开采应用（共12篇）
开采应用 篇1
摘要：随着我国经济的快速发展, 资源开采现象越来越严重, 煤炭资源是我国比较重要的资源, 在煤炭开采中暴露出很多问题, 比如开采成本高、环境破坏等制约煤炭行业的发展, 而煤矿开采技术的合理应用是解决这些问题的重要途径。主要针对几种控制煤矿开采沉陷的充填开采技术的应用效果进行简要的介绍, 为煤矿业的开采技术的应用提供理论基础。
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
[1]张文瑞.浅谈控制煤矿开采沉陷的部分充填开采技术[J].中国新技术新产品, 2012 (18) :158-158.
[2]赵光普, 郭文砚, 张逸男, 等.煤矿开采沉陷与减沉控制技术分析[J].中国科技纵横, 2013 (10) :237-237.
[3]丁玉龙.煤矿开采沉陷对四合木的影响与保护对策研究[D].北京:中国矿业大学, 2013.
[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.
[5]张圣国, 杨林, 高明涛, 等.新汶矿区充填开采技术研究与实践[G]//2013#space2;#International#space2;#Symposium#space2;#on#space2;#Coal#space2;#Mining#space2;#and#space2;#Safety (2013年煤炭开采与安全国际学术研讨会) 论文集, 2013:129-134.
开采应用 篇2
摘要：经过几十年的发展，微生物采油技术（MEOR）已经成为继热力学驱、化学驱、聚合物驱之后的第4种提高采收率的新“三采”技术。已经引起了石油工程技术人员的空前关注。本文阐明了微生物采油的方法及特点、作用机理及应用，最后对微生物采油的前景做了展望。
关键词：微生物采油；机理；作用机理；菌种筛选。
前言：MEOR应用于三次采油、提高原油采收率的一项高新技术。主要特点是成本低、适应性强、施工方便、不伤害地层、不污染环境。特别对于枯场或近枯场的油旅更显示其强大的生命力。微生物在生物代谢作用下所产生的酶类，可以裂解重质烃类和石蜡，使原油粘度、凝固点降低，从而降低原油的流动阻力，改 善原油的流动性能，提高原油产量和采收率。
1、微生物采油的背景、方法及特点
当今石油工业面临的一个重要问题是怎样采出在开发成熟的油田和即将枯竭的油田中仍然留在地下未被开采出的很大百分比的原油可采储量。新的技术必须通过经济方法处理现有生产井和扭转井堵塞的加速度，从而延长油田的生产寿命并且提高油藏的原油采收率。
我国稠油（高黏度重质稠油，黏度在1000mPa·s以上）资源分布很广，陆地稠油约占石油总资源的20%以上。稠油突出的特点是沥青质、胶质的含量比较高，具有高凝固点、难流动、难开采、高成本等特点。在我国的准噶尔盆地、塔里木盆地、吐鲁番盆地、渤海湾盆地和松辽盆地等盆地中有丰富的稠油资源，也发现了许多稠油大油田，如塔里木的塔河油田、渤海的PL193油田等，如果能寻找到一种经济有效的方法采出这些原油，对缓解我国石油进口压力具有重要意义。于是研究人员将目光转到微生物上，希望借助于以原油为碳源的微生物能够解决这些短板。
MEOR是指利用微生物提高石油采收率的各种技术总称，凡是与微生物有关的采油技术均属于MEOR。微生物提高石油采收率并不是一种单一的方法，具有明显的优点：① 成本低，微生物的主要营养物之一是用通常手段难以采出的石油，微生物的繁殖能力和适应性很强，作用效果持续时间长。这尤其对边际油田吸引力大；② MEOR工序简单，利用常规注入设备即可实施，不必增添井场设备，比其他EOR技术实用且操作方便；③ 应用范围广，不仅可开采各种类型的原油(重油、轻油、中质 原油)，更适于开采重油；④ 注入的微生物和培养基原料来源广，容易制取，且可根据具体油藏特点灵活调整微生物的配方；⑤ 易于控制，通过停止注入营养液，即可终止微生物的活动；⑥ 为生物细胞小且运动性强，能进入其他驱油工艺的盲区如死油区或裂缝；⑦ 微生物只有在有油的地方繁殖并产生代谢产物，避免了表面活性剂注入或降粘剂段塞的盲目性；⑧ MEOR产物均可生物降解，不损害底层，不会造成环境污染，且可以在同一井中重复使用多次。微生物采油机理
微生物提高原油采收率作用涉及到复杂的生物、化学和物理过程，除了具有化学驱提高采油率的机理外，微生物生命活动本身也具有提高采油率机理。
2.1 微生物的产气作用
在油井一采、二采之后，通常地下压强会降低，油井下的石油不容易抽上地面，传统做法是向油井注水，通过这种方式增大底下的压强，达到将石油抽上来的目的，但是这种方法会使得抽上来的石油含水量高，品质较差，增加后续的分离成本。而微生物在地下发酵过程中能产生各种气体，如CH4、CO2、N2、H2等，这些气体会增加油井下的压强，相应的可以减少注水量，从而提升原油的品质，降低成本。
2.2 微生物代谢产生各种有机物质
微生物在油井中以重链烃为碳源，会代谢产生许多化合物，如生物聚合物、生物表面活性剂、小分子有机酸、醇类等。这些物质可以降低原油粘度，减小表面张力，使得原油的流动性加强。
2.3 微生物代谢产生的酶类
微生物在生物代谢作用下所产生的酶类，可以裂解重质烃类和石蜡，再综合2.2中微生物代谢产生的各种化学物质，可以使原油粘度、凝固点降低，从而降低原油的流动阻力，改善原油的流动性能，使得油井石缝中原油流出，能够溶解岩石，增加岩石孔隙度和渗透率，将有助于提高原油产量和采收率。2.4 微生物发酵产生的生物聚合物
微生物在油井中发酵产生的生物聚合物能调整注水油层的吸水剖面，控制高渗地带的流度比，改善地层渗透率。
2.5 微生物的封堵作用
微生物注入水驱油层后，生长繁殖的菌体和代谢产物与重金属形成沉淀物，具有高效堵水作用，封堵率可达到99%。这对于非均质油藏的堵水调剖面效果较好，可提高原油产量和采收率。在地层中产生的生物聚合物，能够在高渗透地带控制流度比，调整注水油层的吸水剖面，增大扫油面积，提高采收率。微生物的筛选
油井中的环境都是非常苛刻的，通常都具有高温、高压、高盐的特点，为了发挥微生物采油的优点，需要选用生存能力强、代谢活性高的菌株，才能实现利用微生物来提高原油品质和采油率的目的。
一般以利用原油中的重质链烃为碳源的微生物都是生长在含油量丰富的地方，所以将从油田污水、污泥以及炼油厂污水中获得微生物样品作为筛选对象，应用微生物室内富集培养与分离纯化技术，筛选出具有应用潜力的菌株。当然，也可以将菌株的筛选与细胞工程、基因工程等技术结合起来，进行培育，也可以在很大程度上获得高产高效的菌株。应用
近年来，为了探索提高采收率的新途径，已先后在我国华北、新疆、吉林、河南、胜利、长庆、辽河、大庆、中原等14个油田开展了微生物采油现场先导性试验，并且在一些油田取得了较好的增产效果。
4.1 微生物水驱
该技术是将菌种和营养液混合而成的微生物处理液注入目的层，使微生物作用于油层，当处理液被注入水推进并通过油层时，微生物通过代谢作用产生生物表面活性剂、气体、酸、醇等代谢产物的同时，还不断增殖。代谢产物通过物理、化学作用将岩石表面黏附的原油和岩石孔隙中的原油释放出来，使原来不能流动的原油以油水乳状的形式被注入到水驱生产井中，在生产井中被采出。4.2 周期性微生物处理（微生物吞吐法）
