小煤矿开采（共9篇）
小煤矿开采 篇1
摘要：在采煤工作面中普遍存在一些小型的“隐伏”构造, 其不仅会对巷道的正常开拓与工作面回采的进度产生直接影响, 而且受其构造应力场的作用, 地质构造会破坏煤层结构与瓦斯的分布, 所以针对煤矿开采工作面内小构造的预测有着重要的现实意义。本文就针对该问题展开讨论, 介绍两种小构造预测的方法, 即数学分析法与综合预测法。
关键词：煤矿开采工作面,小构造预测,数学分析法,综合预测法
1 小构造预测的数学分析法
从某种意义上讲, 数学分析法是小构造预测向定量方面发展的趋势, 具体方法如下:
1.1 构造复杂程度评价指数
现阶段评价构造复杂度的指标包括以下几个:
第一, 煤质倾角的大小与变化程度, 在确定该指标时, 先根据倾角大小进行分带, 再根据带进行倾角标准差与变异系数的统计, 如下式:
上式中, S为倾角标准差;r为变异系数;n为观测点的数量;为统计条带内的平均倾角; (16) x为每个测量点的倾角。在上式中, S与r均是反应倾角变化程度的参数, 即小型褶皱发育的程度。
第二, 褶皱强度系数, 该参数反映的是褶皱的强烈程度, 其表达如下式:
上式中, K为褶皱强度系数;L’为垂直于褶皱轴迹剖面中煤层底板两点间的实际长度;L为上述两点的水平投影长度。
第三, 褶皱复杂性指数, 该参数反映的是褶皱的复杂程度, 其由煤层面斜率与底板等高线曲率之积表示, 其评价步骤包括以下两个环节:其一, 在煤层底板等高线图或者一次趋势面差值等值线图上, 根据钻孔的平均间距画出正方格网, 网线与主要褶皱轴迹保持平行或者垂直;其二, 在每个十字交叉点求出交叉点四邻四个方格面积内的褶皱复杂性指数, 其表达如下:
上式中, KTC为褶皱复杂性指标, h为计算面积内等高线的高度差;L为等高线平均平距, 由此可知, h/L=tga, 即煤层面斜率;ω为等高线走向的变化值, 表示为弧度, 反应等高线的曲率;S为统计方格的面积。可以用穿过计算面积内等高线数取代h/L以进一步减化计算, 则经过简化的公式表达如下:
第四, 断裂破坏系数, 可以采用多种方法评价断裂密度与破坏系数, 此处针对小断层对煤层破坏程度的预测方法进行重点分析。在针对煤层破坏系数做构造复杂程度分级过程中, 直接利用断层即可, 首先收集生产矿井中每个开采煤层的小断层资料, 然后将小断层发育带绘至开采平面图上;接下来逐一筛选出相关信息, 包括每个小断层的形态、延伸长度、断裂倾角、落差、相邻断层的间距等, 并绘制出小断层展布图;最后根据下式计算出煤层构造的破坏系数:
上式中, H为破坏带内每个断层的正常落并;L为断层的长度;S为各巷范围内破坏带的面积。可以根据构造破坏系数可以将小断层对煤层的破坏程度为分五个等级, 由破坏系数K值确定出来。
1.2 已知断层的延展预测
首先计算出延伸长度上的变化值, 即各组断层的落差变化梯度;然后计算出断层延伸长度与最大落差的方程式, 可以采用断层断距预测法来实现。在实践中可以采用下式计算:
上式中, H为断层落差;K为系数值;L为断层延伸长度。
2 小构造预测的综合预测法
2.1 划分地质单元
通常在特定范围内, 所有构造的形迹均是基于特定的规律的, 构造分区分块的特性是指某个矿区根据构造的展布规律、复杂程度等划分出不同地段, 其属于构造发展的客观反映, 在矿井构造分区预测过程中, 必须进行地质单元的划分。同一个矿井会在同一次构造运动中形成某种构造格局, 该构造格局具有某种固定形式, 构造应力场会对其产生控制, 具体就表现为明显的分区性;而区段不同, 其岩性、边界条件等也各不相同, 所以构造就表现出一定的随机性。
2.2 统计断层规模与方向
断层的等级不同、规模不同, 其对生产的影响程度也存在差异, 并且针对各个矿区或者矿井, 断层影响工作面正常生产的级别也不同, 因此要对断层的大小、等级进行及时的统计, 才能正确掌握具体某个断层的实际强度等级。
2.3 断层空间的分布规律
分析断层空间分布规律的主要内容就是通过统计方法获得区域内层的线形土壤, 结合历史勘探资料以及生产过程中获取的地质资料、探煤钻孔泥土标本等, 将各类断层的空间变化特征统计分析出来, 对开拓区构造的分布规律做进一步的预测。
2.4 预测断层分布形态
断层落差与水平延伸长度呈正比关系, 观测同一断层的平面分布可知, 其落差大部分在空间呈现出特定的变化规律, 即断层的中部通常是落差最大的, 越靠近两端则落差越小, 所以可以根据断层自身的这种变化规律对其进行预测分析, 参考巷道断层断距的差异即可求出断层的落差。
3 综合预测法的实际应用
上述两种方法均可以对小构造做出比较准确的预测, 限于篇幅, 下文主要通过实例针对综合预测法的实际应用进行分析。
3.1 划分工作面所处区域的地质单元
某煤矿工作面所处的位置在加下背斜东北翼中段、F1断层北翼, 整体地层呈梯形构造, 向北倾斜, 整体走向近东西向, 但是东西部近南北走向, 有较大的走向变化。在该区共发现20条断层, 走向为近南北走向中。在20条断层中, 有4条落差超过30m, 位于井田边界位置, F12、F13、F14、F15, 走向相同, 所以可以近似认为该范围为一个地质单位, 且其地质单元内控制性构造为上述四条断层构造, 元大的褶皱, 其它视作该四条断层的伴生小型构造。
3.2 统计区域内的断层规模与方向
本案例中内煤层平均厚度约为1.75m, 其所配置的设备要求最小可采厚度在0.7m, 所以一旦断层断距大于1m, 则可将其计入统计范围, 可以根据该工作面运输巷、回风巷, 统计出相邻工作面揭露的落差大于1m的断层数量。由统计结果可知, 该地质单元内的断层规模相对较小, 并且多数是正断层, 延展方向与控制性断层相一致。
3.3 与物探成果相结合预测工作面内的断层
利用无线电波透视仪对该工作面进行全工作面的探测, 测点间距值为10m, 发射点音距则设定50m, 每个发射点共对应11个值守点, 回风巷共设置78个测点, 而运输巷则设置76个测点, 共计30个发射点。具体探测结果如下:第一, 运输巷的断层断距相对较大, 且延伸方向朝向工作面, 分析该段工作面内部存在断距大于1m的贯通整个工作面的断层;第二, 回风巷158m以及运输巷0-181m之间可能有在工作面内部的小断层;第三, 回风巷298-480m、运输巷322-503m之间受运输巷与回风巷抽放孔的影响, 可能没有断层。经过后续的开采验证, 证明实际的小构造与预测结果大致相同。
参考文献
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小煤矿开采 篇2
