现在主要使用此机械。长壁式挖煤方法在实践中也有进步,列如:进步的方法有用点柱或带冒点柱等等,这样使支撑之间距离也大了,所以,这就使工作空间大大增大。除去使用传统的支撑办法外,在薄层煤矿中还采用了新型制成办法:气垛支架,它是最合适与薄层煤矿使用,是为其量身定做的,而且在此基础上还有改进,发明了自移式气垛支架,大大方便了工作需求。再有,就是为了达到更快、产量更高的目的,我们还采用了对面拉的工作面来施工。

2.2 利用螺旋式的钻井机进行采煤的技术工艺

利用螺旋式钻机进行采煤是适用于对极薄煤层的开采,相对来讲这是最简便的开采工艺。要采用此种技术,首先在极薄煤层之中要首先开辟出平坦的巷道,在巷道两侧在利用螺旋的钻机进行钻掘开采,这种机械通常状况下,在其尖端有一种截割的工具,在钻掘进行时主要由这种截割的锯齿辅助完成掘进与切割。采用这种螺旋式的钻机要对煤层和地质情况进行勘察与分析,从而选择正确的螺旋钻头,通常状况下,钻头的大小主要取决与煤层的厚度以及稳定性,保证钻头部分小于煤层的厚度,基本上能够实现对极薄煤层的开采需求。此种形式,一般由旋转叶片实现对煤的导出,后续再到顺槽运输设备,最好到达地面的存放处。近些年来这种技术得到了长足的发展与进步,譬如在生产安全问题上,都钻掘的深度进行有效的控制,并在钻眼中间加强安全支护,这样对生产安全便形成有效的保证。

2.3 运用连采机房柱式的采煤技术

这种采煤工艺,是上世纪末,我国从美国引入的技术和工艺,此种工艺和技术最适于对0.7-0.8m厚度的极薄煤层进行采掘,但是其资金投入较高,相应的工作效率也不容小觑,其有很强的适用性。其最最关键的优势便是能够完成采煤与挖掘的同时进行,并且,在采掘过程中煤柱可以作支护作用,当然也可以采用长期性的支持顶板保证稳定与安全。并且使用的煤柱在工作完成后还能够被重新回收与再利用,这样便大大提高可能源的利用率。其相应的主要机械包含:采煤机、运载机、带式输送机等。最近几年,为了降低采煤过程中的事故率,提高作业人员的人身安全,国外一些企业还将遥控技术和远程监控技术应用到连续采煤机房柱式采煤当中,研发了一种可遥控的连续采煤机,作业人员能够在煤房之外控制采煤机进行性作业,提高了采煤作业的安全。

2.4 急倾斜煤层钢丝绳锯采煤工艺

急倾斜煤层钢丝绳锯采煤工艺主要用于1.2m,傾角在85°的急倾斜薄煤层的采煤中,但是随着技术的进步这种技术在最近几年也开始应用到极薄煤层采煤中。这种采煤工艺工作面单产1600t/M,直接工效8t/I。这种采煤工艺的工作面是走向布置,一般来说是斜长10m,走向长度150m,电机、绞车、对轮、导向轮和手动葫芦等施工机械是布置在工作面下巷上的,采煤作业及运煤都是依靠牵引机械作业的,利用锯齿在煤壁上拉出两条煤沟槽。利用矿山本身的压力作用使其自行脱落下来。这种采煤工艺在采过后一般那不需要进行支护,而是每隔15m左右留2m左右的煤柱来支撑顶板。主要用于顶底板坚硬、完整、稳定性好,煤质松软、不粘顶、不含夹石层的极薄急倾斜煤层开采工作,具有开采效率高、开采能力强的特点。

3 结束语

总之,煤炭是一种不可再生资源,随着我国经济的快速发展对煤炭的需求和依赖也越来越高,但是煤炭资源却越来越少,这就要求要不断提高煤炭资源的利用率,而如何开采极薄煤层是提高利用率当中的一个关键。但极薄煤层对于开采技术的要求相对较高,如果技术达不到要求将会造成资源的很大浪费。极薄煤层的开采对采煤工艺、技术和机械提出了更高的要求,随着科研投入的增加,长壁采煤等采煤工艺也得到了进一步的发展和提高,在降低作业成本的基础上大大提高了采煤效率和作业安全,有效的满足了极薄煤层的开采需要。

参考文献

[1]李华炜,师皓宇.薄煤层无人工作面机械化开采技术分析与实践[J].中国安全生产科学技术.2010(06).

[2]杨德军.极薄煤层机械化开采的实践[J].中国新技术新产品.2010(22).

[3]李现民,刘建国.薄煤层机械化采煤技术的应用[J].中州煤炭.2010(09).

[4]张宏敏,胡斌.煤矿生产中资源管理工作存在问题及改进对策[J].煤炭技术.2005(09).

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