该技术是将微生物发酵液及营养液注入生产井内，关井一段时间（从数天到数周不等），让微生物进行发酵，然后开井生产，周而复始。
4.3 微生物选择性封堵地层（微生物调剖法）
该技术是把能够生产聚合物的微生物注入地层，使其在高渗透层内大量繁殖，从而可以起到封堵高渗透带的作用。改种方法比注入人工合成的有机聚合物或凝胶更为有效，而且不会造成底层的永久性破坏。
4.4 微生物清蜡和降低重油粘度
微生物清蜡技术可以取代溶剂和分散剂的使用，并能基本上取代热油处理法。微生物清蜡和降黏机理在于微生物对石蜡和仲有得代谢作用。通常，大多数微生物对蜡类芳香烃的代谢速度大于对对芳香烃的代谢速度。微生物代谢产生的溶剂对近井区域能起到很好的清洗作用。展望
微生物采油技术具有其他三次采油技术无可比拟的有点——多功能性，近些年来，随着生物技术的不断发展，目前，一经发现开始应用一些在极端环境下能够生存、繁殖的微生物、但是MEOR技术也有自己的局限性：微生物在温度较高、盐度较大、重金属离子含量较高的的油藏条件下易于遭到破坏，微生物产生的表面活性剂和生物聚合物有造成沉淀的危险，裴炎微生物的条件不易把握，微生物采油甲护身在冬季不易施工。为了克服这些局限性，在现有的菌种基础上，通过基因工程手段获取基因工程菌，使其性能更加优良，同时将计算机技术、基因检测技术等新技术用于为生物钟。
参考文献
[1] 娜挂玉，黄民生；生物采油技术应用及发展动态[J]。能源环境保护2004,18（2）：8-16.[2] 谢明杰，谢正，邹翠霞，曹文伟；微生物降解原油提高原油采收率的研究[J]；抚顺石油学院学报；1999年02期
[3] 杜宜娟，王晓梅，刘如林，梁凤；微生物采油技术的研究[J]；内蒙古石油化工；1998年02期
石油开采中增产技术的应用 篇3
关键词:石油采收率;二次采油;热采法;气一汽热采;蒸汽驱油
原始石油地质储量中往往只有一部分可以开采出来。资料表明,一次采油和二次采油的采收率都不太高,相当大的一部分地质储量,尤其是粘度较大的稠油和沥青砂矿等的一次和二次采油的采收率极低,只有采用非常规的工艺技术才能使这些石油资源成为可采储量。
1.热力采油法
迄今为止,国内国外提高原油采收率使用的非常规工艺技术应用最多最广的当数热力采油法。所谓热力采油就是利用一定的工艺技术将热量注人到油层中,从而提高原油采收率。热力采油法主要有蒸汽吞吐法、蒸汽驱油法、气一汽驱油法和火烧油层法等等。
1.1蒸汽吞吐热采法
目前,石油热采中的蒸汽吞吐热采法与注水开采法一样,已发展成为一种成熟的采油工艺。这种方法是将饱和蒸汽通过油井注人油层,利用其热能使原油降粘、活化,驱使其流动,并由于蒸汽的大量注人而提高了油层的压力,当产能达到一定程度后开始采油。通常的工艺过程为:注汽一段时间后,进入自喷采油阶段,此后转机械抽采数月,一个蒸汽吞吐周期结束。然后再注汽、抽采往复循环。从20世纪80年代初以来,我国油田运用蒸汽吞吐热采技术的实践表明,该技术较适用于800m以上地层中油层的低开采周期范围。其开采过程中,地层压力不断下降,当开采到了6一8周期以后,油井地层压力失去了70%一90%,即失去了热采所必需的势能,导致油井低采能,尤其是大量稠油井进人热采高周期后,因低于热采经济界限而被迫关井停采。
1.2蒸汽驱油热采法
蒸汽驱油热采通常作为蒸汽吞吐热采的转换技术来应用的。当蒸汽吞吐热采进入高周期后,虽然地层压力衰减,油汽比显著降低,但蒸汽对油层中粘稠油藏的驱替作用还是有效的,如果在注汽井附近区域开掘若干口甚至数十口采油并,当能获得较高的原油采收率,这就是所谓的蒸汽驱油热采法。从ro多年来若干先导试验区的开采实践来看,蒸汽驱的采收效果并不十分理想,其主要开发指标尚未达到开发方案的设定值。其主要原因是:
①由于油层构造复杂,且开采十多年后,油层深度已降到地层以下1000多米深处,大量的稠油藏更处于1300一1700m深层甚至更深地层,使得蒸汽驱的体积波及系数较低,驱替作用不明显;
②地层压力对于稠油、尤其中质稠油来说,是保证油井产能的根本条件,由于蒸汽本身的性质特点所限,提高地层压力的作用不很明显,故使得蒸汽驱的效果不能有效发挥;
③由于受现有井网布局以及井组结构等因素的限制,也导致蒸汽驱的效果不太理想。此外,对蒸汽加热水段塞驱油的技术也进行过试验。旨在通过加注热水来保持油层温度,以便有效降低原油粘度,增强原油流动性并使油层压力也有所增加。但热水的热物理性质与蒸汽放热后的性质相当,与单纯的蒸汽驱相比,并无优越之处,故目前看来,该技术尚无明显的开发价值。
2.复合介质
采油新工艺针对蒸汽吞吐、蒸汽驱油等热采技术对热采高周期、深油层、粘稠油藏采收的不足,近几年又提出一种新的原油热采工艺技术—复合介质热采法。所谓复合介质热采也称为气一汽热采,就是通过气一汽发生器将燃料燃烧后的烟气与水蒸汽的混合气体(复合介质)注人油井内,从而实现热力采油。
2.1复合介质热采原理
油田热采工艺中使用的燃料通常为原油或柴油,燃油在发生器的燃烧室中燃烧后产生的烟气温度很高(>1500℃),注人一定量的水,一方面可适当降低烟温,使之满足油井设备的技术要求,同时,注人的水会汽化,即产生蒸汽。这样,通过调节注节能技未与产品水量,既可调节混合气的温度,又可调节注扁耘蒸汽量。即调节气一汽混合比;如果加大注水量,还可产生大量的热水。具有这种技术特点的气一汽发生器便具有多功能性,因而具有较好的适应性能。稠油热采主要取决于两个因素:温度和压力(即热能和势能)。提高油层温度可使原油粘度降低,增强其流动性,从而提高油井产能;压力更是保证油并产能的根本条件。由于复合介质中含有大量的不凝气体,使得混合气不仅携带巨大的热能,而且还具有较大的容积,故可以较快地提高地层压力,其较好的弹性具有较强的驱替作用,因而可以有效地提高油井的原油采收率。由于气体和储层内油的密度差而产生重力分异作用,且因为试验区块油层构造经过多次蒸汽吞吐热采后,剩余油藏中相当一部分分布在油层顶部中低渗透部位,通过这种重力分异作用则可显著扩大气体压力能的波及范围,充分采收这部分剩余油藏,从而进一步提高采收率。
2.2复合介质热采的工艺过程
由理论分析及后来的试验实践可知,由于气体与稠油流度比很大,不宜采用连续注人方式注人气一汽混合气,合适的方式应当是段塞式注人,即在注人一段时间的气一汽混合气(即注入气一汽段塞)后,再注人一段时间的热水(即注人热水段塞),如此反复交替注人,以实现较好的流度控制。从而使复合介质热采技术的效果得到充分发挥。在试验中还发现,采用气一汽段塞驱的效果明显好于气一汽段塞吞吐热采。在以井组为单元的试验中,由气一汽发生器通过中心注入井向地层注人一空容积的气一汽段塞,然后注人一空量的约60℃的热水段塞。在生产过程中,中心注入井注人的热水量与生产井的产液量相当,从而保持一定的地层压力。经过一定的生产周期后,再进行一次或若干次注人气一汽段塞与热水塞的工艺过程。多次重复的试验表明,采用气一汽段塞驱热采工艺,可在保持稳定的地层压力水平的条件下持续开发油藏,从而实现了试验区块原油开采方式由蒸汽吞吐到气一汽段塞驱的顺利转换,使井组重新获得较高的原油采收率。
3.结语:为提高油田的原油采收率,采用先进的工艺技术势在必行。理论分析和现场试验表明,气一汽段塞驱原油热采工艺技术具有良好的工作特性,能够产生巨大的增产节能效益
参考文献
1.刘文章.热采稠油油藏开发模式〔M〕.石油工业出版社.1998.