关键词：综放综采混合开采技术；煤矿开采；综采技术；综放技术；煤炭机械 文献标识码：A
中图分类号：TD823 文章编号：1009-2374（2015）16-0157-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.077
1 综放综采混合开采技术的含义
之前沿用的煤矿开采技术中，对于较厚的煤层大多是采取分层开采。但随着如今开采技术的不断进步和改善，综放综采混合开采技术慢慢出现，这是对传统煤矿分层开采技术的不足进行了有效的改良。它凭借增加了跨度的作业面，上层得到开采后，用综采技术处理下分层，在上分层剩下的一些边角煤矿中采用综放技术，避免了传统的分层开采技术直接将煤层进行开采，导致了资源和资金上的铺张浪费。这种技术的基础是要分析综放综采这类技术的是否有可靠的支架进行安全的架设，选用符合要求的用于输送煤炭的机械，处理好开采出的煤炭的位置，比如分析最上方的煤矿和实体煤的连接地点的应力的改变。
2 综放综采混合开采的技术难题
研究该技术要解决的一系列技术难点如下：
2.1 选择支架
综放综采工艺承担了比传统技术更多的应力，所以选择支架时格外看中支架的稳定性和抗压性。选用支架还要特别注意在煤炭两端支架的固定，具体来说，进行开采时，在煤炭的端头应截取低于100m，而在煤矿尾部要留有150m，保证了支架达到最大的安全性。
2.2 选用运输设备
实施混合开采的时候，在施工地一般需要两种类型的支架（综放和综采），在选用输煤的机械时要根据这两种大小形状不一的架型在尺寸上进行相应的变动和调整。在作业时，由于各种原因，运输所需的空间可能会狭窄而拥挤，针对这一现象，可以采取少布设减速机械于后方空间的策略，从而在正常运转的基础上尽量减少空间。
2.3 煤炭的放置方法
调用支架时要注意运输机械与实际矿体应力的变化特点，并确保运输设备尾部与头部存在适宜的空间摆放并安装支架。
2.4 构建顶层板
混合开采技术的应用在很大程度上取决于顶层板设计时与矿体的空间，为了工人在采煤时有良好的通风效果与在运煤时保证运送的快速畅通，顶板的稳固和保持矿体之间的缝隙的合适是最基本的要求。
3 综放综采混合开采技术在煤矿开采的应用案例
相关案例目前并不多，本文以唐山矿开采案例来总结综放综采混合开采技术在煤矿开采中应用的实际方法、成果及存在的问题，以便进一步更好的应用。该煤矿较早地应用了综放综采混合开采技术，实际施工过程中也遭到了各种挑战。与煤矿生产的实际实践相结合，运用相关技术手段改良传统的设备，并在先进技术的指导下改善传统工艺：（1）结合煤矿的实际规模大小，制定5个大型架、50个中型架和98个小型架，并严格将这些型号迥异的过渡架安装在各自需要的工作环境中；（2）改装老旧的运输设备，尽量开发矿体空间，少用过去采用的运输机中的驱动器，从而大大增加了资源运输时的效率，避免在开采煤矿时浪费资源；（3）煤矿的放置方法，要注意后方输送机尾和机头的矿体压力变化情况，从而最大程度地增大了输送器的效率；（4）安排顶板时，要充分注意顶板的承重性能，可以运用单体柱来支撑大板梁，从而提高作业时的安全。
在该煤矿开采的应用中，综放综采混合开采技术发挥了巨大作用，为该煤矿集团增加了一定的生总产值，提高了产煤率，获得了不小的成果，总的来说，该开采技术的实践应用达到了预期。但在实际应用当中存在着三个突出问题：（1）过去的机械存在着严重的老化问题。由于这次开采采取的混合技术是在过去的基础上对技术进行突破，对设备进行优化，因此在实践过程中还是借用了老旧设备进行改良，但设备的老化影响了该工艺的发挥，且经实践发现若直接利用传统设备，会使该工艺技术的优势的发挥受到较大的影响；（2）资金匮乏。由于该工艺技术处于实验阶段，缺乏政策支持，因此各方面的投入都较为谨慎，导致本次综放综采技术在煤矿开采的应用中多次面对资金匮乏的窘境；（3）人才短缺。在该工艺的应用中，人才的需求捉襟见肘，得不到满足，而且不论是理论型人才还是实用型人员对于该种前沿的开采技术均不太熟悉，因而在一定程度上影响了该工艺的研发和应用。
4 综放综采混合开采技术的发展方向
4.1 综放综采混合开采技术能有效地应用于矿业开采中得益于改良设备的有效使用
该技术对相关器械有着相当严格的要求，综放综采混合开采技术为了保证工艺最大限度地得到应用，就必须提高设备的更新要求。因此对于该煤矿出现的设备老化的问题，我们应当要吸取经验，使用该技术的煤矿集团要对老旧的设备进行排查，对于那些还能再次使用的设备要留着继续使用，存有小毛病的，改善后能够继续使用的设备进行改善，而那些老化严重的设备要果断淘汰；设备更新应充分符合经济发展效益，在能够节约资源且继续使用的情况下，要最大程度地花费少的资金应用于更新设备中，加强监察强度。
4.2 加大综放综采混合开采技术的资金投入
目前，综放综采混合开采技术大多应用了国外的知识产权，因此应用该技术时所需费用较高，且应用时并不是很方便有效，要想在煤矿开采过程中充分利用好综放综采混合开采技术，就必须将该技术转化为自己的东西，那么必须加大研发投入，从而研发出自己的东西。此外，该技术在开采煤矿时，在优化设备与升级工艺方面需要用到大量的经费，加大资金的投入，可以防止采煤过程资金链的脱节，更好更有效率地使用综放综采
技术。
4.3 培养人才
通常在引进先进的新技术时，不仅要通过人员的投入来加大劳力，还要求培养一系列技术研发人才，综放综采技术也不例外。公司想要使用该技术时，应主动积极地将公司人才送到国外学习相关先进知识，从而达到升级人才的目标；加大公司自身人员的训练，使得有关人员在熟练旧工艺的基础上，逐渐过渡到新器械的掌控和新技术的娴熟应用，从而提高该技术的应用效率，此外，还可以直接吸收一些拥有相关技术历练的国内外
人才。
5 结语
综放综采混合开采技术与传统煤矿分层开采技术相比，有着更好的效益：（1）经济效益。可以在旧设备的基础上进行优化，在优化后的设备上使用新的技术，大大减少了对设备的资金投入，且在应用过程中减少了资源的浪费；（2）社会效益。综放综采混合开采技术在煤矿开采中的应用不但创造了更好的经济价值，还是很有意义的技术探索，通过和实际应用相结合对新技术进行改善，促进技术的革新。该煤矿集团对综放综采混合开采技术的应用是我国煤炭业创新的一大步，值得其他有关企业的重视和参考。
参考文献
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[3] 刘胜恩.综放综采混合开采技术在煤矿开采中的应用[J].现代矿业，2014，（3）.
