浅析煤矿井下采煤技术的现状特点及优化运用

分类：矿业论文发表 时间：2012-07-17 09:10 关注：(1)

　　辽源矿业（集团）有限责任公司梅河煤矿  吉林 梅河口 135019  陈安全
 

　　摘 要：随着工业经济的不断发展和矿井通风技术的不断进步，近些年来煤矿、铁矿等地下矿井的单体开采面积越来越大，为矿井产量的提高和大型化操作提供了极大的方便，但是也为矿井的采煤操作制造了更多的难题。本文分析了煤矿的先进采煤方法，以及这些方法对煤矿企业采煤技术带来的更新变化和经济效益，在这些的基础上，研究分析了这些技术对井下开采具有的重要的现实意义，希望对广大煤矿企业新技术的应用和发展有所帮助。

　　关键词： 采煤技术;问题;分析;意义

　　Abstract: This paper analyzes the advanced mining method in coal mine, and these methods for the coal enterprise coal mining technology brings changes and economic benefits, in these foundations, research and analysis of these techniques on the underground mining has important practical significance, hope that the majority of coal mine enterprises in the application of new technology and development help.

　　Key words: coal mining technology; problem analysis; significance;

　　中图分类号：TD82文献标识码： A 文章编号：2095-2104(2012)05-0020-02

　　1井下开采技术现状

　　目前井下开采信息化发展越来越明显。井下开采技术安全管理是动态管理。煤矿作业场所经常变化，不安全因素不可能完全预见,因此 建立和使用好井下开采技术安全数据库、图库、模型库是矿井井下开采技术安全管理和铁矿企业管理现代化的标志，是利用计算机定期进行井下开采技术系统模拟分析和进行现代化管理的依据。井下开采技术安全数据库主要有井下开采技术系统、井下开采技术报表、防火、防尘管理等。井下开采技术安全管理信息系统能进行井下开采技术安全管理信息的收集、传递、储存、加工、分析和利用的系统。借助计算机进行井下开采技术网络解算、井下开采技术机优选、模拟各方案结果，对于优化方案，提高工作效率有很大帮助。

　　2井下开采技术特点

　　2.1煤矿开采有漏露天开采和井下开采两种方式，相对于露天开采而言，井下开采更具有难度，操作性也更强;其次井下开采要结合地质情况和煤层分布特点制定合理的开采方案,其中包括开采设备的选择和支护方法的确定等。

　　2.2 开采方式的选择要根据煤矿类型来确定, 不同的开采方式采收率差别很大,井下开采常用长壁开采、放顶煤开采等方式,露天煤矿开采多直接采用挖掘的方式。采煤工艺的发展多是伴随着实践的探索和不断的经验总结,每种采煤工艺的变革都是自上而下的一系列设备方法的改进,而不是单纯的某个环节,井下开采多采用定向钻探技术, 定向是指校正预定开采方向和斜向器的实际方位的偏差。钻具在进入作业位置后,要通过测斜仪测定实际下方位置和预定位置之间的夹角和距离等参数,然后进行相应的调整,调整到位后加压开始钻探,钻探过程中也要不断监测钻具的位置,以防偏离预定方向,引发安全事故。

　　3 柱式采煤法

　　传统采煤方法主要有巷柱式采煤法、房柱式采煤法等,它们的基本特点是利用采空区之间形成的煤柱作为支撑,不继续深挖,然后回采煤柱,回采一般采用爆破的方法。这种采煤方法工作面较小,可以多个工作面同时进行以提高产出率,最重要的是技术难度较低,开采成本更容易控制,运煤通道多垂直于工作面,煤柱的尺寸大小往往不是由采煤设计者决定的,而要根据相应的地质情况,煤的品质,开挖深度等因素综合考虑决定。巷柱式采煤法是在作业范围内,每隔10m～20m 沿煤层切割成 10m～20m 的煤柱作为支撑, 开采到一定深度后进行回采作业,回采多采用爆破方法。这种方法开采工艺简单,通风较差,人工作业环境较差,采用爆破进行回采导致回采率较低,因为爆破容易造成其它岩层混杂到煤层中来,必要时还要进行分离,但其对地质变化适应性较强。房柱式采煤法的煤柱尺寸略大一些,其它采掘工艺方法与巷柱式采煤法基本相同,由于煤柱尺寸较大,不宜进行机械化操作,采煤成本自然偏高,同巷柱式采煤法一样作业环境条件较差,安全难以保障。

