综合开采技术

综合开采技术（共10篇）

综合开采技术 篇1

2006年8月, 西安煤业公司首个综采工作面0703区正式生产, 揭开了残煤上综采的序幕, 经过实践验证可行后, 全公司10个单扒采煤工作面陆续装备成综采工作面。煤业公司通风部门针对综采防灭火方面存在的问题, 认真进行分析和归纳, 结合本单位实际, 提出解决方案并付诸实施, 并积极引用矿井防灭火新技术, 研究出适合残煤开采的防灭火方法, 现简要介绍该方法。

1准备采区掘进期间防火工作

掘进期间, 随掘进巷道向前方施工, 每隔5米向顶板方向打一组两个防火钻, 钻孔与水平成30°仰角, 与中心线成15°夹角, 孔深8~12m, 下直径25㎜, 长度1500mm的铁插管, 插管间采用丝扣连接, 下管长度一般为4.5~10.5m, 用封孔剂封严插管与钻孔间的空隙。插管外侧安设阀门, 用高压胶管与水管或注浆管相连接, 随时注水或泥浆。注浆前先用压力水拉通插管, 然后各个钻孔循环注浆, 每个钻孔注浆量0.5~3m/次, 泥浆注入顶板后, 迅速脱水, 达到降温并充满煤层裂隙及包裹煤体的目的, 切断煤层供氧条件阻止煤体氧化, 起到防火作用。接设2寸铁管作为注浆管路, 注浆使用煤矿用注浆泵, 设在进风水平大巷。

2开采期间工作面的防火措施

沿走向超前40米向工作面打注水防火钻, 在工作面运输、回风顺槽内, 分别沿煤层倾斜方向, 向工作面每隔5米间距打一注水钻, 钻孔长度一般为15米, 钻孔下直径25mm铁插管, 向煤层中注水, 水压力为2.5MPa, 循环注水, 使回采工作面煤体及顶板始终保持潮湿状态, 起到防尘、防火作用。

3工作面上下顺槽的防火措施

根据工作面实际情况, 合理配备工作面风量, 在上下顺槽内局部见旧巷、采迹处重点加强防火工作。采用发板碹或喷浆等方法隔绝与旧巷采迹的联系, 发板碹或喷浆前预留好注浆管, 然后用双液注浆泵向隔绝区内注水泥玻璃水, 确保不漏风、不氧化、不自燃发火。

4综采工作面采空区的防火措施

相对于两道、两口而言, 采空区自燃发火隐患不易发现, 不易处理, 只能在防火上下功夫, 在采区投产前, 在工作面运输顺槽接设一趟4寸PE管路至采空区内, 并与地面注氮机房相联, 末端埋入采空区用4寸铁管, 法兰连接, 管口位置一米范围内, 钻三排直径30mm左右圆孔, 管口位置搭设木垛, 并用菱形网包裹防止管口被浮煤堵上, 影响注氮效果。向采空区内连续注氮气, 使采空区内的遗煤不氧化或降低氧化速度, 达到采空区预防性防火要求, 并且班班通过束管监测系统对采空区内的注氮情况进行取样化验分析。

经过了一个时期的实践, 我们发现选择合理的时段对采空区进行间歇性注氮, 既可以满足采空区防火需要, 又可以节约大量电能, 于是我们根据用电的“峰谷平”三个时段, 确定了“躲峰填谷”的注氮方法, 即用电高峰时段不开注氮机, 用电平、谷时段开注氮机注氮。仅此一项全公司两台注氮机每月可节省费用30余万元。

随着采空区注氮时, 束管监测数据的不断积累, 我们通过对采空区气体成分进行跟踪监测, 并有针对性的停止注氮、改变注氮管头位置, 通过对采空区埋设束管化验数据分析, 得出结论:在采煤工作面正常推进度 (小班一条帮0.5米, 全月开帮40~45米) 情况下, 只需要在采煤工作面下隅角以里5~15米位置, 埋设注氮管, 注氮流量在300m3/h时, 氮气即可散布在氧化带范围内, 起到与下隅角以里30~50米位置埋设注氮管同样的防火作用。

根据注氮数据的总结及实践经验, 我们确定了最合理的注氮“拖管”长度。所谓最合理就是既能保证注氮管头位置在工作面下隅角以里5~15米位置, 又能随着开帮及时把管头拖出来。经过实验拖管如果超过10米, 埋入下隅角后, 难以拖出, 于是确定拖管长度为8米 (整根厚壁管) , 埋入距离为5~7米, 每天由采煤段配合防火段用手摇葫芦或单体液压支柱拖管, 就这样每个采煤工作面均可以节省其走向全长的注氮埋管费用。

2015年初, 采煤工作面上下两口更换了自移式端头支架, 我们用溜子链或特制的连接装置把注氮拖管直接固定在端头支架上, 支架行走, 直接带动注氮拖管, 真正实现了拖管步距与工作面开帮进度同步。就这样通过不断改革, 拖管注氮方法已经演变成一套较为成熟、日趋完善、成本低廉、操作可靠、切实可行的采空区防火手段, 为残煤开采采空区防灭火提供了重要保障。

西安煤业公司残煤上综采十年来, 通过大量实践和不断研究创新, 我们摸索出了“两道循环注浆、隅角拖管注氮、采面高压注水、砂帮减少遗煤、结束快速撤面、及时封闭注严”的残煤开采工作面综合防灭火方法。没有发生一起采空区自燃发火事故, 防灭火成效显著。

我国煤炭开采综合效益评价研究 篇2

关键词：煤炭开采；综合效益；评价；可持续发展

煤炭行业在为经济建设作出巨大贡献的同时，其自身也面临着发展和环境保护的双重压力，因此实现对煤炭开采综合效益的评价是有效解决煤炭开采过程中的高污染、高消耗的关键，也是提高煤炭资源开发利用效率，为煤炭开采政策制定提供指导的重要依据。

1 我国煤炭资源开采存在的问题分析

我国煤炭资源分布广、储存量比较多，煤炭资源开采相比其他能源而言具有成本低、技术风险小的特点，但是与国外主要采煤国家相比，我国煤炭资源在开采中还存在不少的问题。

1.1 回采率比较低

长期以来受到技术设备以及采矿方法落后的影响，我国煤矿的回采率一直在低水平徘徊，据相关资料显示，我国乡镇煤矿回采率仅为15%左右，而美国、德国等发达国家的资源回收率能达到80%左右，由此可见我国煤炭资源在开采的过程中存在很大的浪费现象。之所以造成我国煤炭资源回采率不高主要是因为：一是我国煤炭资源开采的方法比较落后，很多煤矿企业目前仍然传统的采煤方法，结果造成资源的浪费；二是企业管理者为了获得更多的经济利益，他们会采取采厚弃薄的方式，获得更大的经济利益。

1.2 伴生资源浪费严重

基于矿产资源的共生性，在煤炭资源丰富的区域，煤炭资源的伴生矿产比较多，但是很多煤矿企业在开采的过程中，由于受到认识、开采技术等方面的限制，导致存在很大的伴生资源浪费的现象：一是煤矸石浪费严重。煤矸石不仅是煤炭开采产生的固体废弃物，也属于可利用资源，但是很多煤矿企业却忽视了煤矸石的可回收再利用，结果导致其浪费；二是煤层气，煤层气属于非常规天然气，是一种优质的能源，但是很多煤矿企业在开采中却忽视了煤层气的利用，这样不仅造成资源的浪费，而且还会对环境产生污染。

1.3 破坏生态环境

由于不合理的煤炭资源开采会对当地的生态环境造成严重的威胁，其主要体现在以下方面。一是资源破坏。煤炭开采过程中会对周围的土地植被造成破坏，影响周围的地形地貌。二是地质灾害。由于煤炭开采会造成地层空洞，进而会引发一系列的地质灾害，比如山体滑坡、地裂缝、每层自然以及瓦斯爆炸等。三是环境污染。煤炭开采对当地的环境会造成巨大的威胁，比如煤炭开采产生的大量污水和废水会污染周围的地表水。