作者简介：张树良（1971-），男，河北丰润人，开滦（集团）煤业分公司安全管理部工程师，研究方向：煤矿开采、技术管理、安全管理。
小煤矿开采 篇3
1长壁留煤柱支撑法开采技术特征和关键技术分析
本研究中, 煤矿采集工作主要是以长壁留煤柱支撑法为主, 在实际的工作中, 主要选择的两个100米左右的对拉面。在煤矿采集的实践中, 如果单纯地采用单体支柱的形式, 几乎无法抵制浅埋煤层的压力。需要注意的是, 应用长壁工作面推采的过程中, 要尽量保留一定的煤柱控制区, 具体来说就是在推进一定距离之后, 沿着间隔位置预留煤柱。然后进行工作面搬家前推。在应用长壁布置留煤柱支撑法的过程中, 主要涉及到的部位有工作面、区内煤柱、隔离煤柱以及区段煤柱和采空区等等。
工作人员在工作面开采区内进行开采的过程中, 主要的支护形式是以单体摩擦支柱为主, 主要的支护密度可以被控制在1.5×1.5m。设置支架的主要目的就是为了保证开采工作的整体安全性。这种采煤方式和传统的房柱使采煤方式之间存在着一定的区别, 不仅可以符合现如今煤矿安全的基本原则, 还可以设置不同类型的通风系统, 有效的防止顶板以及覆盖层结构出现严重地脱落现象。另外, 工作人员对采空区进行处理的过程中主要选择的是局部充填法。在一个开采区域内部, 煤柱所占的比例可以高达10%, 从这一数据中上可以看出, 采用长壁留煤柱支撑法极大地提升了采煤率。
在采用长壁开采技术的过程中, 采集人员对顶板结构进行保留, 提升跨度。这种方式的应用往往会存在着一定的安全隐患, 其中垮落的危险性是一种比较典型的问题这一。在实际的采集工作中, 可以将煤柱分为两种不同的类型, 分别为区内煤柱以及隔离煤柱等形式。前者主要是指小区域开采工作中保留在区内的煤柱类型, 可以对顶板进行保护, 可以按照开采的规定做到适时垮落。或者则是指小区域内相对稳定的煤柱类型, 可以对采空区和工作区进行隔离, 这样可以保证工作区域的整体安全性。
从长壁留煤柱支撑法开采工作中可以看出, 设计工作中, 工作人员应该对三个不同的参数加强重视:第一, 隔离区的尺寸参数。这一尺寸主要包括工作面的长度以及推进的距离。一般来说, 一些小型的矿井主要是炮采的模式为主, 无论是支护工作还是装煤工作都采用手工的形式。工作面的长度需要被控制在100米到120米的范围内。推进距离的确定需要受到各种条件的制约, 工作人员要成分地考虑到开采工程结束之后的垮落程度, 避免造成严重地灾害。通常情况下, 首采区域要低于100米。第二, 区内煤柱的尺寸参数。区内煤柱在开采的过程中需要经历适时垮落的阶段, 煤柱强度、工作期承载力大小以及支撑面三种因素之间存在着密切的联系。在不同的开采期间, 参数设置也不同, 需要根据具体的煤矿开采工程来确定。第三, 隔离煤柱的尺寸。在实际的开采工作中, 工作人员应该加强对开采区域的隔离工作, 但是其宽度要设置合理, 对于采出率来说应该控制到标准的范围内。其中煤柱稳定性系数应该在1.5-2.5的范围内。在实际的采矿工作中, 各种不同的参数类型之间都存在着一定的联系性, 相关的工作人员要在熟练掌握开采技术的同时计算出力学性质, , 对计算机方式和计算结果进行优化设计。
2围岩灾变监测和防治工作
做好煤柱的设计工作可以有效的防止围岩出现灾变的现象, 对于区内煤柱来说, 其强度本身呈现出偏大的趋势。小区域顶板垮落就成为一种必然的趋势。而区内煤柱强度偏小, 又可能形成小区域开采期间发生工作面大面积冒顶。以本煤矿为例, 当采用每推进10米, 留5×5米的区内煤柱, 隔离区内的区内煤柱完全进入塑性状态, 可以有效安全垮落。而当采用每推进9米, 留6×6米的区内煤柱时, 隔离区内的区内煤柱都有弹性核, 说明没有完全破坏, 就可能形成开采几个区域顶板还不能适时垮落, 而造成危险的大范围岩层垮落灾害。
为了保证安全, 实施开采区域的监测非常必要, 监测以顶底板移近量及速度为指标, 简易可行。煤柱的破坏都是从肩部开始, 发展到煤柱劈裂, 直至完全塌落, 这一过程是可以监测识别的。影响围岩灾变的主要因素如下:
2.1围岩性质及构造特征影响。围岩的性质包括岩体的强度, 节理发育和分布情况, 分层厚度等, 围岩强度越低, 节理越发育, 分层厚度越小, 则巷道越不稳定, 越易变形破坏。
2.2开采深度的影响。随着开采深度的增加, 巷道上覆岩层重量增大, 形成的支承应力增高, 巷道的变形及破坏的程度增大。此外, 地下岩石的温度也随着开采深度的增加而增高, 温度升高会使围岩由脆性变形向塑性转化, 容易使巷道产生塑性变形。在巷道掘进初期和采动影响期间, 原岩应力是引起采场矿压显现, 使巷道围岩应力重新分布并导致变形失稳的力源, 一般认为, 水平应力大易导致顶板失稳, 垂直应力大易导致两帮破坏。
2.3地质构造影响。地质破碎带通常是由松散的岩块所组成, 在地质破碎带内开掘巷道时很容易产生巷道冒顶事故。另外, 巷道靠近大的断层构造, 也对巷道产生较大影响, 影响程度与断层的产状落差, 围岩性质, 巷道与断层距离等因素有关。
2.4巷道断面形状的影响。巷道围岩应力是引起围岩变形和失稳破坏的根本作用力, 其应力的大小和分布与巷道的断面形状有关在巷道拐角处应力集中程度高, 能产生较大的剪应力, 拐角处的曲率半径愈小, 应力集中系数越大, 巷道直线部分则容易产生拉应力。因此在围岩稳定的条件下, 可选择形状简单的折线型巷道断面, 在围岩不稳定的条件下, 可选择形状复杂的曲线型巷道断面。
3结论
总之, 随着矿井开采深度的增加, 煤矿采集工作只靠单一的刚性支护是不可行的, 必须把“支”与“让”有机地结合在一起进行支护, 将长壁留煤柱支撑技术应用到煤矿采集工作当中, 促进煤矿采集工作的高效性和安全性。
参考文献
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浅析我国煤矿的绿色开采技术 篇4
关键词 绿色开采 保水开采 煤与瓦斯共采 充填开采 煤炭地下气化
煤炭开采造成岩层移动破坏，引起岩层中水与瓦斯的流动，导致煤矿瓦斯事故与井下突水事故；煤炭开采引起岩层移动，进而造成地表沉陷，导致农田、建筑设施的损坏；煤炭开采形成的大量堆积在地面的矸石，既占用良田，又造成环境污染。随着我国矿井开采深度的不断增加，矿山压力显现及冲击地压等动力灾害发生的频次增加，强度增大，危及矿井的安全生产。上述问题若得不到有效解决，在未来几十年内，随着能源总需求和煤炭产量的不断增长，煤炭资源开采所带来的矿区安全和生态环境问题将更为严重，人类的生存和社会发展环境将受到严重威胁。
根据我国的能源资源状况，煤炭作为我国最重要的一次性能源，在未来20年内，其在能源构成中的主体地位将不会改变。2020年我国煤炭消费量将达到40亿t。届时，煤炭产量很可能无法满足工业需求，不能再单纯地通过提高煤炭的产量缓解煤炭供应的压力，而应该综合考虑发展煤炭循环经济，减少煤炭开采对环境的破坏，而且也应该把“发展煤炭循环经济，实现煤炭绿色开采”作为理念，大力发展绿色的采煤技术。
一、煤炭绿色开采体系
煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术，在基本概念上是要从广义资源的角度上来认识和对待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各种资源。基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响。目标是取得最佳的经济效益和社会效益。根据煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等，绿色开采主要包括以下内容：水资源保护——“保水开采”；瓦斯抽放——“煤与瓦斯共采”；土地与建筑物保护——“充填开采”；排放矸石占用土地污染环境——“煤炭地下气化”等。2003年，中国矿业大学钱鸣高院士首次提出了煤矿绿色开采的概念和技术体系，随后明确了实现煤炭资源开采和环境保护协调发展的绿色开采研究目标，为我国绿色开采技术的研究指明了方向。他钱院士提出的绿色开采技术体系，绿色开采理论依据：（1）关键层理论。（2）开采对岩层移动的影响及移动规律。（3）水在裂岩体中的渗流规律。（4）开采后岩层内节理裂隙分布发育规律等。
二、保水开采
保水采煤在不同的矿区有不同的技术内涵，缺水矿区要以水资源保护和利用为主；大水矿区要以减少水资源破坏和防治水灾害为主。因此，保水开采包含水资源保护、水资源利用（煤水共采）和水灾害防治等多项重要内容。煤矿开采过程中破坏了地下含水层的原始径流，大量排出地下水；采空区上方导水裂隙带与地下水体贯通，形成大规模地下水降落漏斗，造成区域含水层水位下降，直接影响到区域水文地质条件。采动影响稳定后产生的地表沉陷往往影响到地表水体（河流、湖泊、井泉等）的原来形态，造成部分沟泉水量减少甚至干涸，影响当地居民正常的生产生活，进而影响区域植被生长，甚至土地沙漠化。我国大部分矿区处在干旱半干旱地区，而每年采煤破坏地下水22亿m3，可见保水开采具有重要的意义。
三、煤与瓦斯共采
瓦斯既是矿井有害气体也是洁净能源。因此，应该使其资源化，其技术途径有：
1.采前抽采。若能在开采前将煤层内瓦斯抽出，则是利用瓦斯改善煤矿安全的最好办法。但由于我国大部分煤体透气性低，在本层内抽采瓦斯有难度。
2.煤与瓦斯共采。开采后围岩压力降低，大量瓦斯在采空区释放，有利于瓦斯抽采，因此形成煤与瓦斯共采体系。
3.废弃矿井抽采瓦斯。鉴于废弃矿井煤层经过采动而充满瓦斯，因而可以利用采动后岩体内裂隙场的分布及钻孔，将瓦斯抽排管装在井下、封闭井口后，抽出瓦斯。
4.回风井回收瓦斯。
5.煤与瓦斯共采的技术主要有：留巷钻孔法、卸压法等。
四、充填开采
我国多数煤矿存在建筑物下、水体下、铁路下压煤的问题，充填采矿法对解决这类问题具有重要的意义。充填开采法是用充填材料充填采煤工作面采空区的岩层控制方法。该法可以缓和工作面支承压力产生的矿压显现，改善采场和巷道维护状况，有效减少地表下沉和变形，提高煤矿采出率，保护地面建筑物、构筑物、生态环境和水体。按照充填材料的不同，充填采矿法分矸石充填、水砂充填和膏体充填。
1.矸石充填。利用井下采空区处置煤矸石的充填采煤方法，既可以减少煤矿固体废弃物排放，又可以减轻开采沉陷灾害、提高矿井资源回收率，是实现煤矿绿色开采的关键技术途径之一。
（1）抛矸机抛矸充填。将岩巷和半煤岩巷掘进矸石用矿车运至井下矸石车场，经翻车机卸载后，矸石经破碎机破碎，而后进入矸石仓。通过矸石仓下口，胶带或刮板输送机将破碎后的矸石运入上下山，而后由胶带或刮板输送机转载进入采煤工作面回风平巷，再由工作面采空区可伸缩胶带输送机运至工作面采空区抛矸胶带输送机尾部，由抛矸胶带输送机向采空区抛矸充填。
（2）刮板输送机卸矸充填。充填装备由后端带悬梁的自移式液压支架和充填刮板输送机组成。在自移式液压支架后端增加后悬臂等配件，采用可调高但挂链悬挂充填刮板输送机溜槽，悬挂是为了增加充填垂直高度。输送机中部溜槽按顺序连接，并与机头和机尾组成整部刮板输送机。每2节中部溜槽设置1个溜矸孔，溜矸孔开在溜槽的中板上。由电机车牵引矸石矿车至采区矸石车场，通过翻车机卸载，矸石经转载机、破碎机进入矸石仓。破碎后的矸石经上下山输送机、平巷输送机运至液压支架后的充填刮板输送机，在采空区卸载。
（3）风力抛矸充填。风力充填材料粒度的直径不宜大于充填管道的1/2～1/3。并且要求充填材料沉缩率低、不自然、腐蚀性小。矸石经充填机、充填管路充填采空区。一般采煤机割两刀煤充填一次，充填步距1.2 m～1.6 m，每次充填长度6 m～9 m，工作面每向前推进50 m～100 m，充填机前移一次。机械矸石充填对充填材料要求不严格，使用设备也较少，在我国山东矿区发展较快，有推广趋势。
2.水砂充填。水砂充填采煤法是利用水力通过管道把充填材料沙粒送入采空区的充填采煤法。我国早在20世纪初就开始应用水砂充填采煤法，目前水砂充填技术已经十分成熟。在地面用矿车将采出、破碎及筛分后的成品砂运到贮砂仓贮存。在贮砂室，砂与水混合成砂浆，经充填管路送至工作面采空区，并在采空区脱水，砂子形成充填体，废水经采区流水上山和流水道流入采区沉淀池，经沉淀后，澄清的水流入水仓，用水泵经排水管将水排至地面贮水池，以供循环利用。水砂充填采煤法充填致密，可减少煤尘危害，能有效地控制地表下沉和变形，但井上下充填系统复杂，设备及设施投资大，充填材料昂贵，提高了吨煤成本。
3.膏体充填。膏体充填技术是1979年在德国的格伦德铅锌矿首先发展起来的，由于膏体充填具有料浆质量分数高、充填效率高、成本较低等优点，这项技术试验成功以后在金属矿山得到较快的发展，在包括中国在内的许多国家得到应用。为解放村庄压煤，提高开采上限，提高煤炭资源采出率，延长矿井服务年限，太平煤矿与中国矿业大学合作开展了固体废物膏体充填不迁村采煤技术的研究。太平煤矿膏体充填系统是我国煤矿第一个膏体充填示范工程，2006年5月工业性试采取得成功。膏体充填采煤技术主要由三部分组成，即充填材料、充填设备与工艺、采动岩层充填控制理论。膏体是由煤矸石、粉煤灰、水砂、水泥等组成，由地面设备加工而成的类似牙膏的流体，具有良好的流动性和可泵性。充填时，膏体通过巷道中的管路，由充填泵提供动力，输送到液压支架后的采空区。膏体充填技术的核心是膏体充填材料，膏体充填材料的强度对膏体充填的效果起决定作用。膏体充填后，地表下沉减小。膏体充填开采是绿色开采技术的重要组成部分，是解决煤矿开采环境问题的理想途径，是解决村庄等建筑物下大量压煤开采问题的迫切需要。
五、煤炭地下气化
煤炭地下气化是指将地下煤炭通过热化学反应在原位把煤炭转化为可燃气体。可以部分消除煤炭开采对环境的污染和煤炭燃烧对生态环境的不利影响与破坏。煤炭地下气化是一种整体绿色开采技术。它开始于英国1912年，由于热值低、成本高而未得到发展。我国于1958年-1960年曾在16个矿区进行试验，于1962年停止，1984年又开始了新的试验，1994年达到连续产气295 d，产气量为200 m3/h，热值13. 81～17. 57 MJ /m3，采用的是有井式、长通道、大断面的煤炭地下气化方法。2005年中国矿业大学与重庆中梁山矿业集团合作实现了连续稳定生产优质水煤气和混合煤气。但是，地下煤炭气化燃烧产生的苯和酚是致癌物质，有可能毒化水资源；燃烧形成的大量二氧化碳对空气也是严重的污染。目前我国的地下气化技术仍处于工业试验阶段，有很多问题需要去研究和探索。
六、结束语
资源与环境协调的绿色开采是解决煤炭开采环境问题的根本出路。要实现绿色开采，需要综合研究和解决经济与技术等方面的问题。绿色采矿可以减少环境污染，还能带来良好的社会经济效益。绿色采矿是形成绿色矿业及矿区绿色家园的重要组成部分，相信随着绿色开采的不断发展和完善，煤矿绿色开采一定会发挥它应有的作用，为人类与自然的协调发展做出贡献。
参考文献
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[3]黄庆享.煤炭资源绿色开采[J].陕西煤炭，2008（03）：18-21.