　　4 长壁开采技术与放顶煤开采技术

　　煤矿地质构造问题,井田含煤地层沿走向倾向的产状有较大的变化,断层及背向斜较发育,所以整个煤矿属复杂构造,矿井先期开采地段为中等构造区。传统的开采方法在这样地质结构复杂的地带根本不适合,必须采取新的开采工艺和方法才能有效提高产出率和保证安全业。长壁开采法是当前普遍采用的井下采煤方式,这种方法不仅在国内成为主流技术方向,同时也是国外井下开采使用最广的采煤方式之一,这得益于长壁开采的高效采煤模式,安全生产环境以及很高的机械化程度,以下对长壁开采法的特点做一个详细的说明。

　　(1)矿井运输方式发生了改变。现存的生产矿井全部由过去的轨道运输方式改变成胶带输送机运输方式。矿井煤炭运输、选煤厂与铁路的外运能力已增长到与矿井长壁工作面生产能力相互配套与适应的程度。

　　(2)长壁开采盘区的几何尺寸明显增大,从而可相对地减少连续采煤机准备盘区的时间。现阶段连续采煤机开拓准备盘区的掘进效率,差不多是长壁工作面生产效率的 1/10 左右,这已基本上能满足现阶段长壁开采所要求的采区准备速度。

　　(3)新投产的井工煤矿已全部设计建设成为长壁开采矿井,工作面生产出来的煤炭可直接用胶带输送机运到洗选厂。

　　(4)严格意义上来讲,放顶煤开采技术应该是长壁开采技术的一个分支,放顶煤开采技术主要是提高放顶煤的开采的资源采出率技术,它包括放顶煤开采设计,放顶煤支架选型,放顶煤工艺参数确定,放顶煤初采与收尾方法,区段平巷布置及煤柱尺寸确定,沿空掘巷和沿空留巷技术等。

　　放顶煤开采严格来说属于长壁开采的一个分支,这种方法有着巨大的经济效益优势,相较长壁开采法在技术上进行了重大的革新,但是它有着自身的局限性,比如工作面围岩破坏较严重,瓦斯涌出量比较大,容易造成安全事故,以前相关科研院所并没有在这些方面改进这项技术,所以造成这项技术发展的迟滞现象。

　　4.1 优化巷道布置，减少矸石排放的开采技术

　　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。实行全煤巷布置单一煤层开采，矸石基本不运出地面，生产系统要减化，同时实现综采与综掘同步发展，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。

　　4.2 煤矿井下开采技术存在的问题

　　4.2.1 采煤技术水平仍然较低，技术装备较差，采煤机制造技术落后。与国外同行业相比，在机电一体化、智能化、自动化的控制技术，产品可靠性技术，数字集成技术与计算机辅助设计技术，仍然存在较大差距，中、小型矿井落煤方式还以炮采为主，工作面走向长度过短。

　　4.2.2 在采煤机械化系统，运输系统、采场围岩控制系统、巷道准备系统和辅助运输系统技术装备较差，功率及生产能力较小，机械化程度和工效普遍不高。

　　4.2.3 引进消化国外先进设备方面不够。在井下自救系统，避灾系统、个人防护装备水平仍然很低，对瓦斯等重大灾害预测预报的仪器、仪表还不能完全达到要求，对安全事故的防治技术及装备不能充分有效防治灾害或最大限度减轻灾害。

　　4.2.4 煤矿重大科技攻关课题难以实现，重大安全技术问题难以解决。目前我国煤矿在“一通三防”，防治水、矿井深部地压、冲击地压、高温害和支护等方面存在许多技术难题，严重威胁着煤矿安全生产，这些涉及行业技术发展共性基础性和前瞻性的重大科技工作课题，国家支持范围和力度与过去相比大大减少。重点煤炭企业下放后，受单个企业和科研院所经济实力限制，难以开展技术攻关。煤炭地下气化技术和煤炭地下浆化(液化)技术受经济成本等因素影响未能有效推广应用。

　　5 结语

　　实践证明，短期内不可能出现新原理的采煤方法。因此，发展现代化采煤工艺是重点发展方向。在研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤设备和监控生产系统，提高单产和机械化水平的同时，要研究开发多层次、多样化的采煤工艺，提高急倾斜、不稳定地质构造复杂等难采煤层的单产和机械化水平。

　　参考文献：

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　　[2] 孙二峰;郭峰伟;;瞬变电磁法在煤矿井下探水中的应用[J];技术与市场;2011年09期

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　　[4] 王臻;;浅谈煤矿井下无轨辅助运输的发展趋势[J];科学之友;2011年11期