2 煤炭资源开采综合效益模型的构建

基于煤炭资源的可持续发展和煤炭企业经济效益的冲突，我们有必要建立煤炭开采综合效益模型，通过该模型实现煤炭资源开采综合效益的最大化。煤炭开采往往是建立在对周围环境的破坏上的，开采的程度越大，对外部环境造成的损失也就越大，因此以煤炭企业总收益为最大目标的函数建立的决策模型是：Zt=ECt+ENt+St+Rt

其中：Zt——第t年煤炭企业总收益（万元）；ECt——第t年煤炭企业经济子系统总收益（万元）；ENt——第t年煤炭企业环境子系统总成本（万元）；St——第t年煤炭企业社会子系统总成本（万元）；Rt——第t年煤炭企业资源子系统总成本（万元）。

3 提高煤炭开采综合效益的具体对策

基于煤炭开采综合效益模型的实践应用与分析，结合笔者的工作经验，提出提高煤炭资源开采综合效益的具体对策如下。

3.1 完善煤炭资源开发监管体系

一是要加大对煤炭资源的勘察力度。为避免在煤炭资源开采中出现浪费现象，煤炭地质勘察人员要加强煤炭勘察工作，完善储量评估制度，为合理开发煤炭资源提供科学的依据。同时政府部门也要进一步完善煤炭资源管理与开发管理制度。政府部门要强化煤炭企业的生产，对于生产不合格的企业要坚决给予相应的制裁，实现煤炭企业的科学生产、安全生产。二是合理有序的开发煤炭资源。煤炭企业要根据实际生产技术以及战略发展要求科学有序的进行煤炭资源的开采，在具体的煤炭资源开采中一定要树立节约资源的意识，积极应用先进的开采技术，加强对难采煤层以及薄煤层的开采。三是完善煤炭资源保护制度。对于煤炭企业的开采要进行监管。尤其是要对煤炭企业的回采率进行动态审查，以此实现煤炭开采的高效、安全。

3.2 建立煤炭綠色开采体系

实现煤炭资源开采综合效益的本质就是实现煤炭开采的经济效益与生态环境效益的协调发展。而绿色开采技术则是实现煤炭开采综合效益的重要手段。绿色开采的实施需要企业建立相应的设备和资金，以先进的生产设备和技术实现煤炭资源的合理开发。因此绿色开采体系的建立一方面要通过政府的手段进行宏观调控，将绿色开采技术以公共产品的形式提供给社会中的相关企业；另一方面也要依据市场的手段实现煤炭资源的合理应用。

3.3 形成合理的煤炭价格体系

不合理的煤炭价格对煤炭资源的开发会产生不利的影响，比如煤炭价格过低，会造成煤炭资源的浪费。而过高的话则会造成煤炭资源得不到有效的应用。因此要建立合理的煤炭价格体系。一是要完善煤炭成本核算制度，以最小的投入实现煤炭企业的经济效益最大化。二是对煤炭资源价值进行充分补偿。政府要对煤炭企业的生产实施价值补偿，以此调动煤炭企业的社会意识。三是加强对煤炭企业的调控能力。煤炭企业作为社会市场主体，虽然其以实现经济效益为主，但是作为社会资源型企业，其要承担更多的社会责任，因此政府部门要加强对煤炭企业的调控力度。另外，还要强化煤炭安全生产保障体系。以此降低煤炭企业非计划性的费用支出。为了提高煤炭开采中的安全性，不仅需要政府部门发挥职能，而且还需要煤炭企业加强技术创新。

参考文献：

[1]赵国浩，卢晓庆.煤炭开采综合效益模型及其应用[J].资源科学，2011（10）.

[2]杨佳惠，雷国平.黑龙江省煤炭城市鸡西市的土地利用综合效益评价[J].水土保持研究，2012（12）.

综合机械化矿业开采技术探析 篇3

1 我国综合机械化煤矿开采技术现状与问题分析

1.1 我国综合机械化煤矿开采技术与设备现状

结合目前我国煤矿企业开采生产中对于综合机械化开采技术与设备等的应用和发展现状, 我国的综合机械化煤矿开采技术主要包含有综采一次采全高开采技术、综合放顶煤开采技术、短壁机械化开采技术以及困难条件下的综合机械化煤矿开采技术等。其中, 煤矿开采生产中应用的综采一次采全高开采技术也被称为是综合机械化一次采全高技术, 它主要是用于进行7m以下的单一煤层资源的安全高效开采, 在实际应用过程中, 根据开采生产中不同的煤层厚度, 有相应的配套高并且具有可靠性的综合机械化开采装备, 总之, 这种技术方法对于单一煤层的开采生产具有安全、高效的生产作用和特征;综合放顶煤开采技术是一种适用于厚煤层以及特厚煤层开采生产应用的技术手段, 在实际生产开采中适用性特别高, 尤其是在进行14m~20m特厚煤层的一次开采应用中, 已经成为安全高效开采生产实现的主要方法;短壁机械化开采技术是进行煤矿矿井中不规则煤柱以及块段区域的生产开采应用方法, 同时, 它对于那些不适宜进行长壁工作面布置的煤矿矿井开采区段也具有较大的适用性, 是一种该区段综合机械化开采生产的主要方法;最后, 困难条件下综合机械化开采技术是专门针对一些条件下难采煤层的更高程度机械化开采实现的方法, 在煤矿开采与生产发展中也有着积极的作用和意义。

1.2我国煤矿综合机械化开采技术问题

结合我国现阶段煤矿生产开采中对于综合机械化开采技术的应用情况, 其主要问题表现在以下几个方面。首先, 是复杂地质条件下煤层以及难采煤层的综合机械化开采技术与应用问题。在我国煤矿资源开采中, 难采煤层主要是指那些储存条件不稳定或者是构造比较复杂、具有特殊灾害威胁的煤层, 在进行这些煤层资源开采过程中, 由于安全开采以及生产的条件不好或者是开采困难等, 很难实现机械化的开采与生产, 因此, 在进行这些情况的煤层开采中, 对于综合机械化开采技术的推广应用也就比较困难, 这是当前我国综合机械化煤矿开采技术中存在的一个突出问题。其次, 我国的煤矿综合机械化开采技术还存在的问题主要表现在中小煤矿综合机械化改造以及提高资源采出率技术的问题。它主要是指在我国的煤矿资源开采生产中, 存在有具有先进性和代表性的安全高效采出技术与企业, 必然也就存在有较为落后的中小煤矿与采出技术等, 它也是当前煤矿综合机械化开采技术中的一个重要问题。此外, 我国当前的煤矿综合机械化开采技术中还存在与之相对应的技术装置、设备等, 这些技术装置设备在煤矿开采生产中就是通过综合机械化开采技术实现资源开采生产的, 但是我国目前的大型综合机械化开采技术设备在实际应用中普遍存在有可靠性与使用寿命、智能化等方面的或大或小问题, 影响着我国综合机械化煤矿开采技术的发展与进步。

2综合机械化煤矿开采技术的应用分析

某煤矿企业在进行煤矿产区的生产开采中, 通过对于“以矸换煤”综合开采技术的研究探索, 通过设计一套综合机械化矸石充填采煤系统, 在煤矿开采生产中进行运用, 不仅有效的提高了煤矿开采生产的工作效果与安全质量水平等, 而且还开创了企业煤矿开采生产中综采面矸石充填采煤技术的新局面, 对于促进企业的开采生产发展有着极大的积极作用和意义。如下图1所示, 为某煤矿企业开采生产中研究设计的综合机械化矸石充填采煤系统结构示意图。

在上图1所示的综合机械化矸石充填采煤系统示意图中, 数字1到10分别表示的是系统结构中的互帮办以及支架顶梁、支柱、支架尾架、支架底座、千斤顶、悬挂单控链、矸石充接机、工作面挂板输送机与采煤机等。该矸石充填采煤系统在煤矿开采生产中, 首先通过采煤机进行隔煤、然后由采煤机进行装煤、移架、移溜, 最后进行矸石充填, 并在矸石充填工作环节完成实现之后, 对于工作系统进行检修并进入到下一个工作环节, 整个工作流程机械化控制中心控制实现, 安全高效。该煤矿研究提出的这一“采空区高效机械化矸石充填采煤技术”在经验证后, 在该煤矿企业的两个不同综采工作面中分别有应用实现, 开采生产应用过程中不仅实现了“掘、采、处”一体的三元开采模式, 同时对于煤矿开采的安全效率也有极大的保证, 有利于促进煤矿开采的健康可持续发展。

3结论

总之, 综合机械化煤矿开采技术是机械化水平与技术发展基础上, 实现的一种安全高效的煤矿开采生产技术, 进行煤矿产区综合机械化开采技术的分析, 有利于提高技术水平, 促进技术应用发展。

参考文献

[1]吴晓奇.煤矿综采放顶开采技术与综合机械化开采技术粉尘危害对比性研究[J].中国卫生产业, 2012 (6) .