小煤矿开采 篇5
关键词：煤矿开采沉陷,充填开采技术,应用
0 引言
随着我国经济的快速发展, 煤矿开采行所暴露出的问题越来越严重, 这就为煤炭开采技术提出了更高的要求。本文主要探讨煤矿充填开采技术的应用效果, 主要介绍三种充填开采技术, 即覆岩离层分区隔离注浆充填技术、采空区膏体条带充填技术、条带开采冒落区注浆充填技术。从中可以看出, 充填开采技术对煤矿开采沉陷现象的控制具有重要的作用, 具有很好应用前景。
1 煤矿充填开采技术应用现状
在金属矿开采领域充填开采技术运用的比较广泛, 技术也已经达到成熟的阶段, 在煤矿开采中可以将这些成功的技术经验引入到煤矿充填开采中。然而, 由于煤矿地层与金属矿的岩层形状不同, 同时其岩层的运行规律也存在差异性, 另外, 两者之间也具有不同的填充目的。因此, 若想将充填技术在煤矿开采领域中应用, 必然要针对煤矿的岩层规律进行适当的调整, 也就是根据煤矿的特点确定其充填开采技术的应用。
在德国和波兰, 煤矿踩空充填开采技术应用比较广泛, 并且主要以煤矸石、河砂及电厂粉煤灰作为充填的材料。其中应用最广泛的就是水砂充填技术。一个成功案例为:波兰将水砂充填条带技术应用到煤矿开采中, 已经开采成功了众多的煤炭资源。对于我国来说, 最早采用充填技术要源自于20世纪60年代, 抚顺胜利矿应用伪倾斜上行水砂充填技术将工厂保护煤柱成功开采出来, 之后我国很多煤矿业进行了水砂充填试验。但是这种技术由于成本过高, 无法在我国得到推广。直到20世纪80年代我国成功地进行了多次离层注浆减缓地表沉降试验, 成效显著。此时国外膏体充填技术得到一定的发展, 由于其充填效率较高, 该项技术被广泛地应用到金属矿的开采中, 同时这些技术也在煤矿开采领域中尝试。
由于在煤矿开采领域中充填开采技术是一种“绿色开采技术”, 可以解决因为煤炭开采造成沉陷现象破坏土地资源, 同时对保护环境有重要的作用, 还可以减少开采废弃物的排放, 对土地资源有保护作用。因此对煤矿充填技术的应用进行研究意义重大。
2 煤矿充填开采技术的应用
由于煤矿充填开采技术是解决开采资源破坏问题的途径, 然而, 由于这项技术的应用成本较高, 因此对其推广和应用具有限制作用, 因此必然在应用前考虑其成本, 尤其是采煤塌陷赔偿等费用问题要进行综合考虑, 根据调查分析, 煤矿充填开采技术的成本就目前而言, 仍是一个比较严峻的问题, 只有国家出台相关的文件增加开采塌陷赔偿费, 给予政策支持才能提高充填技术的应用范围。下面对3种充填开采技术应用进行简要的分析, 以明确各项技术的特点, 为其应用提供借鉴。
2.1 覆岩离层分区隔离注浆煤矿充填技术
覆岩离层注浆充填技术主要应用原理就是通过利用岩移运动时在覆岩中产生的离层空洞, 将充填材料通过钻孔填充到离层空洞中, 以达到支撑覆岩的目的, 将覆岩移动传达到地表的现象减缓。其理论基础为离层量、覆岩离层的位置及覆岩层的发育规律的分析, 根据相关研究表明, 关键层下会出现覆岩离层, 如果两个关键层出现断裂现象那么就不会出现离层。在关键层首次产生断裂前可以进行注浆充填, 其断裂之后就较难充填。因此, 这种充填技术适合在关键层首次产生断裂之前。这项技术在我国没有得到广泛应用的原因为充填材料为液体会产生流动现象, 因此无法充满, 影响注浆减沉陷的效果。因此, 采用覆岩离层分区隔离充填技术可以将隔离分区一一注满, 对覆岩进行支撑, 减少沉陷现象。
2.2 采空区膏体条带煤矿充填技术
采空区膏体条带煤矿充填技术的应用原理就是在煤矿被采出之后, 同时在顶板冒落之前对采空区利用膏体材料进行充填, 构建成充填条带, 以此来支撑覆岩。当覆岩主关键层的首次断裂宽度大于未充填的采空区时, 同时充填条带可以长久稳定保持时, 对地表沉陷就可以有效控制。这种技术的应用主要有两种模式:长壁条带及短壁间隔条带充填开采模式, 其中短壁间隔条带充填开采技术的应用比较容易, 适合应用在煤矿开采中。
2.3 条带采冒落区注浆煤矿充填技术
现阶段, 我国在建筑物下压煤开采运用条带开采技术时, 有一定的问题, 就是煤炭采出率不高, 同时这种技术的应用也容易造成地表下沉现象。其主要原因就是由于冒落区的形成, 该区域承载能力丧失, 其载荷主要集中在两侧的煤岩柱上, 使其被压变形, 造成沉陷现象。条带采冒落区注浆充填技术的应用有效地弥补以上的不足, 在建筑物压煤条带进行开采时, 通过钻孔对条带冒落区进行注浆充填, 其充填材料为破碎矸石, 补充空隙, 起到承载的作用, 以分担两侧煤柱的载荷, 减少压缩变形, 减缓地表的沉陷现象。
3 结语
为了控制煤矿开采沉陷的问题, 采用充填开采技术可以有效控制这种现象的出现, 本文主要对3种充填开采技术进行了分析, 为充填开采技术在我国煤矿领域的推广和应用奠定基础, 以实现充填开采技术的应用提供理论支持, 因此, 研究控制煤矿开采沉陷充填开采技术具有重要的价值。
参考文献
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[4]高明涛, 周明, 王玉英, 等.新汶矿区充填开采技术研究与实践[G]//2011年全国金属矿山现代采矿关键技术学术研讨与新设备展示会论文集, 2011:42-45.