充填开采应用研究 篇4
王台铺矿为1958年建成投产的大型矿井,年产能210×104t/a,矿区建筑下压煤量占据全矿煤炭总储量的30%,其中六采区上部地表为村庄、学校等建筑密集区域,建筑下压煤储量500×104t多。为实现煤炭资源的充分利用,同时避免回采作业对地表建筑造成严重影响,尽可能降低地表沉降量,最终选择固体充填技术进行回采作业,实现了矿井经济效益、环境效益及社会效益的多赢。
1 充填技术与设备
1.1 充填回采面概述
王台铺矿现充填作业面为7204回采面,该工作面走向全长760 m,倾向全长150 m,工作面埋深介于-580 m~-540 m,对应地表存在学校、村庄等众多建筑。煤层厚度介于1.8 m~2.5 m,回采面直接顶为细砂岩,完整性良好,Ⅱ类;基本顶为黑色粉砂岩,Ⅰ类,工作面顶板状况整体良好。
1.2 充填支架
针对部分矿原本充填作业时必须配备专用设备、成本高、工艺复杂等缺点,王台铺矿联合高校针对自身地质条件一同开发了ZZ2500/3/20BC充填支架,整个支架由顶梁、底座、立柱、千斤顶、尾梁、输送机溜槽等组成,其相关技术参数如表1所示。
1.3 充填工艺
割煤机进刀后,随着刮板运输机机头和机尾的前移推动,工作面支架随之向前移动,待支架顺直后将充填运输机悬挂至支架后方。随后先开启充填刮板运输机,再开启轨道巷等其它矸石充填系统构成组件,充填刮板运输机上链进行矸石的运输充填,下链进行矸石的推平。刮板运输机上的溜矸孔每次仅开启2个,自下而上依次实施充填作业。采空区充填作业达成后,整个矸石充填系统伴随割煤机和支架的前移,步入下一个作业循环[1,2]。
2 矸石充填回采监测结果分析
2.1 回采面矿压显现监测分析
为有效了解矸石充填回采后回采面矿压显现规律,特对7204回采面充填前后的液压支架支护效果及轨道巷围岩变形状况实施实时的动态观测。
a)回采面液压支架支护效果分析。图1和图2所示分别为矸石充填前后液压支架支撑阻力分布示意图。
由图1和图2的对比分析可知:采空区实施矸石固体充填后,回采面液压支架的初始支撑阻力与最大支撑力均产生显著缩减,这表明采空区上覆岩层的沉降变形在充填采空区厚得到明显控制,顶板沉降对回采面的影响遭到削减;液压支架处于阻力恒定阶段时期,支架阻力随着矸石充入采空区而逐渐趋于平稳,这表明立柱压力始终低于支架额定阻力,立柱安全阀不存在开启的风险;依据现场实际观测与数据分析可得,采空区充入矸石固体后,回采面不再发生显著的周期来压现象[3];
b)轨道巷围岩变形分析。图3和图4所示为分别为回采面轨道巷矸石充填前后的巷道两帮与顶底板移近量统计示意图。
由图3和图4分析可知,矸石充填前后采空区轨道超前段巷道两帮与顶底板变形量发生显著降低。这表明矸石充填回采对上部覆岩的移动变形实现了有效控制,降低了顶板移动对两巷围岩的影响,显著提升了井下作业的安全性。
2.2 矸石固体充填回采地表变形监测分析
“三下”回采安全规程中明确规定:地表砖混建筑物Ⅰ级损坏变形值为:建筑物倾斜低于3 mm/m;建筑物水平变形低于23 mm/m。为探究矸石固体充填回采对地表建筑的影响,在王台铺矿7204回采面对应地表布置沉降监测站,对回采过程中和回采过后的地表位移沉降进行监测。工作面生产以来,每间隔10 d对地表沉降情况进行1次统计,统计结果发现地表沉降与变形数值均较小,沉降量最大值仅为125 mm,符合安全规程相关规定。
经分析研究可知,矸石充填能对采空区上部岩层的运动变形起到良好控制效果。矸石充填体的存在使得顶板沉降空间大幅减小,加之岩层自身膨胀性使得直接顶等断裂膨胀后进一步充填残余小空间,使得地表基本不会出现沉降变形;当然7204工作面回采时间较短,其采动影响可能尚未波及地表,待回采结束后随着岩层压实,地表必然还会发生一定的变形沉降,但理论分析与计算可知,进一步变形量有限,最终不会超过Ⅰ级损坏变形所规定的数值,不会对地表建筑物造成大的影响[4]。
3 充填回采效益与前景分析
此次选用的矸石充填工艺兼具成本低、工艺流程简便、充填料获得方便等诸多特点。王台铺矿自2011年推行上述充填工艺以来,先后完成7203、7204、7205等多个工作面的回采作业,消灭废弃矸石5×104t多的同时,置换出煤炭资源近6×104t。其相较于以往的条带开采,虽初期设备投入较高,但多回收煤炭资源近3×104t的同时缩减矸石占地10 000 m2、规避地表沉降事故的发生,并缓解了井下运输压力,使企业综合经济效益提升的同时,帮助企业树立了良好的社会形象,获得了广泛的社会好评[5,6]。
4 结语
伴随着煤炭资源的进一步枯竭和环保意识的不断深入,煤炭绿色开采已成为未来煤炭产业发展的必然趋势。矸石固体充填开采作为一种已经过实践检验、行之有效的绿色开采手段,对于实现“三下”压煤的充填利用意义重大。作为一名合格的矿山技术人员,必须积极学习相关专业知识,探寻实现综合机械化充填工艺进一步推广使用方法和途径,为实现煤炭产业的绿色、长久发展提供有益推动。
摘要：针对矸石固体充填工艺,结合具体工程实践,概述其关键设备与工艺流程的基础上,结合现场实测对其应用效果进行分析论述,实践表明矸石固体充填工艺不仅能对由回采导致的地表沉降进行有效控制,还有助于提升煤炭采出率,延长矿井服务年限,提升矿井经济效益与环境效益。
关键词：充填开采,关键设备,实测分析,效益分析
参考文献
[1]胡炳南.我国煤矿充填开采技术及其发展趋势[J].煤炭科学技术,2012(11):1-5.
[2]邓雪杰,张吉雄,周楠,等.特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术研究与应用[J].采矿与安全工程学报,2014(6):857-862.
[3]谢生荣,张广超,何尚森,等.深部大采高充填开采沿空留巷围岩控制机理及应用[J].煤炭学报,2014(12):2362-2368.
[4]张书国.建筑物下压煤充填开采固体充填材料优化与应用[J].煤矿开采,2013(1):66-69.