[2]胡英.从煤矿对技术人员的要求看高职煤矿开采技术专业教学改革[J].科技与企业, 2012 (5) .

[3]吴吟.中国煤矿充填开采技术的成效与发展方向[J].中国煤炭, 2012 (6) .

[4]计成明, 唐宇, 吴世桃.复杂开采条件工作面综合机械化开采技术与实践[J].煤炭科技, 2010 (4) .

综合开采技术 篇4

关键词：煤矿机电综合机械化电气自动化

0引言

在矿井的生产过程中，采煤工艺的先进与否直接影响整个矿井的生产能力。因此，要尽量选用先进的采煤工艺，从而到矿井的高产高效的目的。随着我国工业控制自动化技术的发展，煤矿机电自动化在矿上的应用日益增多。因为煤矿是高危行业，提高机电设备自身的安全可靠程度和自动化程度，最大减少用人，是实现矿井长治久安的关键所在，因此煤矿机电的自动化有力推动了企业安全高效、又好又快发展。

1综合机械化采煤技术的应用

目前世界上最先进的采煤工艺是综合机械化采煤，简称为“综采”，综采之所以先进是因为破、装、运、支、处等五个主要生产环节全部实现了机械化，减少了中间人力参与的环节，提高了劳动效率。

1.1装备特点煤炭井下开采的发展方向是实现矿井高产高效集中化生产。而实现矿井高产高效的前提是提高综采工作面的单产，实现工作面高产高效，达到一矿一面或一矿二面的高度集中化生产。实现综采工作面高产高效应以提高综采工作面的开采强度和采煤机的有效开机率为目标，其技术途径有提高综采工作面配套设备的小时生产能力。增加工作面的出煤点。提高综采设备及矿井生产系统的可靠性，减少工作面辅助工序的影响时间。实现综采工作面的高产高效主要有单一长壁综采工作面的高产高效和实现综采放顶煤工作面的高产高效。

采用大能力的新型综采装备来实现长期综采工作面高产高效，也是今后采煤机械化的发展方向，其装备的主要特点是：设备能力大。大功率(>800kW)电牵引采煤机的小时生产能力在1000～1200t以上，运输机、转载机、破碎机的小时生产能力在500～2000t以上；自动化程度高，实现了机电一体化；为了适应采煤机快速割煤的要求，采煤机具备自动调高等功能；液压支架采用电液控制，能实现采煤机、刮板输送机和液压支架的自动控制；设备性能好、可靠性高。

1.2综合机械化采煤工艺长壁综采是巴兰布矿近10年来利用中国综采成套设备获得良好效益的采煤法，其工作面巷道布置仅有回风平巷、运输平巷和开切眼，通风系统完善良好。一般来说，加大综采工作面的长度，增加采煤机割一刀的煤量，相应地可减少工作面斜切进刀及端头作业等工序对生产的影响时间，因此能获得较高的产量。确定综采工作面的合理长度，一般以工作面目产量最高或吨煤成本最低为准则，制约工作面长度的主要因素是工作面地质条件和刮板输送机的铺设长度。增加工作面的推进长度是减少工作面搬家次数最有效的方法。制约工作面走向长度增加的主要因素是回采巷道的掘进和支护、可伸缩带式输送机的铺设长度以及采场的地质构造。

短壁综合机械化采煤工艺的应用主要基于两个条件：即回采巷道实现机械化快速掘进和实现了综采工作面上、下端头的快速作业。这种采煤工艺使用于开采缓倾斜中厚及厚煤层的中小型矿井，以及大型矿井回采块段小、不适宜布置长壁综采工作面开采的煤层。

短长壁综采是在已掘巷道巷柱式开发区内布置长壁工作面，并用综采成套设备回采煤柱的新式采煤法。印度巴兰布矿购置了中国综采成套设备，在63L短长壁综采工作面进行了试验。试验期间，65d采出煤炭102415t，平均日产1300t，最高日产达2000t，工效和采出率均有大幅提高。实践证明，短长壁综采在印度有广阔的推广前景，对中国中小型煤矿由巷柱式开采改为长壁综采也具有借鉴价值。

综采工作面放顶煤开采的生产过程是：工作面采煤机先截煤、移煤和推移输送机等工序；进行2～3刀后暂停截煤，依次分段打开支架上放煤窗口放顶煤，出现矸石时，立即关闭放煤窗口：直到工作面全长顶煤放完为止，即完成一次放煤的生产过程。顶煤放完后，综采工作面便可继续向前推进。

随着近几年来煤矿综合机械化程度的大幅度提高及超强度开采，原煤田中开采条件较好的煤层逐渐枯竭，可采储量占总储量较大比例的薄煤层开采被提到议事日程上来，薄煤层综合机械化开采的课题同样也摆在面前。在我国煤矿中，薄煤层的储量占煤炭可采储量比例较大，在已探明的矿区中，有84％的矿区有薄煤层，储量约620亿t，占总储量的17.5％。由于在开采技术上薄煤层属于难采煤层，机械化水平一直比较低，在开采煤层中产量比例小。在薄煤层中，由于受煤层薄、人员活动空间小等限制，在采煤方法的选择上是一个难题。传统的采煤工艺通常采用工作面打眼放炮落煤方法，该种开采方法产量低、安全性差。要提高单产水平和工作面效率，实现矿井安全高效开采，必须采用综合机械化开采。扩大综采的应用范围，提高综采的经济效益，实现煤矿生产的高产高效，是煤炭工业科技发展的一项重要目标，同时对煤矿的可持续性发展起到至关重要作用。

2电气自动化在机械设备中的应用

采煤机从中厚煤层起步，发展到薄煤层、大功率、大采高强力滚筒采煤机。从有链牵引、无链液压牵引方式，逐渐发展到了电磁滑差无链电牵引和变频调速无链电牵引。液压支架高度从薄煤、中厚到厚煤层，支架型式由占主导的掩护式，逐渐发展到有四柱支撑式低位放顶煤、两柱式的高位放项煤(单输送机)、两柱掩护式低位放顶煤液压支架等多种架型。液压支架电液控制系统在美国、澳大利亞、德国等煤炭生产发达国家得到了普遍的应用，液压支架电液控制系统是实现综采工作面高产高效的关键技术设备，是今后发展的必然方向充分发挥机电一体化技术在煤矿开采中的作用。目前从国内煤矿的技术、经济条件和效益出发，电液控制液压支架主要用于年产400万t以上的一次采全高长壁工作面，600万t以上放顶煤工作面及薄煤层高效开采工作面。将在2年内结合各矿特点尝试第一套液压支架的电液控制系统。

电气自动化的应用使采煤的过程更加人性化，综采工作面装备远程监控及专家诊断系统的可靠性是国产采煤机研究的主要内容。该系统能够实现综采装备液压支架和采煤机的远程监控，使采煤机根据煤层的变化实现自动割煤、煤层的软硬自动调节采煤速度，检验并完善动态监测综采支架液压系统压力和各受力点的状态，自动调节支架推移输送机的拉移等。近期进行项目的调研、选型工作，与科研单位合作在东庞矿实施，重点解决采煤机的工矿在线检测、故障诊断及预报、显示与传输系统、采煤机自动运行控制系统等问题。使综合机械化水平上一个新的台阶。

3结束语

煤矿综合机械化开采技术探讨 篇5

随着中国能源的消耗速度加快及煤矿行业的持续稳定发展,综合机械化开采技术的应用已是中国煤矿开采行业发展的必要需求,综合机械化的开采技术也提高了中国煤矿企业的开采效率,对煤矿企业的持续稳定发展起到重要作用。但从目前来看中国在综合机械化开采技术中还存在诸多问题,需在实际应用过程中不断进行技术改进,从而促进机械化技术的高效平稳发展。