探究煤矿安全开采技术 篇6
关键词：煤矿安全,安全生产,开采技术
在进行煤矿开采的过程中, 要面临着复杂的地质环境, 煤矿开采的过程中要对巷道进行掘进, 在这个过程中有很多危险因素, 而且煤矿的开采工作要在深度近千米的地下进行, 尽管现在煤矿开采技术已经实现了一定程度上的革新, 但是, 煤层还是遭到了不同程度的破坏, 因此, 提高煤矿开采的质量是很有必要的。在对煤矿开采的环境进行预测, 在矿区填充一些实物, 从而能够防止在煤矿开采过程中造成的塌陷问题, 引起人员的伤亡。
1 以矿山压力理论为指导的煤矿安全开采
1.1 矿山压力理论的相关定义
矿山压力理论指的是按照矿山压力的现象, 分析矿山压力的分布的基础上, 阐述岩石覆盖层的运动状况, 找出运动的规律, 能够对煤矿的开采程序进行控制的理论, 该理论的提出能够为煤矿开采提供有效的支撑, 而且能够完善采场的支护效果, 提高了煤矿开采的安全性。
1.2 工程理论与先进技术的结合
我国在煤炭开采方面与一些发达的国家还是存在一定的差距的, 煤矿开采的过程中安全事故多, 而且会造成严重的地表塌陷。煤矿开采事故发生的原因在于在开采之前没有对岩层的运动规律进行分析, 而且进行大规模的回采工作, 因此, 在煤矿开采的过程中需要运用一些先进技术, 防止灾害的发生, 提高煤矿开采的安全性, 对岩石覆盖层的运动规律进行了解, 从而能够确定工作面的长度和高度, 运用合理的开采步骤, 实现安全而高效的煤矿开采工作。
我国的地形比较复杂, 地质成分也比较多, 而且在煤矿开采的过程中机械化水平不高, 对煤矿开采技术管理也存在一定的问题, 因此, 我国在煤矿开采的过程中, 应该运用矿山压力理论作为支撑, 将岩石动力学作为基础, 运用现代化的信息技术, 完善开采体系, 运用智能化和可视化的技术, 对煤矿开采地区的地形和地质进行勘查, 在此基础上, 制定完善的计划, 再进行煤矿的开采。
2 运用煤矿填充开采技术提高煤矿开采的安全性
2.1 常用的不迁村的采煤方式
在很多村庄下, 有大量的煤矿资源, 这些煤矿资源不易被开采, 这样就造成了浪费, 不利于矿井的生产, 现在, 可以采用不迁村的方法对村庄下的煤矿进行开采, 可以采用条带开采或者填充开采的方法。
条带开采的方法指的是在煤矿开采基础工艺的指导下, 运用条带起到间隔的作用, 从而能够有效地防止地面发生沉降, 能够开采出更多的煤矿, 但是这种方法的缺点是采出率不高, 而且会浪费大量的煤矿资源, 没有较高的生产效益。
在运用填充开采的时候, 是在采空区填充大量的实物, 将煤矿运用实物置换出来, 从而能够避免煤矿在开采的过程中发生地面沉降的问题, 从而能够提高煤矿开采的效果。
2.2 煤矿填充开采的工艺
现在, 在对煤矿开采的过程中, 一般采用的是水砂填充开采和膏体填充开采的方法
2.2.1 水砂填充开采
这种方法在填充开采中经常被使用, 而且能够达到良好的效果, 但是, 水砂填充技术使用的流程比较复杂, 而且不能运用机械, 所以, 这种开采方式的成本比较高, 而且不能得到较高的效益。
2.2.2 膏体填充开采
这种开采方式是借鉴了水砂开采技术演变而来的, 其克服了水砂开采技术的不足, 这项技术是将矿井周围的废弃物, 如粉煤灰、工业炉渣等混合起来, 制作成膏状的物体, 通过一定的压力, 然后运用管道将其运送到井下, 能够将采空区进行填充。膏体填充要根据井下的条件, 进行不同程度的填充, 因此可以分为全部填充、部分填充等。
在选用粉煤灰等材料的时候, 要确保这些材料的颗粒不能过大, 如果材料过大, 就应该进行处理, 膏体填充物是由不同的成分构成的, 要经过准确地配置后, 才能确保膏体的流动性完好。
3 结语
现在, 我国在进行煤矿开采的过程中, 容易发生很多安全事故, 煤矿区塌陷的情况比较常见, 因此, 应该采取措施, 提高煤矿开采的安全性, 提高煤矿开采的效率。我国应该坚持工程理论与先进技术的结合, 分析煤矿区的地质条件, 然后运用先进的技术进行可视化的勘查, 在能够准确分析煤矿区的地质条件后, 再制定开采计划。在进行煤矿安全开采的过程中, 可以运用不迁村的开采方式, 也可以运用填充的开采方式, 将一定的实物放入采空区, 将煤矿置换出来, 这样可以防止地面发生塌陷, 造成人员的伤亡, 可以运用膏体填充的方法和水砂填充的方法, 从而提高煤矿区的安全性。
参考文献
[1]宋振骐.关于煤矿安全开采决策关键技术的基础研究的建议[J].煤炭学报, 2013, 01:1-4.
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小煤矿开采 篇7
煤矿资源具有多方面的运用性, 中国对于煤炭资源的需求量非常大。在煤矿资源的不断开采下, 其总储量不断减少, 且可利用的优质煤总量不断减少, 因此技术的先进性对于煤炭资源开采非常重要, 且对煤炭利用有着直接关系, 所以在当前发展背景下, 煤矿企业自身所面临局势也非常紧张, 因此在综放综采混合开采技术的运用与推广中需做好全面计划, 以便于更好地发挥出新技术的优势与价值。
1 综放综采混合开采技术及现状
通过煤矿采集工作的深入研究, 技术人员发现传统采集方式无法有效提高企业成本控制, 且也不利于其工作效率提升。因此, 在改良传统煤矿开采技术的基础上, 综放综采混合开采技术被人们总结和运用到了实际工作中, 它可对矿采集中出现的不同现象进行开采方式调整, 并结合了当前较为先进的开采设备及技术, 从各个细节上加以改进, 极大改善了传统煤矿采集中的浪费现象, 这对于资源节约型社会的构建也十分有利。
综放综采混合开采技术虽具备较强优势与实用性, 但在具体运用中依然存在一些技术难题, 这些都需技术人员予以应有重视, 尽可能确保各项设备规范化操作与维护, 以此来确保该技术综合价值的实现。在综放综采混合开采技术的使用中, 支架稳定性是首要考虑因素, 必须要保证采集中所使用支架具备较强综合性能, 然后需确保其固定的有效性, 这样才是安全生产的有效前提。其次, 需针对综放技术与综采技术的特点来进行输出设备及构架的设计与选用, 以便于更好地发挥出这些技术的优势。同时在该技术的使用中, 需综合考虑各种因素, 将通风等问题纳入到顶板设计的参考中去。
2 综放综采混合开采技术的运用实例分析
技术有效性需在实际应用中进行检测, 以下就五阳煤矿对该技术的应用进行了简要分析, 通过对五阳煤矿开采现状进行全面分析, 初步确定可采用综放综采混合开采技术进行煤矿开采。
2.1 综放综采混合开采技术具体的应用
根据五阳煤矿的规模, 设计4架大型过渡架、50型中型架和98架小型过渡架, 将各种型号的过渡架安装在假顶和实体煤的工作区域中。改良传统运输机, 减少传统运输机动力装置, 最大限度利用资源, 避免资源在煤炭开采中的浪费。放煤方法要注重后部输送机机头和机尾的矿体压力变化规律, 最大限度提高输送机工作效率。顶板管理注重可靠性和承重性, 采用大板梁单体柱的支撑, 提高综放综采混合开采安全性。综放综采混合开采技术在该煤矿开采应用中取得了阶段性成果, 为该煤矿创造了较高产值, 提高了该煤矿生产效率, 实现了综放综采混合开采技术的应用[1]。
2.2 综放综采混合开采技术应用中出现的弊端
在综放综采混合开采技术运用中, 该煤矿并未及时进行设备更新, 依然沿用之前的生产设备, 因而无法充分发挥出该技术的优势, 致使实际生产效率没有达到预期效果。资金投入不足也是其中表现较为明显的影响因素之一, 站在发展角度来看, 这反映出的是管理者技术创新意识不强与企业发展规划不清晰, 因而影响了其资金投入与技术改进的决心。专业性较强的技术人员严重匮乏, 因此无法有效指导该技术的运用, 从而制约了其综合价值的实现。
2.3 综放综采混合开采技术应用中呈现出的优势
