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井下采煤技术与工艺的选择及应用

2013-08-15郭全义

河南科技 2013年1期
关键词:采煤机滚筒机械化

郭全义

(平煤股份七矿,河南 平顶山 467099)

煤炭是我国工业生产所需的主要能源,在经济社会的发展进程中发挥着重要的作用,即便是在当下节能减排的宣传攻势下,煤炭依旧会继续发挥其能源基础性作用。在我国,井下采煤是我国采煤工业的主要生产方式,随着经济社会的不断进步,我国井下采煤技术和工艺也得到了持续的发展,在煤炭生产领域发挥着越来越重要的作用。因此,对采煤技术和采煤工艺进行合理的选择和应用,对煤矿的安全、资源的合理利用以及全社会的可持续发展,都具有十分重要的现实意义。为此,需要发展现代化的采煤技术,提高单产和机械化生产的水平,研究和开发多层次、多样化的采煤工艺,实现井下采煤的连续化和高效化。本文以此为基础,分析了采煤技术,讨论了井下采煤工艺的适用条件,并从多个不同的侧面给出了井下采煤方法的选择和应用依据。旨在为我国井下采煤效率和效果的提升提供一定的可供借鉴的信息。

1 对井下采煤技术的分析

1.1 普通机械化采煤技术

该技术的特点是通过采煤机械同时完成落煤与装煤两个工序,在普采面使用单滚筒与双滚筒两种采煤机工作方式[1]。其中,单滚筒采煤机的滚筒大多位于工作面的下端头,而双滚筒采煤机能够解决工作面两头做缺口的工作量,这明显有利于工作面技术管理。

1.2 炮采技术

通过该技术能够实现爆破落煤、爆破后人工装煤、机械化运煤以及通过单体支柱支护工作空间顶板等。进入上个世纪八十年代之后,我国炮采技术得到了明显的更新,通过防炮崩单体液压支柱代替了摩擦式金属支柱,使得工作空间得到了有效的控制。比如,落煤要求保证规定的循环进度,工作面要平直,不留任何底煤和顶煤,以此来减轻对顶板的破坏、降低炸药与雷管的消耗等。

1.3 综合机械化采煤技术

该技术指的是采煤工作面中所有的生产工序都实现了机械化连续作业。这一技术的应用能够较好的降低劳动强度,提高产量和生产的安全性,综合机械化采煤技术被认为是目前最为先进的采煤技术[2]。其具体内容包括运煤、工作面支护与采空区处理等。其中,割煤工序又涉及到破煤与装煤。为了适应采高的变化和煤层顶底板的起伏,一般采用可调高的双滚筒采煤机进行割煤。

1.4 连采技术

该技术是作为综合机械化采煤的一种补充形式出现的。在适当的条件下,对连采技术的应用,往往能够取得良好的技术经济效果。这一技术的特点是:它采用5-7m的煤房将待采煤层切割成正方形或者长方形的煤柱,煤柱的宽度由几米到几时米不等。当然,采煤过程要在煤房中进行,连续采煤机采煤能够实行掘采合一。

2 井下采煤工艺的适用条件

2.1 适用于普通采煤工艺的条件

普通型的采煤工艺在对地质变化的适应能力方面,比综合采煤工艺的要强一些,工作面的搬迁也相对更加容易[3]。而对于小的地质构造或者形状不规则、推进距离较短的工作面,这一工艺的优势就较难发挥出来,可是采用普通的采煤工艺就能够较好的完成。

2.2 适用于爆破采煤工艺的条件

爆破采煤工艺具有操作技术容易掌握、适用性较强的特点,但是其劳动条件较差,单产的效率相对较低。根据我国的技术改革的政策,如果条件不适用于机械采煤的煤层,就能够采用爆破采煤的工艺方式。在当前,我国的爆破采煤工艺大大多数都应用在地质构造相对复杂与急倾斜的煤层之中。

2.3 适用于综合采煤工艺的条件

综合采煤技术能够实现低耗、高效、安全、高产的生产,且劳动强度小、劳动条件好。但是,这种采煤工艺的劣势也是十分明显的,比如设备的价格比较昂贵,采煤的投入较高。从我国综合采煤的生产的经验和目前的技术水平来看,综合采煤技术适用在下述条件中:煤层倾角低于55度,构造较为简单,煤层的赋存相对稳定等[4]。

2.4 适用于连续采煤工艺的条件

连续的采煤机房柱式的开采对煤层的地质条件要求比较高,其应用主要以如下条件为基础:煤层倾角低于15度、薄和中厚的煤层、煤质硬或者中硬、构造相对简单等。

3 井下采煤技术和工艺的选择应用

3.1 煤层的开采厚度

煤层的厚度过大就容易导致机械难以充分破坏,使煤矿的采出率过低;煤层的厚度太小,就容易超前冒顶,夹矸率也较大。大量的实践证明,当顶煤的厚度过于薄时,就会容易发生超前冒顶。

3.2 煤层的开采深度

煤矿的顶煤冒放性和开采深度关系密切,煤层的开采深度越深,它的顶煤就越容易冒落。通过实践和理论能够计算出顶煤冒放性和开采深度的具体关系,找出一定的规律。在一般的采煤条件下,如果超出了400m的煤矿开采深度,就容易产生顶煤冒落。

3.3 煤层的开采强度

煤层的硬度系数用f值表示,顶煤的冒放性越好,f值就要越小于3[5]。煤层强度与煤层的抗压强度、煤层的节理、内外裂隙的发育程度相关,煤层整体强指的是存在不同程度的构造裂隙与地质弱面。

4 结束语

要想发展煤矿工业,就需要煤炭原料,在我国,煤矿资源丰富、种类齐全,有利于发展煤矿工业。通过本文的分析可知,改善我国采煤技术的发展状况,完善我国现有的煤矿开采中井下采煤技术,就需要合理选择井下采煤技术,在保障井下煤矿开采的安全前提下,促进我国煤矿开采事业的发展,实现较高的效益。

[1]樊心磊.井下采煤技术与采煤工艺的选择应用[J].中国新技术产品,2012(10):160.

[2]侯昭君.井下采煤技术及采煤工艺的选择[J].煤炭技术,2008(12):65-67.

[3]李峰.井下采煤生产技术及采煤方法的选择研究[J].科技与企业,2012(1):12-14.

[4]段锡平.关于井下采煤技术的选择探讨[J].百科论坛,2011(9):9-10.

[5]温千峰.浅议井下采煤技术的合理选择[J].中国新技术产品,2012(16):22-23.

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