1 机械化开采技术发展概括

中国的机械化开采技术,在20世纪70年代左右才实现首次应用。在这之前中国的煤矿行业还没有相应的开采技术规划。直到1975年中国才首次从国外进口了较为专业的煤矿开采设备。然后到1982年,中国的煤矿企业才开始自主研发机械化开采技术,虽然是初步的研究尝试,但对中国整个机械化开采技术的发展起到了标志性意义。目前中国的该项技术发展也较为成熟,已成功研发并投入使用了多项机械化开采技术模式。中国的煤矿企业也实现了大跨度跳跃[1]。

2 机械化开采技术及相关的设备分析

2.1 一次采全高开采中应用分析

一次采全高开采是目前中国煤矿生产企业中比较常见的一项开采技术。该项技术主要适合土层较薄且土层成分不复杂的煤矿地段。目前中国的该项技术已发展得相对成熟,技术研究人员也根据不同的煤层情况设计了具体开采技术,其在开采过程中具有很高的安全性及生产保障性。

2.1.1 机械化开采技术在薄煤层应用分析

在煤矿生产行业中一般情况下将煤矿厚度在1.3 m的煤层称为薄煤层。中国针对该种煤层的实际情况,设计了相应的开采技术及开采设备。在薄煤层中主要应用的是滚筒式采煤机设备。近几年来,煤矿行业事故频发,其中大多数事故都是由于对薄煤层的开采不当造成的。所以对其煤层的开采技术也逐渐受到了煤矿行业重视,这也是整个行业在发展过程中面临的一项巨大挑战。薄煤层其除了煤层本身厚度较小外,其施工环境也非常苛刻,整个煤层的活动空间比较小,且稳定性也较低,再加上作业人员由于对专业化设备了解不够,从而增加了薄煤层开采过程中的事故发生率[2]。

但中国煤矿行业也在近几年来着重对这一问题进行详细研究,并提出了多套解决方案,从实际的实践情况来看,解决方案的应用有效降低了开采过程中的事故发生率,并提高了生产效率和生产质量。

2.1.2 开采技术在中等煤层应用分析

中等厚度的煤层是指在1.5 m~3.5 m之间的煤层。对于该种厚度的煤层开采工作,在中国一直处于技术领先状态。中国目前大多数煤矿行业对于该种开采主要是使用大功率滚筒采煤设备为开采的核心设备,其可完全满足安全化生产的基本要求,且还可有效保证开采效率。这是中国国首次对该种开采设备进行应用,其对中国来说具有里程碑意义。

2.1.3 开采技术在厚层以及特厚层煤层中应用分析

厚层及特厚煤层通常是指在3.5 m~7 m之间的煤层。这也是中国在开采技术中具有自身优势的开采领域。一些煤矿企业已达到了年产千万吨的生产标准,其开采过程中的安全程度也很高。近几年中国煤矿行业在该领域的开采深度取得了显著进步,其最开始从2004开始初步发展,到2007年已发展到6.3 m的开采深度。截至到现在,中国煤矿行业的最大开采深度已达到了7.2 m,且在开采设备上也取得了显著技术性进步,其在开采过程中应用到大型开采设备越来越多,其开采效率也越来越高。

在“十一五”期间,国家相关研究单位加大了对煤矿生产设备的研究力度,并成功研究除了电牵引采煤机设备。这在很大程度上提升了对厚层及特厚煤层的开采效率,降低了开采过程中的人力、物力支出。在设备的初步实践应用阶段,实现了日常36 000 t、月产876 000 t的产能量,这也预示着中国在综合机械化开采技术方面有了大程度提升[3]。

2.2 综采放顶煤开采技术与设备分析

在中国煤矿行业中综采放顶煤开采技术也是一项比较常见的开采技术。这样技术在最开始是由欧洲的煤矿行业研发应用,后来被中国的煤矿行业引进国内,并逐渐将该项技术发展成熟,并逐渐成为中国开采工作中的主流开采技术。该项技术主要是对14 m~20 m厚度的煤层进行开采,其在初步投入使用时,就实现年产千万吨的开采目标,并实现了一次性开采厚度约20 m的开采技术。

2.3 短臂机械化开采技术分析

短壁机械化开采技术主要是对煤矿生产中一些不太规则的煤矿区域的开采。短壁开采技术其工作面较短,这也就在很大程度上避免因工作面较长而使得采矿安全性降低的现象出现,并以自身短壁的优势而提高了在不规则区域的采煤效率。该项技术是在20世纪90年代从国外引出,发展之间已在中国多个区域投入使用。且根据中国煤矿生产的实际情况,来对该项技术所应用的设备进行了优化改造。单滚筒电牵引短壁采煤机就是中国研发工作的最终成型设备,其与双筒采煤设备相比,其设备的运行工作所需的面积较小,所以在对不规则区域进行开采时,单滚筒采煤设备的工作效率要远远高于双滚筒采煤设备[4]。

3 机械化开采技术存在问题分析

虽然中国煤矿行业的机械化开采技术已发展得较为成熟,但在实际应用及发展过程中还是存在着诸多问题。下面就中国煤矿生产中一些急需解决的问题展开分析。

a)中国煤矿分布区域较广,其各个煤层的条件也不尽相同。目前中国煤矿行业对大多数煤矿区域都可实现安全、高效的开采工作。但对于一些较为复杂地形的煤矿开采工作还存在一些问题。复杂的煤矿区域主要是指煤矿土壤成分复杂、土质稳定性较低及所开采地段容易受到一些自然灾害的影响等区域。目前中国对于这类煤层的开采技术还不算完善,对于在开采过程中出现的意外事故不能进行完美应对,且对这类煤层进行开采时对设备的损耗也较大。这也就使得对该类煤矿进行开采时其开采效率较低,开采风险比较大,开采成本也比较高。所以对复杂煤层的开采技术是中国煤矿生产行业发展过程中必须要面临的挑战,还需相关科研单位加大对该类煤层开采技术的研发力度,以便于有效解决复杂煤层开采过程中的问题;

b)目前中国大型的煤矿企业在资金、技术、人才方面的有效支持下,已发展成为具有国际开采水平的煤矿行业。但除了这些大型企业外,中国还有很多中小型的煤矿企业,其由于自身规模小、资金少、技术低等原因一直处于行业中下游状态,中小型企业的煤矿开采工作普遍存在效率低、开采风险高的现象,所以要想全面提高中国煤矿企业的开采技术水平,就要加大对该类企业的支持力度,找出该类企业在发展过程中出现的问题,并加以解决。国家的研发单位在进行的研发工作中要加大对该类企业开采设备的研发力度,探索出适合中小企业的发展途径,从而促进中国煤矿生产行业开采技术水平的全面提高[5];

c)虽然中国煤矿机械化的开采设备已达到了国际先进水平,但在生产使用过程中其可靠性较低,开采效率不稳定现象时有发生。目前中国已研发生产出大量大型机械设备,通过相关数据来看,中国自主生产的大型设备虽然与国外的大型设备技术水平相一致,但设备的故障发生率要远远高于国外设备。且设备使用寿命也要比国外设备的低。一些大型煤矿企业也正是因为这种原因,才一直选择使用国外的大型机械设备进行煤矿开采工作,这就在很大程度上制约了中国大型机械设备的发展,所以相关生产单位在进行技术研究的同时,还要对设备的安全性、可靠性进行进一步研究,从而确保大型生产设备可长期稳定地进行煤矿开采工作。

另外,随着设备智能化技术的普遍,相关单位也要加大对智能化开采机械化设备的研究力度,这不但可有效提高生产效率,还能在一定程度上降低人力、物力的支出。智能化的煤矿开采设备可进一步加深设备的自动化程度,实现对开采过程的全方位监管,通过对机械化设备运行信息的分析,来有效避免开采过程中可能出现的事故,提高开采工作的安全性,提升开采效率。

4 结语

主要对煤矿行业中综合机械化开采技术进行了分析,从分析可看出,中国在近几十年来,对于该项技术的研究工作已取得了显著效果,一些企业的机械化开采技术已达到了国际化水平。但该项技术在实际应用及未来发展过程中还存在诸多问题,需要同行业的工作者共同努力,共同推动综合机械化开采技术的发展。

参考文献

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[2]申宝宏,雷毅.我国煤炭科技发展现状及趋势[J].煤矿开采,2011(3):4-7.