站在企业角度而言, 综放综采混合开采技术可为企业创造较大经济价值, 且无需全部替换现有设备, 通过针对性改进即可满足新技术的要求。这些设备的改进不仅可节省企业较大的资金投入, 同时在这些设备的使用中会更加节能, 这些都可很好地帮助企业获取更大利润价值, 在核心竞争力提升的前景下为企业做大做强提供了有利支持。从社会角度来讲, 综放综采混合开采技术不仅可很好地满足煤矿企业发展及生产的需求, 同时对于实现有限资源的充分开采也是非常有效的方式。因此仍需进行合理改进与深入研究, 为可持续发展提供应有支持。
2.4 该煤矿综放综采混合开采技术运用中的启发
该煤矿发展意识较强, 勇于尝试新技术, 且在实际运用中也表现出了高度配合。利用下分层和上分层的叠加实现了煤炭开采高效化, 通过分层叠加和综放综采来提高煤炭开采控制率。该煤矿在实际操作中对各个细节进行了科学处理, 且针对实际开采情况进行了合理分析, 从而实现了一加一大于二的构想, 不仅避开了综放与综采技术的不足, 同时将二者优势完美结合起来, 为企业生产效率提升打下了坚实基础。通过对该煤矿技术革新的研究可发现, 企业全面发展需各部门团结一致才能实现, 同时管理者也要及时进行管理意识革新, 只有保持意识上的领先才能在实际竞争中占据有利位置, 在发展决策的制定上需定位于长远, 从而确保企业发展中充斥着活力与动力[2]。
3 综放综采混合开采技术在煤矿开采中应用对策
对于煤矿企业发展而言, 需通过有效人才管理、合理资金投入与必要设备更新三者有效结合, 才能最大限度实现生产效率的提高, 特别是在竞争愈发激烈的社会现状下, 需管理者予以充分重视, 并逐一落实。
3.1 重视人才的培养
尊重人的主体地位, 重视人才的价值, 这才是促进综放综采混合开采技术实用性提升的重要前提。在新技术引用的同时需加强技术性人才培养, 系统性操作技术的学习与相应保养技术的培训都十分重要。针对新技术的使用需求培养一支综合素质较强的技术团队, 在条件允许情况下可为新技术改进提供有力技术与资金支持, 可适当借鉴他国经验, 从而确保该技术综合价值的实现。
3.2 加强设备的更新与规范化的操作意识
综放综采混合开采技术自身使用要求, 需重视其操作中的关键技术。需对现有设备进行综合考量, 无法满足生产需求的现有设备必须予以舍弃, 虽然会增加企业运营成本, 但从长远来看非常必要。规范化操作也是实现设备使用年限的重要途径, 加强操作人员规范化意识, 可通过相应制度来进行约束与管理。定期进行设备检查与维护, 从而提高员工生产作业的安全性, 这也是适应市场发展的必然要求。
3.3 合理进行资金投入
在综放综采混合开采技术运用中, 所需消耗资金数额比较庞大, 因此需企业按照自身发展计划合理进行抉择。对于已进行了设备购置与使用的煤矿企业而言, 需加强设备研究与改进技术的支持, 尽可能为企业内设备改进提供充足科研资金, 这样才能确保其研究工作顺利进行, 为企业长远发展创造更加有利的条件。
4 结语
在社会经济的全面发展中, 各行各业对于煤矿资源的需求量也在逐渐增加, 这对煤矿企业提出了更加严格的要求。在激烈竞争环境下, 有效提升自身开采量也成为了煤矿企业研究的重要课题。综放综采混合开采技术的推广与运用不仅极大满足了人们的生产需求, 同时也实现了最大限度的资源开采, 这对于企业与社会都十分有利, 但仍需在实践中逐步进行细化, 这样才能更好地促进煤矿开采事业全面发展。
摘要：技术人员在前人基础上研究出多种煤矿开采技术, 且在大量实践中逐步的将其完善, 为煤矿企业成本控制做出了较大贡献, 同时也为煤矿资源充分开采提供了有力技术支持。就在煤矿开采中综放综采混合开采技术的运用展开简要论述。
关键词：煤矿开采,综放综采混合开采技术,运用
参考文献
[1]刘胜恩.综放综采混合开采技术在煤矿开采中的应用[J].现代矿业, 2014 (3) :68-70.
煤矿绿色开采与安全意识 篇8
一、何谓绿色开采
煤炭行业的绿色开采, 它的产生来源于资源的日益减少, 环境一天天遭受到破坏, 一系列问题随之出现, 比如说煤矿瓦斯事故层出不穷, 井下突水事故接二连三, 地表沉陷、滑坡比比皆是, 大量的农田遭受到严重的污染, 良田减少等等不胜枚举, 煤炭行业的绿色开采, 就是力求采矿工程优化技术, 高效、持续、协调的发展煤炭工业, 降低对矿区环境的扰动量, 而且要小于区域环境容量, 提高开采率, 降低对生态环境的影响, 让经济效益和社会效益最大化。
在煤炭开采的过程当中, 矿体之内往往存在着多种地下资源, 比如说除了有煤炭之外, 还有瓦斯, 地下水和煤矸石等等, 对于采矿工程而言, 一次工程的启动, 所有资源都是开发的对象。这样就能够最大程度地降低开采带来的不良影响, 取得最大的收益。绿色开采的技术基本上包括了这方面的内容, 我们用图来表示即能够一目了然。
根据上列图表我们可以体悟到:绿色开采的价值就是减少对环境的破坏, 让开采与环境保护并行和协调, 减少对水土的扰动, 利用地下的一切资源, 减少废物的排放, 对废物充分利用达到循环经济的实现。
二、绿色开采的策略
(一) 保水开采
使用先进合理的采煤工艺, 采矿过程中, 保护地下水资源、充分地利用水资源。开采煤层, 会使得上覆岩层中关键层断裂, 该区域内地下水将形成下降漏斗, 从而导致大量的地下水流失, 让开采区域水资源减少甚至枯竭。开采煤炭的过程中, 重视保水开采的技术, 有效控制岩层的运动, 掌握上覆岩层运移规律, 实现隔水层“O”形集中裂缝带的“裂隙弥散”, 防止或减弱导水裂隙带的形成。
(二) 减沉开采
减沉开采主要包括充填开采和条带开采, 它们各有利弊, 充填开采要考虑到材料的来源以及其成本价格, 而且要考虑到充填工艺是否能够满足技术要求;条带充填在控制开采沉陷方面措施采取比较好, 被广泛应用。
(三) 各种资源共同开采
地下有很多资源, 开采煤炭的同时可一起开采, 比如说对瓦斯的开采, 同时能够减少矿井的安全隐患。
(四) 煤炭地下气化
煤炭地下气化是将处于地下的煤炭采用科学的方法, 把地下煤炭加工燃烧, 之后产生价值非常高的可燃气体, 煤炭地下气化集建井、采煤、气化工艺为一体, 这种开采能源的方式变物理采煤为化学采煤, 通过管道直接把能源供用给用户, 大大地提高开采修率, 减少了投资, 增加了安全, 降低了污染。
三、安全意识是每一位煤矿职工的根本思想
(一) 保障煤矿职工安全
煤矿职工是煤炭行业的中流砥柱, 是开采大军的先锋部队, 我国煤炭事业的发展, 煤矿企业的繁荣, 都和煤矿职工的每一分努力息息相关, 这是他们促进了我国的经济持续而稳定地发展, 做好安全教育, 增强他们的安全意识, 规范煤矿职工安全行为, 保障煤矿职工生命安全, 促进煤炭行业稳定, 促进经济繁荣、社会和谐。
(二) 接受挑战
煤矿安全事故的发生当然无法排除自然灾害作祟, 但是我们应该看到, 大部分事故无不因为工作人员的违章操作、缺乏安全意识而造成的。现代的生活节奏快, 物质发达, 社会上各种各样的思想冲击着人们的大脑, 新的问题不断出现, 不断形成新的矛盾, 新的观念让人们无所适从, 甚至疑虑重重, 这些都给安全生产带来了压力。所以, 创新煤矿职工安全思想教育方式, 让他们接受挑战提高安全意识。
(三) 知行合一
司马迁说过, 能知不能言, 能言者不能行。这句话对我们的安全教育的有很大的启发意义。更大程度提高职工的安全素质, 行之有效的提升煤矿职工的安全意识, 行合一至为关键。安全意识是每一位煤矿职工规范行为的前提和基础, 安全意识教育应当成为煤矿职业教育的重点。
综上所述, 煤矿绿色开采技术是当务之急, 矿区环境的美化, 能源结构的改善, 开采效率的提高, 环境保护的实现, 无一不和绿色开采息息相关;实现“低开采、高利用、低废弃”, 舍绿色开采莫能为之, 建设绿色煤炭工业体系, 走矿产资源开发利用与生态环境协调发展的绿色矿业之路, 离不开绿色煤炭工业体系的建设, 我们工作人员, 要为绿色开采倾注身心, 竭尽微忱, 贡献自己的力量。
参考文献
[1]魏志军.绿色开采理论研究[M].中国矿业大学出版社, 2012.