[5]刘建功.千米深井充填开采技术及装备研究与应用[J].煤炭科学技术,2013(9):58-61.
开采应用 篇5
由于近几十年我国工业的持续高速发展,我国石油消耗量很大,原本储量十分丰富的石油资源慢慢变少。丰厚油层将很快开采耗尽,贫瘠的油层将成为将来发掘和开采的重点。因此,较高的石油勘探技术越来越受到关注和发展[1]。地球物理勘探（简称“物探”）是通过物理的方法勘探地质的机构和处理矿物开采问题的一种措施。它的研究基础是地下岩石的各种物理性质,如密度、导电性、弹性模量、放射性等参数。它利用不同的方法和设备,检测地下某些物理场的不同特点,分析、研究所获得的资料数据,分析地质的结构和矿产在地下的分布等状况[2]。本文将通过文献检索分析的方法阐述物探技术的发展、目前存在的问题和寻找解决相应问题的方案。
1、物探技术的发展历程
地球物理学是上个世纪前期发展起来的一门交叉学科,涉及物理、数学、力学与地质学等学科[3]。上个世纪四十年代,我国的翁文波与赵仁寿等最早使用物探方法勘探石油。四十年代中期翁文波建立了我国第一个使用重力测量石油的勘探队,赵仁寿在五十年代初建立我国第一个用地震方法探测石油的勘探队。五十年代后期到六十年代,继西部地区之后,我国东部也相继创建了一些地震勘探队伍。六十到七十年代我国成功研制自主开发的模拟磁带仪,并发展了多次覆盖技术。七十年代研制出我国第一台数字化的地震仪。九十年代,我国已经成功利用三维资料连片技术提高资料的品质,从而发现了塔里木盆地和准葛尔盆地中的一些油田。随着计算机技术和信息技术的发展,各种软硬件日渐成熟,本世纪物探技术发展相当迅猛,高精度三维地震技术、VSP地震技术、多波勘测等已经在实际应用中发挥了很大的作用。
2、石油勘探中存在的问题
为了满足国民经济发展的需求,有些公司提出应该大力开展开发高原地区油田、二次开发油田、开发海外油田等项目。这是未来发展的尝试,但也同时存在较多问题。
2.1 复杂陡坡结构
复杂陡坡结构主要存在于新疆库车和塔里木盆地的西南地区,沿着准噶尔盆地的南部边缘,在四川的大巴山地域和柴达木盆地的北部等地方存在。这些区域是“稳定西部和促进海外业务”战略的关键地方。这里主要的问题是地形复杂,海拔变化大,岩石比较复杂,低电阻间隔。此外,地下构造的复杂性,构造反转、走滑断层组合等造成地震波传播很难把握。尽管技术研究已经完成了好几年,地震剖面材料和地质模型经常很难很好地匹配。
2.2 复杂的地形地貌、地层圈闭
层位困储备出现在浅地层和中级深度渤海湾、部分松辽、鄂尔多斯、塔里木、准噶尔、吐哈、柴达木、三湖、四川盆地,以及其它区域的中亚、亚太、非洲大陆。在这些地区进行开采对我国石油资源的储备增长是必要的。这里要解决的问题是厚层砂表面和黄土、厚风化带、复杂和异构的沉积层、低孔隙度、低渗透率的薄储集层。高分辨率地震数据不能识别单个储层厚度小于3m的薄层。地球物理勘探技术在这里的挑战是在中国西部地区提高地震资料主频10赫兹和在东部地区增加10到15赫兹,从而达到增加地层圈闭的钻井成功率20%目的。
2.3 其他问题
除了上述存在的问题外,由于老油区岩性复杂、深层勘探比较困难,在这里发现新的石油储备难度比较大。此外,由于老油区剩余的石油分布比较杂乱,油藏勘探比较困难,提高老油田的采收率也非一件易事。由于种种问题的存在,对物探技术有了更多的要求。首先要求新的物探技术有对更复杂地区的探测能力,其次需要仪器的构造要有更高的精度和分辨率,此外,要对所收集的信息有较强的处理能力,对剩余的石油分布可以进行动态的检测。
3、解决复杂问题的物探技术介绍
3.1 海域物探技术
海底储存着丰富的石油资源,但由于海底地形比较复杂,在海底得到的数据往往比较糟糕。信噪比很低、相位的连续往往中断、能量阻尼比较大、反射差等一系列问题一直以来很难得到完满解决。
要解决这一问题,需要从数据的来源和信号的处理两方面着手。先前使用的海底测量电缆往往比较短,大部分不足5000m。由于长度不足,海底的信号往往不能很充分的接收。加上数据的处理技术不好,造成所形成的模拟形态发生变形,不能真实反映相应地区的地质状态。如果采用长度较大的电缆,便可以获得质量更高的信号,信噪比比较大。在处理数据时,采用分频去噪的方法,并采取措施消除海底因不平造成的影响。这样,便可以得到更好的结果,更能反映真实的地质形态[4]。
3.2 油区高精度地震技术
在油区,由于已经存在的油田对地震技术往往造成干扰。此外,由于不停地开采作用,地下的石油分布也相应发生动态变化。这就造成了油区开采难度比较大。
要解决油区石油勘探问题,有公司提出如下措施:(1)延时三维数据采集;(2)小接收器地面测量;(3)基于岩性和油藏动力学的安放位置设计;(4)高精度静态修正;(5)区域联合处理;(6)叠前数据储层特征描述;(7)考虑地层倾角,适当扩大面元,合成统一剖面,提高地震分辨率。这些措施取得了比较好的效果。
3.3 复杂地区地震技术
在地形复杂地区,如我国柴达木盆地附近,石油储存量比较丰富,比较有希望探测出石油分布。然而,由于地势起伏比较大,地表受到比较高的侵蚀,施工非常困难。此外,即使测得数据,信号处理也比较困难。为解决复杂地区的石油勘探问题,可考虑采取以下措施。(1)利用精度较高的卫星遥感数据,更好地设计探测系统;(2)更详细地勘察地表的形态;(3)根据不同的地表形态使用不同的激发参数;(4)采用宽线技术,更好的采集数据,提高信噪比。利用本项技术可以大大提高数据质量,基本模拟真实的面貌。
4、结语
在石油勘探过程中存在如复杂陡坡结构、复杂的地形地貌、地层圈闭、油区探测困难等问题和挑战。这些问题可以通过数据的发展找到一些相应的方式去解决。如加长测量电缆的长度,利用延时三维数据采集信息,利用三维技术对数据进行高精度修正,采用宽线技术,用各种方式进行数据处理,提高信噪比等,最终合成贴合实际的图像。
参考文献
浅谈煤矿开采技术的创新与应用 篇6
【关键词】煤矿开采技术；创新；应用
在社会的发展之下，人们的生活与生产对于煤矿资源的需求也呈现出逐渐上升的趋势，但是，与发达国家相别而言，我国的煤矿开采技术还较为落后，原煤的开采效率不甚理想，长此以往，是很难满足社会发展需求的，考虑到这一因素，煤矿企业必须要积极探索新技术，加强对设备的维护与更新，采取科学有效的手段来提升煤矿资源的开采效率，下面就针对煤矿开采技术的创新与应用进行深入的分析。
1 煤矿开采技术的新理念
在煤矿开采过程中，需要遵循绿色开发的理念，这不仅仅是可持续发展道路的必然需求，也是实现环境保护与资源开采相协调的重要渠道，为此，煤矿管理人员需要站在一定的高度将煤、水、瓦斯等可以利用的资源充分的利用起来，以便防止煤矿开采过程中对周围环境与其他的资源产生不利影响，这样也能够有效提升煤矿企业的社会效益与经济效益。