[3]宁宇.创新煤炭安全高效开发技术支撑特大型矿井建设[J].煤矿开采,2011(3):1-3.

[4]王金华.中国煤矿现代化开采技术装备现状及其展望[J].煤炭科学技术,2011(1):1-5.

综合开采技术 篇6

针对矿井近距离高瓦斯煤层群的特点, 对9#开采底板破裂规律、9#煤层回采工作面围岩走向应力分布以及邻近层卸压机理等进行了系统分析, 通过实践, 形成了以9#煤层采前定向长钻孔区域预抽、10#煤层卸压抽采、顶板走向高位水平长钻孔抽采上隅角瓦斯的近距离高瓦斯煤层群开采综合瓦斯治理技术。

1 煤层开采底板破坏裂隙规律分析

随着工作面推进和采空区的形成, 采场周围应力重新分布, 造成周围煤体一定范围内出现应力增高区 (支承压力区) , 在支承压力作用下, 煤体底板煤岩层将发生不同程度的移动[1,2]。

9#煤层回采时, 在工作面前后的4个应力区带中, 由于岩层移动造成了4个不同的裂隙发育区, 沿着采面推进方向, 按瓦斯渗流能力的变化分为:原始渗流区 (原始应力区) →渗流减速减量区 (压缩区) →渗流急剧增速增量区 (卸压膨胀陡变区) →渗流平稳增速增量区 (卸压膨胀平稳区) 。其中, 卸压膨胀陡变区和卸压膨胀平稳区统称为膨胀区。

煤层底板在煤柱区应力一直处于上升 (增压) 状态, 底板煤岩体处于压缩状态;而在采空区下方底板应力总是处于下降 (卸压) 状态, 底板煤岩体处于膨胀状态。即正常回采阶段底板煤岩体总处于增压 (压缩区) →卸压 (膨胀区) →恢复阶段 (实压区) , 且随着工作面推进而重复出现, 在压缩区与膨胀区的交界处, 底板岩体容易产生剪切变形而发生剪切破坏;处于膨胀状态的底板岩体则容易产生离层裂隙及破断裂隙。所以, 岩体在煤柱边缘区内最容易产生裂隙并发生破坏。煤层底板受开采矿压作用, 岩层受到周期性破坏, 其底板导气性也发生明显变化, 下部卸压瓦斯将沿着裂隙通过扩散和渗流的方式进入上部采掘作业空间。

煤层底板水平变形明显出现2个区域, 切眼前方一定距离煤层的水平移动方向与回采方向一致;工作面后方一定距离煤层的水平移动方向与回采方向相反, 两区域煤层水平移动呈现不对称性, 卸压区煤层受到水平拉伸和挤压作用, 使得该区域煤体机械破坏增加, 有利于煤层底板裂隙发育, 增加煤体的透气性。

近距离煤层群上覆煤层开采条件下, 自开采煤层底板至下部煤层的最深裂隙称为底板导气裂隙带。由于底板导气裂隙带的存在, 下部煤层的透气性将成百上千倍地提高[3]。

底板导气裂隙带的深度与开采深度及下部煤岩体的物理力学性质有关。在此深度范围内, 一般分布3种裂隙:①竖向张裂隙。分布在紧靠上覆煤层的底板最上部, 是底板膨胀时层向张力破坏所形成的张裂隙。②层向裂隙。主要沿层面以离层形式出现, 一般是底板浅部较发育区, 是在采煤工作面推进过程中底板受矿压作用而压缩→膨胀→再压缩反向位移沿层向薄弱结构面离层所致。③剪切裂隙。一般分为2组, 以60°左右, 分别反向交叉分布。这是由采空区与煤壁 (及采空区顶板冒落再受压区) 岩层反向受力剪切形成的。这3种裂隙相互穿插, 无明显分界。当它们与下部卸压瓦斯沟通时, 下部瓦斯将顺着裂隙进入上部空间。

2 回采工作面围岩应力场分布规律

根据矿井实际情况, 对黄白茨煤矿9#煤层工作面围岩应力场分布规律进行模拟研究。

本项研究利用所建模型, 采用ANSYS大型有限元软件得到的9#煤工作面推进支承压力分布云图如图1所示。

由图1可知, 在回采初期, 只在煤层顶板及底板形成一定范围的卸压区, 而在切眼及工作面煤壁附近出现了应力集中。随着工作面的推进, 煤壁附近应力集中的程度和范围逐渐增大, 而在煤层顶板及底板会形成间隔不等的卸压区和应力升高区, 这对应于初次来压及周期来压期间, 采场基本顶或上部关键层断裂时在采场采空区触矸的部位。

工作面推进时, 自上而下移动的岩层分为垮落带、断裂带和整体弯曲下沉带。岩石的破坏分为压破坏、拉破坏和剪破坏, 就应力的角度可从最大主应力、最小主应力及剪应力变化判断上述“三带”的范围。图2分别为工作面推进170 m时的最大主应力、最小主应力及剪应力云图。

由图2可以初步判断, 9#煤层垮落带最大高度为8.7 m, 断裂带最大高度约25.9 m, 厚8.4 m的砂岩为关键层, 其上覆岩属整体弯曲下沉带。

3 回采工作面瓦斯来源分析

对于9#煤层来说, 开采时除本煤层瓦斯涌出外, 还有下伏的10#、12#等煤层的大量卸压瓦斯涌到9#煤层回采工作面。

以该矿9#煤层工作面为例, 采用分源法对工作面瓦斯涌出量进行了计算。计算结果表明, 回采9#煤层工作面时, 在不考虑煤层预抽的情况下, 其下邻近层瓦斯涌出量占工作面瓦斯涌出量的比例在60%左右。而矿井瓦斯治理工作中, 对本煤层瓦斯的预抽效果要远大于邻近层的瓦斯预抽效果。因此, 在9#煤工作面的回采过程中, 下邻近层尤其是10#煤 (层间距仅3 m) 的瓦斯治理是工作面瓦斯治理的重点。

4 近距离高瓦斯煤层群瓦斯治理方案

在对9#煤层开采底板破坏裂隙规律、9#煤层回采工作面围岩应力场分布规律研究的基础上, 经现场摸索和实践, 逐渐形成了一套以9#煤层采前定向长钻孔区域预抽、10#煤层卸压抽采、顶板走向高位水平长钻孔抽采的综合瓦斯治理技术方案。

(1) 9#煤层工作面采前走向顺层长钻孔预抽。

为了减少9#煤层在回采期间本煤层瓦斯涌出量, 对9#煤层可以在轨道下山等合适地点, 利用千米定向钻机, 对煤层开采区域进行全方位覆盖型预抽瓦斯, 从而达到提前预抽的目的。煤巷掘进条带区域钻孔的布置应比回采区域适当加密, 以便提高预抽的效率和效果。具体钻孔布置参数 (图3) 应根据煤层瓦斯赋存情况、煤层透气性、钻具作业能力等而定。

(2) 10#煤层卸压抽采。

在9#煤层回采工作面运输巷布置2~3个钻场, 利用千米钻机施工10#煤层的穿层走向顺层长钻孔, 对10#煤层的卸压瓦斯进行拦截抽采, 钻孔布置如图4所示。

(3) 9#煤层回采面顶板走向高位水平长钻孔抽采 (图5) 。

为了更有效地抽出采空区上部涌入的高浓度瓦斯, 抽放钻孔处于裂隙带中的长度应尽可能加长。因此, 可以利用定向钻机, 施工高位水平钻孔, 预抽采空区瓦斯。

每隔400 m左右施工1个钻场, 每个钻场布置6个钻孔, 每2个为1组, 层位距煤层垂高约15 m。每个钻孔的水平投影间距为5 m, 从而控制从回风巷到工作面30 m的距离。

5 结语

针对9#和10#煤层瓦斯赋存情况, 开展了相关计算、模拟、分析和调研工作, 经过2 a多的实践, 已形成了适合矿井近距离高瓦斯煤层群的立体瓦斯治理技术:①9#煤层采前走向顺层长钻孔预抽;②9#煤层回采期间, 10#煤层卸压瓦斯抽采;③9#煤层顶板走向高位水平长钻孔抽采。实践证明, 采用近距离高瓦斯煤层群瓦斯治理技术能有效治理9#煤层回采工作面的瓦斯, 为矿井的安全、高效回采提供了技术支撑。

参考文献

[1]陈炎光, 钱鸣高.中国煤矿采场围岩控制[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1994.