浅议煤矿井下开采技术 篇9
在采矿行业中, 煤矿开采技术一直处于不断的完善和发展过程中, 正是煤矿开采技术的进步给煤矿产业的发展带来了新动力, 煤矿开采技术逐渐走向生产的自动化、科学化和智能化。在当前的信息化时代背景中, 煤矿开采技术应与现代科技有效结合起来, 从而进一步提高资源利用率, 促进企业生产效益提高。
1 井下开采技术的现状
先进的技术是生产效率和质量的必要保障, 同时也是提高生产安全性和稳定性的前提。煤矿开采本身就是一个复杂工程, 只有做好技术的优化和管理, 才能确保各个生产环节的质量, 提高生产效率和资源的利用率, 实现安全生产、科学生产的目标。煤矿生产环节主要可分为开采、监控、管理等几部分。这几个部分相互作用、相互影响, 构成一个完善、统一的整体, 共同影响着煤矿采矿技术的发展过程。中国采煤技术与发达国家相比还存在一定差距, 但在近几年发展过程中已取得了显著成就, 例如随钻测量技术、定向钻机技术的掌握和应用等, 改变了中国必须依靠国家进口设备的局面, 中国技术创新的能力有所提高[1]。
2 井下开采技术的特点
2.1 井下开采技术的难度较高
与露天开采相比, 井下开采技术的难度要高得多, 但由于大多数煤矿都埋藏在地下, 因此必须采用井下开采方式。在煤矿生产中, 井下开采方式是最为重要的方式, 因此研究井下开采技术具有很高的现实意义。井下开采技术的应用必须适应于煤矿地质和煤层分布的情况。并提前制定好开采方案, 确定设备的应用和支护方式。
2.2 开采方式的选择要根据煤矿类型来确定
不同的煤矿需采用不同的技术来进行开采, 因此开采方式的选择必须根据实际煤矿类型来确定。只有针对煤矿性质特点来进行采煤技术的选择才能保证良好收益。常用的井下开采技术包括长臂开采、顶煤开采等。在露天开采中, 一般采用直接开采方式, 但在井下开采中由于受环境、设备等条件制约, 通常采用从上到下的开采方式。随着开采技术不断发展, 定向开采方式也逐渐得到了广泛应用。定向开采不再单局限于某一个环节的开采, 而是从整体出发, 采用定向钻进手段对于事先校对好的方位进行煤矿开采。在钻具进入矿层后, 再使用测量仪器对开采方位进行检测和调整, 从而确保开采角度精确性。在钻具行进的过程中, 还需不断对钻具角度进行调整, 防止钻具偏离预定轨道, 造成不必要的故障和事故[2]。
3 煤矿井下开采技术
3.1 柱式采煤技术
柱式采煤技术是煤矿开采中最常使用也是最为传统的采煤工艺。柱式采煤方式可分为巷柱式采煤方式和房柱式采煤方式。该采煤方式的特点是在采空区内形成煤柱作为支撑, 在回采过程中采用爆破方式。柱采煤技术所形成工作面较小, 一般会采用多个工作面同时施工的作业方式, 从而提高了开采效率。更为突出的优点是, 这种采煤方式的操作性强, 较易掌握, 成本较低, 同时还能保证开采质量。这种采煤方式的缺点在于其对于环境要求较高, 在开采前必须对矿井地质进行全面勘探, 基于煤层性质结构来确定矿井挖掘深度。在巷柱式采煤方式中, 需每隔10 m~20 m的间隔设置1个煤柱进行支撑。当对矿井开采到一定深度时还需通过爆破方式进行回采。巷柱式开采方式在工艺上也较为简单, 但缺点是通风效果较差, 采煤作业人员的工作环境差, 安全性低, 且回采效率上也较低, 见图1。此外, 在爆破过程中容易产生灰尘, 会对作业环境造成进一步污染, 还会影响采煤质量的纯净度。房柱式开采方式在流程和工艺上与巷柱式开采方式大致相同, 只是在工作面上比巷柱式开采方式略大。由于矿井尺寸较大, 因此不适宜采用大型机械操作, 需使用大量人力, 开采成本较高。在房柱式开采方式中, 开采环境同样较为恶劣, 安全性低。
3.2 长臂开采技术与放顶煤开采技术
煤矿在地下的分布状况十分复杂多变, 很多时候都找不到分布规律, 这就要求开采人员对地形、地质进行深入勘探, 充分掌握煤矿分布情况。对于一些地形较为复杂的矿层, 传统开采方式无法满足实际开采要求, 因此必须采用新型技术和设备来保障煤矿开采质量和安全性。长臂开采法就是一种应用于复杂地形煤矿开采的技术手段。
长臂开采方式是当前应用十分广泛的采煤方式, 无论是在中国国内还是国际上都将长臂开采方式作为主流采煤手段进行推广和应用。长臂开采技术具有安全性高、机械化程度高等特点, 能有效改善采煤作业环境, 确保采煤工作效率和质量。
与传统采煤方式相比, 长臂开采方式在许多环节都进行了创新和完善。首先在矿井运输方式上, 长臂开采方式改变了传统采煤方式中使用轨道运输的方式, 采用了效率和稳定性都较高的胶带运输方式。这种运输方式能实现从矿井到选煤厂再到铁路的一体化运输过程, 且具有相配套的运输系统, 极大提高了运输效率。其次, 长臂开采盘区的几何尺寸也有了显著增加。盘区几何尺寸的增加可有效提高开采效率, 节省开采时间。在采用了该开采方式后, 煤矿开采效率提高了近10%[3]。
从本质上来说, 顶煤开采技术也是长臂开采技术中的一种方式。顶煤开采技术能提高放顶煤利用率。开采过程包括顶煤开采方案的设计、顶煤支架的设置、相关参数的计算等;顶煤初采与收尾方法是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。
3.3 优化巷道布置减少矸石排放的开采技术
巷道施工质量对于采煤技术的应用具有重要影响, 要充分发挥采煤技术的作用, 就必须改进和完善现有巷道布置工艺。为此, 专家和学者应在建立完善的评价体系和布置工艺的前提下, 对原有开采方式和巷道设置方式进行优化, 结合实际煤矿地质, 制定科学合理的采煤技术方案, 实现煤矿的综合开采和管理。生产流程要尽量简化, 删减或合并一些不必要的生产工艺。对于生产设备要做好管理和维护, 减少设备破坏和损伤。在确保了生产效益的基础上, 努力实现绿色化和节能化的生产流程, 并提高煤矿企业经济效益。
在煤矿井下开采技术方面, 中国可借鉴国外先进理论和技术, 在井下安全设施、人员防护装备、瓦斯防治等方面学习国外的建设理念, 最大程度减少事故发生频率, 确保人员安全。煤矿生产企业应承担起技术创新和推广的责任, 加大技术的开发力度, 政府部门在此过程中应起到良好的推进和监督作用, 并为企业提供资金和人员上的支持。
4 结语
煤矿井下开采技术的更新和发展是一个长期过程, 只要企业、政府和开采人员能从日常工作中出发, 积极推进开采技术的创新和研究, 就能有效提高井下开采技术的科学性、有效性和安全性, 实现煤矿井下开采的自动化、智能化和综合化生产, 提高煤矿企业经济效益, 促进煤矿产业整体发展。
摘要：叙述了井下开采技术的现状及特点, 着重介绍了几种中国煤矿产业中常用的开采技术, 分析了其优点和问题, 探讨了中国煤矿开采技术的发展方向。
关键词：煤矿,井下开采,技术
参考文献
[1]应小山.煤矿井下采煤技术及存在的问题分析[J].科技创新与应用, 2012 (2) :59-62.
[2]赵双德.浅议煤矿开采中各项技术的应用[J].黑龙江科技信息, 2012 (13) :37-39.