就现阶段来看，煤矿开采绿色开发技术包括离层注浆、充填开采与条带式等技术，其中，最常使用的技术就是充填开采技术，该种技术可以有效防止地表的下沉，常见的充填开采技术有超高水材料充填技术、似膏体自流充填技术与膏体充填开采技术但中，超高水材料充填技术多用于炮采工作中，但是，此类技术的效率与产量并不理想，其应用范围也受到一些限制，而似膏体自流充填技术主要用于高档普采与炮采工作中。
2 新型煤矿开采技术的应用
煤矿开采技术是判断煤矿开采工作技术水平的一个重要依据，也是煤矿企业生产的中心，要想实现煤矿企业的发展，必须要不断的改善采矿方式与采矿工艺，现代化煤矿开采技术应该超车一种多样化、多层次的方向发展，这包括几个发展方向：
2.1 应用各种新型综采高产设备保证体系
为了提升煤炭资源的开采效率，需要应用各种新型综采高产设备保证体系，其中代表性的就是“支架-围岩”体系，该种体系的使用可以保障煤矿开采的支护质量、支架位态，也可以实现信息的自动化采集。此外，这一体系也能够实时监测到煤矿液压系统与泵站的运行情况，监测好设备的变化状态，这样就可以为煤矿资源的开采提供良好的数据支持。
2.2 利用高效集约化生产技术
将高效集约化生产技术应用在煤矿开采中可以有效提升开采的经济效益，这一技术强调开采布置与生产系统的一体化，在开采过程中，管理工作与监控工作应该贯穿在整个作业流程中，管理人员需要根据具体的情况不断改善采煤工艺与采煤方法，这不仅可以有效提升采煤工作的机械化水平，也可以提高煤矿采集的可靠性与高效性。
对于缓倾斜厚煤层，需要不断的完善其支架结构，提升支架的强度，这不仅能够起到防滑、防倒的效用，还可以防止千斤顶受到损坏，只有不断改善开采技术，才能够缩小我国煤矿开采技术与国外煤矿开采技术的差距。
2.3 利用煤炭地下气化技术
煤炭地下气化技术是一种新型的原煤开采技术，与传统的技术相比，该种技术有着用时短、投资小、费用低、见效快的优势，适宜用在地质构造复杂、地理环境恶劣的矿区，这一技术在我国煤矿开采中有着良好的应用前景。在未来阶段下，可以将这项技术充分的应用起来，提升原煤的开采质量与开采效率。
3 煤矿开采技术的创新方式
3.1 深矿井开采技术创新方式
在深矿井开采技术中，可以使用矿压控制技术、深井通风技术以及井巷布置技术，在进行开采时，需要进行深入的分析与调查，清除的了解深井周围岩矿应力场特点与状态。与此同时，工作人员还要做好监测工作，了解深井作业场所环境的变化情况，为后续的开采工作奠定好良好的基础。此外，管理人员也必须要重视其巷道开采装备与开采技术，特别是软岩巷道的开采装备与开采技术，做好各项准备工作，这也是实现煤矿开采安全的前提条件。
3.2 “三下”采煤技术的创新方式
“三下”采煤技术是现阶段应用较多的一种开采技术，为了优化开采效果，必须要对现阶段的“三下”采煤技术进行创新，采取科学的措施提升相似材料模拟技术与数值模拟技术的水平，加强对地下水资源、建筑物与地表的研究，得出地表沉陷规律以及覆岩运动规律，从而得出具体的优化参数，并使用这一参数来确定好科学合理的开采系统。
3.3 采场围岩控制技术创新方式
在下一阶段，需要完善采场围岩的控制理论，开采活动也应该遵循高效、安全的开采原则，结合科学的岩层控制技术来深入分析矿山研究成果，这可以应用不同的方式，如实测法、现代数学力学、解析法等等，还可以将计算机技术应用到其中，从而深入了解煤矿开采条件以及地质状态。只有这样，才能够得出科学的采场围岩控制技术，从而帮助工作人员更加深刻的意识到急倾斜、大采高、大采深采场矿山压力规律以及围岩平衡和破坏机理。
除此之外，还要做好冲击矿压的防治与预测工作，这可以使用计算机模拟技术来完成，在得出相关模拟参数之后，再对现有的冲击矿压显现监测技术进行不断的完善，提升预报技术与遥控测量技术的科学性。
4 结语
总而言之，在社会的发展之下，人们对于原煤的需求量也越来越大，就现阶段来看，我国煤矿开采行业普遍存在管理制度不完善、设备老化以及开采技术落后的不足，这是难以满足生产发展的，在未来阶段下，需要不断的创新煤矿开采技术，加强对设备的维护与更新，采取科学有效的措施提升煤矿资源的开采效率。
参考文献：
[1]申磊，李庆茹，徐明昱，宋利锋，严海纲. 新型薄煤层大功率采煤机的研制与应用[J]. 煤矿机械. 2011（11）
[2]徐明昱，罗永浩，申磊，李庆茹，尹丽娜. 3种不同形式的圆柱销在采煤机上的应用研究[J]. 煤矿机械. 2011（12）
[3]周岩，胡茹. 中国近代煤炭开采技术发展及其影响因素[J]. 中国矿业大学学报（社会科学版）. 2011（01）
[4]张吉雄，周跃进，黄艳利. 综合机械化固体充填采煤一体化技术[J]. 煤炭科学技术. 2012（11）
[5]赵富，安伯超，赵琦. 建筑物下压煤开采方案技术经济评价模型研究[J]. 煤炭科学技术. 2012（11）
开采应用 篇7
1.1 综放技术的发展历程
我国的综放开采技术经历了以下三个阶段:
1.1.1 探索阶段
1990年阳泉一矿达到了综放工作面月产量8万t以上的水平, 同年该煤矿的9603长壁综放工作面月产量更是创出了14万t的新高, 煤炭回收率也达到了80%以上, 该煤矿总结了长壁综放工作面实现高产高效的规律, 为综放技术的发展及其在我国各大煤矿的推广奠定了坚实基础。
1.1.2 成熟阶段
1993年, 王庄煤矿应用综放技术创出了月产量31万t的新高, 全年产量达到250万t以上, 工效达到100t/工的水平。自此之后, 国内很多煤矿将发展综放技术提到了主要议程, 难采煤层综放技术也获得了突破性进展, 其中较具代表性的有三软煤层综放开采、高瓦斯煤层综放开采、大倾角煤层综放开采等等。由此正式标志着我国的综放技术进入了成熟阶段。
1.1.3 推广阶段
随着综放开采高产高效优势的逐步体现, 国家自1996年开始, 加大了对该技术的研究投入, 综放技术的经济效益和社会效益调动了煤矿企业的研究积极性, 该技术的安全优势也获得了业内的一致认可。煤炭部将综放技术的几个问题正式定为重点科研攻关项目, 这为综放技术的进一步发展提供了良好的外部环境, 也为综放技术在全国各大煤矿中的推广应用打下了基础。
1.2 综采技术装备的现状
综采技术是综合机械化采煤技术的简称, 该技术的出现使全球煤炭工业的面貌得到了根本上的改变。
1970年, 我国首套综采机械化设备在峪口煤矿8710作业面进行了工业性试验, 自此拉开了综采技术在国内煤矿井下采掘作业中应用的序幕。
1992年高效矿井的建设工作逐步展开, 之后, 此类矿井的数量大幅度增加, 建设质量也显著提升。