[2]李先才.超前集中应力分布与矿山地下工程的矿压显现[J].煤炭学报, 1986 (1) :7-12.

综合开采技术 篇7

1煤矿综合机械化开采技术

在我国工业化进程不断加快的今天, 人们生产生活中对煤矿的需求越来越大。此种情况下, 需要煤矿企业加大煤矿开采力度, 提高煤矿开采量及开采速度, 满足市场对煤矿需求, 保障煤矿资源持续稳定的发展。一些煤矿企业为了提高煤矿开采能力, 开采更多煤矿, 引进一批先进的机械设备, 用于保证综合机械化开采技术的运用, 使得煤矿开采子作业安全、高效、先进的机械开采设备的运用, 不仅能够弥补传统设备不足, 还能够改变传统开采模式, 使得煤矿开采作业始终保持高度集中的状态。另外, 先进机械设备的应用, 其功率大, 能够深入的、大力的进行煤矿开采, 使得煤矿开采效率大大提高;其符合生产标准, 能够安全的、稳定的进行煤矿开采, 使得煤矿开采的安全性大大提高[1]。所以, 煤矿综合机械化开采技术的设备的有效应用, 使得煤矿综合机械化开采技术作用得到发挥。

当然, 要想使煤矿综合机械化开采充分发挥作用, 还需要设置配套的煤矿综合机械化开采技术的工艺。制定合理的综合机械化开采技术的工艺, 可以使先进机械设备规范、合理、有序的运作, 既可以保证煤矿开采高效, 又可以保证煤矿开采安全。对于煤矿综合机械化开采技术的工艺的制定, 是在具体进行煤矿开采之前, 由相关负责人、技术人员及管理人员等, 共同分析与研究煤矿开采, 进而制定煤矿开采方案。在此基础上, 综合分析煤矿综合机械化开采技术特点及应用作用, 科学、合理规划设置煤矿综合机械化开采技术的工艺。在具体进行煤矿开采的过程中, 出于降低开采成本、提高开采效率的目的, 按照工艺流程及开采标准, 规范、合理的进行煤矿开采, 如此可以提高煤矿开采水平。例如, 在回采巷道处理过程中, 基于煤矿综合机械化开采技术特点及应用作用, 规范、合理的设置掘进支护开采工艺, 并确定使用运送机来进行运输, 有序的进行回采巷道处理, 提高回踩巷道的稳定性, 如此可以为快速煤矿开采创造条件。

2煤矿综合机械化开采技术现状分析

基于当前平煤开采技术及设备研究现状, 确定平煤开采技术和设备水平有显著提高。平煤的煤层地理结构复杂、煤层深入相差较大, 利用综采一次采全高技术进行平煤开采, 主要是根据煤层的实际厚度, 选用适合的综采机械。其中, 薄煤层开采方面, 出于开采作业安全考虑, 运用滚筒采煤机和刨煤机配套设备进行煤矿开采作业;在中煤层开采方面, 出于煤矿开采难度考虑, 通常选用ZY6400型液压支架平配套综采设备来进行煤矿开采作业[2]。

基于以上内容分析, 确定煤矿综合机械化开采技术的有效应用, 的确能够提高煤矿开采率及开采安全性。但同时煤矿综合机械化开采技术也存在一些问题, 导致其作用难以充分发挥, 影响煤矿开采效果。煤矿综合机械化开采技术存在的问题有:

2.1煤矿资源开采率低

因为复杂煤层存在不稳定或潜在危险, 加之地质条件复杂, 使得煤层开采的安全性较低, 在其中进行机械自动化开采有一定难度, 且容易引发安全事故发生, 所以, 复杂煤层综合机械化开采难以实现, 导致煤矿开采率较低。另外, 我国大多数煤矿企业均为中小型企业, 其经济实力有限, 采用的开采技术及设备相对比较落后, 这使得煤矿开采比较粗化, 且效率低。

2.2与国外技术相差甚远

的确, 我国科学技术蓬勃发展, 推动了我国煤矿开采技术不断创新与进步。但是, 同西方发达国家相比, 我国综合机械化开采技术还是比较落后的, 其表现在自动化方面、功率特点方面、可靠性方面等, 因此我国煤矿综合机械化开采技术应用效果, 不如西方发达国家[3]。

2.3技术工艺制定不合理

一些煤矿企业并没有意识到技术工艺合理制定的重要性。相关工作人员在煤矿综合机械化开采技术的工艺制定不够严谨、规范, 使得煤矿综合机械化开采技术工艺实施效果不佳, 最终影响技术应用效果。所以, 煤矿综合机械化开采技术工艺制定不科学、不合理, 同样会影响技术应用性。

3煤矿综合机械化开采技术发展对策

基于以上内容的分析, 可以确定煤矿综合机械化开采技术的有效应用, 可以使煤矿开采安全、可靠、高效的进行, 为促进煤矿企业良好发展创造条件。但是, 煤矿综合机械化开采技术存在的问题, 使得其作用无法充分发挥, 导致煤矿开采安全性、可靠性、高效性程度不高。对此, 作者建议煤矿综合机械化开采技术发展过程中应当尽量做到煤矿开采收益整体性发展、煤矿开采技术稳定性发展。

3.1煤矿开采收益的整体性发展

其实, 煤矿开采收益的整体性发展就是基于开采效益优先原则, 对综合机械化开采技术的设备及工艺进行调整与优化, 使之在运作的过程中能够消耗的成本最少, 而煤矿开采效率较高, 为煤矿企业创造更多的经济效益, 促进煤矿资源持续发展, 促进煤矿企业健康、稳定发展。当然, 对煤矿综合机械化开采技术的设备及工艺予以优化调整, 应当注意加强自动化研究, 提高煤矿综合机械化开采技术的自动化水平[4]。

3.2煤矿开采技术的稳定性发展

实现煤矿开采技术的稳定性发展, 对提高煤矿开采技术应用效果有很大帮助。技术稳定性发展, 就意味着技术的设备使用寿命更长且自动化程度高。为了达到此目的, 在未来发展中, 煤矿企业及相关研究人员应当致力于煤矿综合机械化开采技术的研究, 不断弥补技术缺陷、不断提高技术自动化水平、不断提升技术设备的应用价值等, 促使我国煤矿开采水平在煤矿综合机械化开采技术支持下有很大程度的提升[5]。

4结束语

煤矿综合机械化开采技术的有效应用, 可以使煤矿开采安全、可靠、高效的进行, 为促进煤矿企业良好发展创造条件。但综合当前我国煤矿综合开采技术应用情况可知, 煤矿综合机械化开采技术取得一些成绩的同时, 还存在一些问题, 如开采率低、技术水平低等, 使得煤矿综合机械化开采技术应用效果不佳。对此, 应当注意科学发展煤矿综合机械化开采技术, 使得逐步向开采收益整体性和开采技术稳定性方向发展。

参考文献

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[2]康金炎.关于煤矿综合机械化开采技术现状与思考[J].河南科技, 2013 (18) :80.

[3]张贤田.探讨煤矿综合机械化开采技术现状[J].科技资讯, 2014 (33) :55-55.

[4]毛德兵, 蓝航, 徐刚, 等.我国薄煤层综合机械化开采技术现状及其新进展[J].煤矿开采, 2011, 16 (3) :11-14+76.