1997年, 国内煤矿已经建成80余处高产高效矿井, 到2014年, 此类矿井的数量增至418处, 总产量达到10.2亿t。机械设备是综采技术的核心, 是高产高效的基本保障。
2 综放综采混合技术在煤矿开采中的应用
下面本文以某煤矿为例, 对综放综采混合开采技术的应用进行论述。
2.1 煤矿概况
某煤矿的7510作业面位于75采区的西部边界, 在作业面上分层已采段内运用下分层综采技术进行煤炭开采, 边缘实体煤段采用综放技术进行开采, 由此形成了同一个作业面内综放、综采混合开采的局面。
2.2 混采作业面设备选型
2.2.1 采煤机的选型
在对采煤机进行选型的过程中, 需要重点考虑的因素为设备的平均落煤能力Qm及割煤速度Vc。
在上式当中,
Qm代表采煤机的平均落煤能力 (单位:t/h) ;
Q代表作业面的平均日产量, 根据该煤矿的生产情况, Q可以取12000t/d;
L代表作业面的总长度, 为220m;
Ls代表刮板输送机的弯曲段长度 (单位:m) ;
Lm代表采煤机两滚筒的中心距 (单位:m) ;
K代表采煤机平均日开机率, 可以取60%;
C代表作业面采煤机割煤回采率, 可以取0.98;
Hf代表综放作业面平均顶煤厚度, 可以取6.5m;
H代表平均采高, 可以取3.0m;
Cf代表顶煤回采率, 可以取0.85;
Lf代表沿着作业面方向放顶煤区段的实际长度, 可以取78m;
Td代表采煤机的返向时间 (单位:min) ;
B代表采煤机的截割深度, 可以取0.6m;
γ代表煤体密度 (单位:t/m) 。
将相关数值带入到式 (1) 当中, 经计算得出Qm=600~700t/h。按照平均落煤速度要求, 可用下式计算采煤机的平均割煤速度:
将有关数值带入到式 (2) 当中, 可得采煤机的平均割煤速度约为9m/min。依据上述计算结果, 综合考虑技术先进性和经济性, 决定选用MXA-300采煤机。
2.2.2 液压支架选型
结合该作业面的具体情况, 综放段选用ZZP-4800/17/33型号的液压支架47套, 综采段选用ZY-35型号的液压支架99套。
2.2.3 输送机选型
通过技术经济性比选后, 决定选用SGZ-764/630和SGZ-764/250型号的刮板输送机, 一个用于前部, 另一个用于后部。
2.2.4 乳化液泵站选型
经过综合考虑后决定选用2台MRB-200/31.5的乳化液泵。
2.3 保证混采高效安全生产的技术措施
对于一般的片帮冒顶可采如以下措施加以控制:
2.3.1 对采煤机的采煤高度进行控制
可将采煤机的采煤高度从原有的3.0m降低至2.6-2.8m左右, 通过现场观测表明, 在距离煤层底板2.8-3.2m的位置处有强度较大的稳定层, 降低采煤高度后, 能够避免稳定层被破坏, 由此可减少煤壁片帮问题的发生。
2.3.2 减少顶煤的悬露面积
采煤机在采掘作业过程中, 应当割平顶板, 确保“三直一平”, 支架的前移要及时, 顶梁上浮的煤体必须及时清理干净, 保证顶梁接顶的有效性, 从而减少顶煤悬露在外的面积和时间。
2.4 应用混采技术取得的效益
1) 运用混采技术后, 该作业面的边角煤较之以往多回采煤炭量23.9万t, 采出率提升了将近30个百分点。
2) 混采作业面的布设长度为220m, 其中综放部分的长度为78m, 布置在下分层作业面上的切眼长度只有138m, 混采技术的应用使回采储量增加了39.2万t, 给企业带来了巨大的经济效益。
3 结论
综上所述, 本文以某煤矿为例, 对综放综采混合开采技术在该煤矿中的具体应用进行了论述。通过混采作业面的布置和相关设备的合理选型及各种技术措施的运用, 使该煤矿的回采率获得了大幅度提升, 由此带来了巨大的经济效益和社会效益。可见, 混采技术具有一定的推广使用价值。
参考文献
[1]冯德清.复杂煤层地质条件下综采 (放) 回采技术的应用研究[J].科技信息, 2011 (5) :78-81.
[2]王国法.综采工作面成套装备技术的发展与创新[J].煤炭科学技术, 2011 (4) :64-68.
开采应用 篇8
晋北煤业公司位于忻州地区静乐县城南东直距约9 km处, 隶属于静乐县娘子神乡管辖, 地理坐标为东经112°00′43″—112°01′46″, 北纬38°17′33″—35°17′58″, 井田形态呈不规则六边形, 东西宽2.701 km, 南北长3.723 km, 井田面积8.567 km2。井田位于宁 (武) 静 (乐) 盆地东南部边缘处, 地处晋西北黄土高原, 植被稀少, 地形较为复杂, 切割剧烈。井田内地形总体东南高, 西北低, 最高点位于井田东南部, 标高为1 574 m, 最低点位于井田西部牛泥沟, 标高为1 345 m, 相对高差229 m。山势起伏不平, 呈“V”字形沟谷。属低山区。地层走向为北北东—南南西与构造线方向基本一致。同时受盆地形状所致, 倾向由盆地边缘向内地倾斜, 倾角随之由陡变缓, 变化较大, 一般为5°~45°, 井田地质构造简单, 水文地质类型为中等, 矿井最大涌水量为171 m3/h, 正常涌水量为114 m3/h, 属瓦斯矿井, Ⅱ类自燃煤层。
矿井采用斜井开拓, 生产能力120×104t/a。主要开采5上号煤层, 资源可靠, 煤层赋存稳定, 为特低灰—中灰、中高硫—高硫分、低热值—特高热值1/3焦煤。
为提高矿井资源利用率, 创造良好的工作环境, 矿井对采煤方法进行了技术改造, 将原综采放顶煤采煤方法改造为大采高一次采全高工艺, 在现一采区布置1个5-103大采高工作面, 该面位于矿井一采区右翼, 煤层厚度2.92 m~6.05 m, 平均4.62 m, 煤层结构简单, 含1层~2层炭质泥岩夹矸, 全层平均夹矸率7.3%, 煤较软但粘结性较好。设计工作面走向长度758 m, 面长150 m, 煤层倾角9°, 水文地质条件简单, 瓦斯含量低, 煤层自燃, 煤尘有爆炸危险性。5上号煤层顶板从采区东侧向西侧、北西侧岩性由泥岩向灰岩变化, 底板岩性为黑色炭质泥岩, 该层位稳定, 岩层较为破碎, 厚度1.15 m~4.6 m。
2 煤层及顶底板岩石力学参数
5上号煤层厚度为3.2 m~5.6 m, 平均为4.7 m, 煤层储存稳定, 平均坡度为10°左右, 煤质较软、顶板软、底板软, 属典型的三软煤层。根据5上-101工作面机采高度2.6 m, 采煤机割煤后工作面煤壁整齐, 采煤机刀痕清晰可见, 反映出5上号煤层整体稳定性好, 煤质虽然较软, 但粘结性很好, 水平层理虽然发育但节理不甚发育, 这对于大采高综采工作面控制煤壁片帮是1个有利因素。