综合开采技术 篇8

1 综合机械化采煤技术在生产中的应用

经济的快速发展, 对包括煤炭在内的能源的需求量大幅增加, 作为煤企, 只有稳步提高产量, 才能满足社会的需求。煤企要想在安全、环保、长久、效益的前提下增加产量, 就必须注重引进新的开采技术和先进设备。同时, 若想进一步挖掘潜力、提高产量, 需要将高度集中化的生产方式嫁接到一矿一面或者一矿两面的模式上, 还要增加煤层的开掘强度, 使机械达到满负荷工作状态。

一般来说, 在矿井内欲使开采机的工作量增大, 就要加大开采面积, 相应的就需要减少作业面的斜切进刀以及端头工序等所花费的时间, 增加开采时间, 提高工作效率和产量。矿井的综合采掘工作面的长度多少为宜?其准则就是该煤层要么日产量最高, 要么吨煤成本最低。对工作面长度形成制约的主要因素是:煤层的地理条件和铺设刮板输送机的长度。对于回采巷道掘进后的支架和护板, 影响其工作面长短的因素是:铺设的可伸缩的带式输送机的长度、采掘场地的地理因素。有一种快速的开采方法, 就是采用短臂综合机械化方法开采, 主要适用于比较薄的煤层和中等煤层的开采;大型设备开采的死角也可以使用该方法。长臂和短臂开采方法结合使用可以取长补短, 已经得到了越来越广泛的应用。

我国煤炭总储量中薄煤层储量占据了半壁江山, 薄煤层的开采难度非常大, 我国在这方面的技术还不成熟, 处于起步摸索阶段, 不但工艺落后, 而且开采机械原始, 技术含量低, 开采成本很高。综合机械化开采方法的普遍推广使用, 缓解了薄层煤不易开采的难题, 在某种程度上实现了薄煤层开采量的高产量低成本, 对我国煤炭行业的健康发展具有重大意义, 开采范围大幅度增加。

2 电气自动化在采煤机械设备中的应用

我国各煤矿对采煤机的最早使用是从中等厚度煤层与厚煤层开始的, 到后来才应用到薄煤层的开采, 功率也是从小到大逐步扩大, 再后来增加了滚筒采煤机, 发展的步伐加快。牵引技术从开始的链式与无链液压的链接方式, 发展到后来的变频调速无链电机牵引以及电磁滑差无链电牵引。作为支撑的液压支架, 其高度也逐次从煤层的薄层到中层, 最后再到厚层;而液压支架也由最初的简单保护方式发展到后来的多种型号, 象四柱式支撑低位放顶煤、两柱式高位放顶煤、两柱掩护式低位放顶煤等等。液压支架电液控制系统前景十分广阔, 代表了未来采煤技术及设备的发展方向。

3 采煤机械设备存在的问题及发展方向

3.1 难采煤层、复杂地质情况下煤层综合机械化开采技术

根据我国目前煤企普遍的开采技术与水平, 对那些产量不够确定、地质结构复杂难以探测并且极易发生地质灾害的煤层, 开采起来难度还很大, 而且难以展开机械化作业。这些都是今后需要一一攻关解决的技术难题。

3.2 中小煤矿的综合机械化改造以及如何提高采出率的技术

中小型煤企全方位的落后体现在以下几个方面:机械设备陈旧, 开采技术落后, 人才缺乏, 产量低下、缺乏规模效益, 安全意识差、矿难发生率高, 短期意识, 煤层的综合开采率低。加快研发适合中小煤矿实际的综合性机械开采设备, 是煤机企业和科技人员的当务之急, 唯有如此, 才能使中小煤企无论是产能上还是安全生产方面得到有效保障。

3.3 我国国产大型设备整机的可靠性、使用寿命及智能化攻关方面的问题

我国在引进和吸收的基础上, 也研发生产出了大型高端的采煤设备, 虽然在功率和生产能力上不输国外设备, 但在可靠性、自动化功能和使用寿命等关键技术方面, 还存在差距。因此, 一些大型煤企的高端采煤设备还依赖进口, 提高高端采煤设备的可靠性、使用寿命与自动化程度, 是当前急需解决的问题。

3.4 煤机装备的关键元器件可靠性难题的攻关问题

与国外设备相比, 差距不但在主机方面, 还体现在电子元件及配件的可靠性与质量方面。因此, 要想尽快缩小与国外设备的差距, 从电子元件及配件的技术攻关入手, 不失为明智之举。

4 结束语

未来煤炭市场的竞争将会更激烈, 企业要想立于不败之地, 就必须实现高产量以占有市场, 实现高效益以增强竞争力, 而这两个目标的实现, 有赖于本企业的综合机械化开采设备及技术水平要处于领先地位。

摘要：综合机械化采煤工艺是开采工艺技术当中最具代表性的。该工艺技术在大型煤矿的应用基本上都达到了很高的程度, 在每个岗位和环节都不再需要人力的参与, 最大限度地减少了矿难的发生概率, 还极大地提高了产能, 提升了经济效益。因此, 有必要在全行业大力推广。

关键词：煤矿机械,综合设备,开采技术,发展保障

参考文献

[1]王俊.浅谈综合机械化在煤矿开采上的应用[J].城市建设理论研究, 2011, 13.

充填开采技术研究浅析 篇9

关键词：绿色开采 充填开采技术 现状

中图分类号：TD823183文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）11（c）-0018-01

充填开采技术是实现绿色开采的主要技术手段，更是解决“三下”问题的主要途径。该技术不仅可以减少地表沉陷，提高煤炭资源的回采率，还可以完成废弃物利用，避免出现“矸石山”，减少对环境的破坏，围岩控制及巷道支护难度的降低，进一步实现绿色开采。

1 充填开采技术分类

1.1 基于充填材料分类

地质条件和充填方法不同，工作面充填体材料也随之改变。根据充填体材料不同，可将充填开采技术分为膏体充填开采技术、矸石充填开采技术、高水材料充填开采技术、水砂充填开采技术。

1.1.1 膏体充填开采技术

膏体充填开采技术就是将矸石、粉煤灰、工业炉渣等固体废弃物通过一定工艺与水、胶结料按比例优化组合制成具有流动性、可塑性和稳定性的牙膏状胶结浆体，并且在外力作用下，通过特定管路输送到采空区，进行适时充填。

常用的膏体充填系统由三部分组成：充填料浆混制系统、充填料浆运输系统和工作面充填系统。充填料浆混制系统把矸石、粉煤灰、工业炉渣等固体废弃物与水、胶结料按比例优化组合制成牙膏状胶结浆体；充填料浆运输系统利用胶结浆体的流动性采用充填泵将其通过特定管路输送到采空区；工作面充填系统利用浆体的可塑性和稳定性在采空区后方进行适时充填。

1.1.2 矸石充填采煤技术

矸石充填采煤技术是利用外界动力将充填材料煤矸石输入采空区的充填采煤方法。根据充填料充填采空区的动力方式来划分，矸石充填方法包括人工充填、自溜充填、风力充填、机械充填。普通机械化矸石充填是采用专门的机械将矸石抛向采空区直接进行充填的方法，故多用于有一定倾角的薄及中厚煤层普采或炮采工作面回收井筒煤柱、工广煤柱。另有综合机械化矸石充填采煤可实现在同一液压支架掩护下采煤与充填并行作业，且采煤与运煤系统布置与传统综采完全相同，只在普通矸石充填系统基础上添加充填运输系统。

1.1.3 高水材料充填采煤技术

高水材料是一种快速胶凝材料，由 A、B两种材料构成，主要包括高铝水泥、石灰、石膏、速凝剂、解凝剂、悬浮剂等组分。其固水能力强、流动性强、凝固速度快、强度增长速度快，可以将高比例的水迅速凝固成具有一定承载能力的固体。高水材料充填系统相对膏体和矸石充填系统结构较为简单，机械化程度较高。

1.1.4 水砂充填开采技术

水砂充填开采方法是通过水力作用把充填尾砂送入采空区的充填方法。它主要将水与尾砂通过一定作用，形成水砂悬浮溶剂，送达采空区后脱水，尾砂形成充填体，水通过井底水仓到达地面贮水池，循环利用，从而达到充填的目的。

水砂充填开采的实施过程较为简单，但是其实施的内容较为困难，当充填浆液制备完成之后，只要通过管道直接将浆液运输到充填地点，就可直接充填，但是，采空区需要筑专门的护壁和隔墙，并且浆液在运输过程中容易污染，因此，实施过程中必须严格注意。

1.2 基于充填技术分类

按照充填体充填量占采出煤量的百分比，充填开采方法可以分为全部充填开采技术和部分充填开采技术。

1.2.1 全部充填开采技术

全部充填采煤技术可以分为干式充填技术和胶结充填技术。其中，干式充填技术可以分为采空区架后输送机漏矸充填技术和巷道迎头抛矸胶带充填技术两种。胶结充填技术可以分为泵送膏体充填技术、泵送高浓度胶结材料充填技术和煤矸石似膏体充填技术。