5上号煤层底板为黑色炭质泥岩, 该层位稳定, 岩层较为破碎。为保证支架底座比压与工作面底板相适应, 2010年7月, 太原研究院委托太原理工大学对5上号煤层底板比压进行了现场测试, 比压测试结论为:
5上号煤层底煤为底时:
底板平均压入强度为:qm=9.45 MPa;
平均底板刚度为:Km=0.25 MPa·mm-1;
底板容许比压为:qc=7.09 MPa;
底板容许刚度为:Kc=0.19 MPa·mm-1。
5上号煤层底板为底时:
底板平均压入强度为:qm=16.72 MPa;
平均底板刚度为:Km=0.51 MPa·mm-1;
底板容许比压为:qc=12.54 MPa;
底板容许刚度为:Kc=0.38 MPa·mm-1。
通过底板比压试验测定以及选择合理的支架抬底和推移机构, 大采高综采液压支架是能够适应5上号煤层底板条件的。
3 大采高综采工作面液压支架选型
3.1 支架支护高度的确定
支架高度按下式计算。
式中, Hmax, Hmin分别为支架最大, 最小高度, m;Mmax, Mmin分别为工作面最大, 最小采高, m;支架最大高度Hmax=4.62+0.2=4.82 m, 取Hmax=5.0 m, 根据支架设计特点取支架最小高度2.45 m。
3.2 支架架型选择
由于5上号煤层属于“三软”煤层, 顶板受风氧化带影响, 比较破碎, 工作面顶板管理和煤壁片帮问题是采用大采高一次全高开采技术的关键, 支架的选型是确保采煤技术应用的关键。为保证工作面顶板管理, 选择支架应具有以下特点:
支架应采用大流量带压移架快速液压系统, 保持支架与顶板的良好接触, 控制顶板的下沉。采用整体顶梁, 端部承载能力大, 可有效控制工作面前部顶板, 防止片帮。采用伸缩梁结构, 有效控制采煤机割煤后新暴露顶板的冒落。采用二级护帮机构, 增大护帮深度, 有效控制煤壁片帮。优化支架结构, 增大支架底座的接地面积, 减小支架的底座比压。支架配置抬底机构, 增强支架对软底板的适应性。顶梁与掩护梁带双侧活动侧护板 (单侧使用) , 可有效控制架间的漏矸问题。支架采用1 750 mm的中心距, 孔轴间隙小于1 mm, 有效提高支架的稳定性。支架设计有自动控制的喷雾灭尘系统, 在采煤机割煤时, 喷雾灭尘装置开启, 实现喷雾灭尘。支架结构采用高强度板材, 确保支架高可靠性, 并降低支架重量。
两柱掩护式液压支架立柱向前有10°~25°的角度, 能使支架向顶板提供1个指向煤帮的主动水平支撑力。两柱掩护式支架在平衡千斤顶的作用下, 可调节顶梁合力作用的位置, 顶梁上的有效承载区域较宽, 能适应于较软煤层中, 且支架最大支撑合力作用点相对煤壁较小, 顶梁前端支撑能力相对较大, 能与顶煤作用下的矿山压力显现较好的适应。因此, 支架架型建议选择两柱掩护式液压支架。
3.3 支架支护强度计算
5上号煤层顶板大部范围基本顶为泥岩, 但在采区西侧小部范围内5上号煤层基本顶为泥灰岩、灰岩 (最大厚度4.1 m) , 且一采区首采面揭露直接顶为灰岩, 灰岩厚度1 m~3 m, 局部范围灰岩厚度3 m~4 m。支架工作阻力计算时应按照最不利情况考虑, 按IV级基本顶条件计算。
以固支板梁力学模型等较为不利的受力条件计算较为稳定老顶初次来压步距有关计算公式:
式中:L为基本顶初次来压步距, m;H为基本顶分层厚度, 取4.1 m;Rt'为基本顶岩体抗拉强度, 取2.8 MPa;q为岩梁及上的均布载荷, 取18 t/m2;计算得基本顶初次来压步距约为23 m。
根据煤炭行业标准MT554-1996IV级基本顶延米支护阻力下限:
式中:hm为工作面最大采高, 取5 m;L为基本顶初次来压步距, 23 m;N为直接顶厚度与采高之比, 0;Bc为支架控顶距, 取5.6 m (截深0.8 m, 刮板机槽宽1 m) ;Ck为备用系数, 取1.5。
代入计算得:RH≈5 914 k N/m。
液压支架工作阻力下限为:FS=RH·SC/KS。
式中, FS为支架工作阻力下限, k N/架;SC为支架中心距, 1.75 m;KS为支撑效率, 0.8。
在采煤机截深800 mm的条件下, 支架工作阻力FS≈10 349 k N, 考虑到5上号煤层煤质较软, 提高工作阻力有利于控制煤壁片帮, 因此工作阻力取为11 000k N。
最终选用ZY11000/24.5/50型两柱掩护式液压支架, 可以满足回采面支护要求, 其参数见表1。
4 大采高综采工作面设备配套
5-103大采高首采工作面设备配备主要有ZY11000/24.5/50液压支架、MG500/1140-GWD双滚筒采煤机、SGZ1000/2×700可弯曲刮板输送机等, 运输巷配置SZZ1000/375桥式转载机和SDJ/100/63/2×90胶带输送机, 液压设备动力采用BRW400/31.5型乳化液泵。
为提高工作面供电质量, 降低启动和正常电压损失, 采用2台2 500 k VA负荷中心供电。
5 采煤工艺分析
5.1 工作面布置
5-103首采综采大采高工作面位于一采区右翼, 工作面推进长758 m, 工作面长150 m, 巷道均采用单巷布置, 梯形断面, 工字钢架棚支护方式, 沿顶板掘进。其中, 工作面运输巷道净断面13.82 m2 (宽×高= (3.2+4.8) m×3.5 m) ;回风巷道净断面13.82 m2 (宽×高= (3.2+4.8) m×3.5 m) ;开切眼净断面28 m2 (宽×高=8 m×3.5 m) 。
5.2 采煤方法
采用走向长壁综合机械化大采高一次采全高采煤法, 顶板控制采用全部垮落法。
5.3 回采工艺
端头斜切进刀—割煤—拉架—推溜—清煤—推移转载机。工作面实行“三八”工作制, 三班生产, 交叉班检修, 一次循环推进0.8 m, 班进度2.4 m, 进刀方式采用工作面端部斜切进刀。
6 采煤法改造结果总结
晋北煤业公司通过技术改造, 将综采放顶煤采煤法改造为大采高一次采全高回采工艺, 取得了以下成果:
提高了回采工作面资源回收率, 克服了综放工作面煤炭回收率低, 资源浪费严重的现象。改善了回采工作面工作条件和工作环境, 工作面通风断面和工人工作空间得到了扩展, 通风能力得到了提高, 对避免工作面瓦斯积聚起到了一定的作用。液压支架直接支护煤层顶板, 避免了放顶煤工作面架前漏顶现象。由于不存在放顶煤工作面的留煤和漏矸现象, 有利于提高煤质及防止采空区煤炭自燃和瓦斯积聚。该煤矿是1个大采高工作面, 该面的成功应用对中硬以上厚煤层及瓦斯、自燃煤层的合理开采具有积极的借鉴意义。
参考文献
[1]蒋绪成.综采大断面切眼支护技术研究[J].中小企业管理与科技 (下旬刊) , 2009 (12) :243-244.