全部充填开采是在煤层采出后顶板未冒落之前对采空区全部充填，用充填体全部置换煤，充填体充填量占采出煤量的百分比大约为100%。

1.2.2 部分充填开采技术

部分充填技术可以分为采空区条带充填开采技术、冒落区注浆充填开采技术、离层区注浆充填开采技术、覆岩离层分区隔离注浆充填开采技术。部分充填技术相对于全部充填技术而言，仅用部分充填体置换相同量的煤，对采空区、离层区及冒落区进行充填，靠关键层及煤柱共同承载上覆岩层压力。

2 充填开采技术的现状

2012年6月，冀中能源邯矿集团陶一矿在12706工作面依靠充填开采，用“矿井水”置换出了“三下”优质压煤，产量完成5.068万 t，超高水材料充填开采技术实现了向规模生产的转变。2013年11月，首届中国膏体充填采矿国际学术研讨会成功召开，这标志着具有“绿色、安全、高效”的膏体充填采矿技术正在逐步成为全球矿业领域的技术热点和发展新动向。2014年2月，山东能源淄矿集团许厂煤矿第二个膏体充填开采工作面成功实现一次性联合试运行，进入面前及两巷充填阶段。

3 结语

相比之下，膏体充填技术成熟系统；矸石充填直接将井下采出煤矸石充填采空区，初期投资少，机械化程度高，系统简单；高水材料充填水比例高，固体材料少，克服适应煤矿充填技术的材料短缺的问题，并且充填系统简单，设备投资少，材料消耗少，不影响矿井的辅助运输，但缺点是高水材料抗风化和抗高温性能差，长期稳定性差；而水砂充填设备复杂，材料消耗多，机械化程度低，限制较多，水砂充填开采技术逐渐在我国被淘汰。

全部充填法充填百分比大，更高效，而部分充填需要进一步研究煤岩力学性质等，还需进行深入研究。煤矿充填开采是提高煤炭回采率，资源利用率的一项革命性创新。充填开采技术不仅可以解决压煤问题，而且还为矸石、粉煤灰等固体废弃物的回收利用开辟了新的途径，有效推进绿色开采技术的试行，具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]缪协兴.综合机械化固体充填采煤技术研究进展[J].煤炭学报，2012（8）：1247-1255.

[2]赵琦.充填开采技术在煤矿中的实践[J].山东煤炭科技，2012（3）：12-13.

[3]张洪军.建筑物下开采采空区膏体充填技术及应用[J].煤炭技术，2010（6）：90-91.

综合开采技术 篇10

1 对贵州某尾矿进行分析

贵州矿产资源较为丰富, 但是在早期的开采过程中, 由于技术水平的限制和处理过程的不当性, 导致了黄金在开采过程中直接产生的有害堆积物对环境产生了巨大的压力, 再加上单一金属的回收, 造成了其他金属和有用非金属物质的浪费。黄金在形成过程中, 往往会存在半生金属和其它物质, 较为常见的是银、铁以及云母等, 对伴生物的回收利用能够带来大量经济效益的流入。对贵州某尾矿进行综合研究发现, 尾矿的残渣堆积造成了周围环境污染严重, 但是在废渣的综合分析中发现, 废渣中仍有可回收利用的金银铁等金属物质, 以及云母等非金属物质, 在进行完相应的回收之后, 残渣仍可作为制造水泥的原料和进行回填的材料, 参照国外先进经验并结合本国的实际情况, 对于贵州金属尾矿的处理主要包括以下几点。

2 尾矿中金、银的回收

随着提取工艺的提高, 尾矿中的残留的金银大幅度减少, 其他金属的含量也相应的减少, 但是仍有一部分存在于尾矿中。尾矿中金属含量的降低, 使得尾矿中金属的重新回收利用的难度加大, 因此, 必须采用新兴的技术和工艺来进行提取, 节能开采, 增加金银等贵重金属的回收率。研究表明, 物理化学等方法对于金尾矿中金银等贵重金属的重新回收具有重要的意义, 国内外的研究也有了相应的新的进展。较为常用的是无制粒化学疏松剂提取法, 采用这种方法能够使得金银含量较低的金尾矿中的金银回收率大大提高, 相应的经济效益和节能作用有了大幅度提高。

3 尾矿中铁的回收

关于金尾矿中铁的回收, 在近几年不断取得了新的进展, 在我国具有较为领先的水平的主要有以下几种方式。因为铁可以被磁石吸引, 因此在筛选过程中, 首先要利用磁石进行海选, 这样做的主要目的是选出铁含量较高的尾矿石来进行二次处理做到节能开采。海选出来之后再进行焙烧淋滤法处理, 焙烧后能将磁性物质和非磁性物质分离开。分离后的磁性物质能够进行铁和黄金等金属的提取, 而非磁性物质还可以进行建筑材料的合成。研究和实验表明, 此种方法可以在尾矿中提取出较多含量的铁, 对于尾矿中铁的回收具有重要的经济意义。

4 黄金尾矿作为非金属资源的回收

不仅尾矿中的金属材料的回收具有中要的经济意义, 对于其中非金属材料的回收也具有重要的意义。某些黄金尾矿中含有的绢云母的含量较高, 因此对于黄金尾矿中非金属资源的回收主要指的是回收绢云母。在国外, 对于尾矿中绢云母的回收利用已有较长时间的研究, 对于国内来说也有一定的研究成果。绢云母容易在金尾矿中进行提取主要是因为绢云母具有颗粒小、相对密度小等特点, 在筛选过程中更为容易被剥离。绢云母主要从尾矿的粗砂中进行提取, 粗砂先进性细磨, 可以将其中的硫、金、银等矿物筛选出来进行一次回收, 然后将剩余的细沙进行处理, 经过相应的试剂如捕收剂、抑制剂和起泡剂等处理, 即可从细沙中提取出绢云母。

5 黄金尾矿作为生产材料的回收利用

5.1 利用黄金尾矿生产建筑材料

利用黄金尾矿进行建筑材料的生产, 不仅能够缓解尾矿对土地占有造成的土地资源浪费的问题, 还能够节约建筑材料, 达到更好的经济效益, 做到节能开采。在我国将黄金尾矿作为建筑材料虽然有较短的历史, 但是发展较为迅速, 已经在很多地方得到了利用。我国利用利用磁选、干燥等工艺已经实现了黄金尾矿在建筑材料方面的应用, 处理之后的长石还能够成为陶瓷的制造原料, 更加提高了黄金尾矿的利用率。

5.2 黄金尾矿作为回填材料

利用尾矿进行回填, 不仅可以减轻尾矿对于土地资源的占用, 还可以提高生态环境的自净能力。在初始阶段, 回填主要采用的是粗砂回填, 但是地质条件各不相同, 不能一概而论, 这种方式也越来越不能达到相关的要求, 很难达到回填的相应的要求, 做好节能开采。目前, 新兴的回填方式逐渐发展起来, 不仅可以利于粗砂回填, 利用细沙回填以及进行胶结充填采空区已经逐渐的发展开来, 这种新兴的技术更能够满足回填的需求, 更具有经济性。

6 结语

随着相应科学技术的发展, 对于尾矿的综合利用技术也不断加强, 虽然回收技术以及回收率逐渐加强, 但是相应的技术方式仍然有待提高, 采用植物富集法对于尾矿金属的吸收, 其他非金属物质的综合利用, 都将为尾矿的利于带来更多的经济效益, 也将成为未来主要的发展方向。

摘要：在矿石的开采过程中, 不可避免的会产生尾矿, 相对于其他金属而言, 黄金的品位较低, 开采后会产生更多的尾矿, 如果没有做好相应的处理和回收利用, 就会造成资源的浪费。因此, 对尾矿的节能开采以及综合利用显得尤为重要。本文针对金尾矿的节能开采和综合利用技术展开探讨, 将金尾矿中的有用材料进行二次回收, 不仅避免了相应的浪费, 还会使得土地资源得到更有效的运用。

关键词：金尾矿,节能开采,综合利用

参考文献

[1]晏拥华, 梁嘉琪, 任敏.利用金尾矿渣生产烧结空心砖的试验[J].砖瓦, 2002, (5) :118-121.