浅议煤矿开采技术的应用 篇9
1 煤矿开采技术应用现状
随着我国社会和经济的高速发展, 对煤炭的需求也越来越高, 而我国大部分煤矿企业生产还停留在粗放型生产阶段, 因而在煤矿生产中存在大量的安全生产隐患, 由于受开采技术的限制使资源回收率不能提高, 造成资源的严重浪费, 并且矿区周围环境遭到了严重的破坏。这种生产现状也给国家下达的节能减排的生产目标造成了拖累。通过对我国煤矿生产相关数据的分析, 发现每年的矸石产出量非常大, 占地面积也越来越大。这些矸石山在矿区周围防治还会不断释放有害气体以及污染水体, 严重时还会发生矸石山爆炸事故。这种现状不但造成各种资源的浪费, 而且对矿区生产及人们的正常生活秩序都造成了严重的破坏。在我国的煤炭企业生产过程中, 每年排出矿井水量也很大, 浪费了矿区大量的水资源。由于煤矿生产投入的不足, 给技术创新及改造造成了困难, 使大部分煤矿只能沿用以往的技术。针对目前煤矿生产现状, 在生产条件及技术水平都相对成熟的矿区, 推广应用适合我国采矿地质条件的绿色开采技术, 如保水采煤技术、煤水共采技术以及煤与瓦斯共采技术等是非常必要的。
2 在煤矿开采中应用新技术的意义
在煤矿生产中不断研究和应用新技术对改善矿区生产生活环境促进环境保护, 降低矿工的劳动强度, 促进我国煤炭绿色开采技术进步和矿区社会和谐及环境建设具有重要的推动作用, 对促进社会效益、环境效益的提升所起的作用是非常巨大的。
3 煤矿开采新技术的应用
3.1 脉内采准无间柱连续分段充填采矿法综合技术。
该技术使矿石回收率提高, 综合成本降低。该项技术利用矿渣胶混充填进行煤矿开采生产, 此项开采技术可以有效的解决中厚缓倾斜破碎矿体地质条件下充填法采矿脉外采准工程量大、大量废石需地表排放等生产技术难题。此项开采技术把充填巷道布置在脉内, 对采矿工艺进行优化组合, 实现了立体交叉式采矿, 不但突破了脉内充填采矿生产能力不足这一技术瓶颈, 还将开拓系统建设产生的矿渣胶混充填, 实现了充填采矿和废料低成本、大规模利用。
3.2 矸石不出井充填置换煤技术。
煤矸石露天排放和地表塌陷破坏是煤矿生产最主要的环境问题根源, 是影响矿区经济发展和社会安定的重要因素;同时, 大量的“三下 (建筑物下, 铁路公路下, 水体下) ”压煤严重制约了煤炭资源的合理开发, 是目前煤矿资源采出率较低的主要原因之一。井下分矸系统, 解决了井下煤矸直接分选与转运问题, 为实现生产矸石不出井、直接充填采空区奠定了必要基础。此项煤矿开采技术在应用过程中采用具有自主知识产权的综采工作面高效机械化矸石充填液压支架、自压式矸石充填机、中间驱动可缩桥式胶带输送机等关键设备, 长壁综采工作面矸石充填采煤工艺, 可以有效的解决长壁综采工作面充填采煤方法的关键装备和技术难题, 从而实现长壁综采回采工艺与矸石充填工艺的优化组合以及综采面矸石充填采煤新技术应用的新局面。另外“V“型花纹皮带和高度可调、伸缩自如的高速动力抛矸机关键设备的应用, 解决了煤矸石运输、密实充填采空区和有效控制岩层及地表移动的技术难题, 这项技术在煤矿开采过程中的应用形成了长壁普采、炮采生产和井下矸石充填采空区的一体化技术体系。提高了煤矿开采的安全性及生产效率, 降低了矿工的劳动强度。此项技术在煤矿开采生产中的应用提升了企业的竞争了, 使企业生产实现了跨越式发展, 取得了显著的经济和社会效益, 对推动我国煤矿矸石废弃物井下处置、“三下”呆滞资源安全开采和提高矿井资源采出率具有重要指导意义。
3.3 保水采煤技术。
保水采煤技术应用的前提是有水也有煤, 有水, 才需要保;有煤, 才可能采。采煤条件下保水, 目的是保护环境, 保护生态。采煤过程中不可能不造成一定的地下水渗漏, 但保水采煤到底保到什么程度, 才算是保了水。这就给保水采煤技术的应用提供了空间。在具体应用中确定保水程度至少应考核以下两个指标:一是不至于造成泉水的干涸或大幅度减流, 对泉流量的影响不大, 最起码应该使泉流量衰减幅度不大于20%;二是对植被的生长条件不产生大的影响, 就是不影响植被的生长状态问题。所以, 保水的程度, 应该使地下水位下降后确保本地区丰富的植被类型和生物多样性。还应对风沙区适应生态、农林的合理地下水位、最佳生态环境与水资源消长的和谐关系, 以及煤炭开采与地下水的协调关系等都应进行深入的考虑。采煤保水的关键有两方面, 一是合理选择开采区域 (主要是矿区规划阶段) , 二是采取合理的采煤方法和工程措施 (如充填开采) 。在开采前必须对开采区域的地质条件进行充分的分析, 然后针对具体情况合理的选择开采区域, 以免给开采工作带来不利的影响。确定开采区域后选择合适的开采方式, 对于煤层埋藏浅的区域, 应推广充填开采技术和限高开采方法。对于不含水或煤层埋藏深度较大的区域, 应推广长壁综采技术。但无论采用任何开采技术, 都应该建立采空区地下水位监测系统, 确保采空区地下水水位的基本稳定, 并保持在一定的埋深范围内, 以保护生态脆弱区的生态系统。
3.4 煤与瓦斯共采技术。
煤与瓦斯共采技术可分为地面抽放技术和井下抽采技术。这两类方法不断进行着自身理论基础与工程技术的改进, 也相互结合、补充, 以便更好地进行瓦斯资源的开发与利用。由于我国含煤地层一般都经历了成煤后的强烈构造运动, 煤层内生裂隙遭到破坏, 煤层渗透率普遍较低, 这一特点决定了我国地面开发煤层气的难度很大。因此, 利用井下采掘巷道, 通过有效利用煤层采动影响后煤层渗透率提高的抽采技术和方法也就得到了较多的研究和广泛应用。此技术原理是通过“首采煤层”的开采, 在煤系地层中产生“卸压增透增流”效应, 形成瓦斯“解吸-扩散-渗流”活化流动的条件并通过合理高效的瓦斯抽采方法和抽采系统, 实现瓦斯资源的高效抽采。
4 结论
在煤矿生产过程中应不断加大科技投入力度, 针对煤矿生产实际条件科学合理的选择应用新技术, 从而为煤矿生产创造更好的安全条件, 为提高煤矿生产效益打下坚实的基础。
摘要：由于煤矿生产的特殊性, 如果在生产中技术应用不当就会给生产造成安全隐患, 对人们的生活及社会产生不良的影响。因此应不断的更新煤矿开采技术, 为煤矿生产效益及社会效益的提高创造条件。本文对煤矿开采技术应用现状, 在煤矿开采中应用新技术的意义及煤矿开采新技术的应用进行了论述。
关键词：煤矿开采,技术,应用
参考文献
[1]孔凡贵.煤矿绿色开采技术的应用及前景[J].山东煤炭科技, 2012.[1]孔凡贵.煤矿绿色开采技术的应用及前景[J].山东煤炭科技, 2012.
石油开采技术的应用与创新 篇10
一、我国石油开采的现状
我国油气田种类繁多, 主要有稠油油田、低渗透砂岩油气田、中高渗透多层砂岩油气田以及复杂断块气田, 然而我国的石油资源并不充足, 而且采收率也不是很高。尽管我国石油开采技术在不断的探索和研究中已经取得了一定的进步, 但对于陆地上的油田, 大部分石油企业也只是采用注水这种常规的方式进行开发, 此方式只有大约33%的采收率, 还有三分之二左右的石油储量仍然滞留于地下, 甚至有的特殊地域的油田采收率还不及这个。比起西方那些先进国家的石油开采技术, 国内总体上的技术水平还是落后5到10年的样子。制约国内石油开采技术发展的因素有很多, 首先是投入的科研资金相对不足, 中国的石油企业投入到技术研发的资金都达不到其1%的销售收入。而在国际上的一般标准中所示, 当企业投入研发的资金达到5%的销售收入时才具有一定的竞争力, 如果投入研发的资金只有2%的销售收入, 那么企业也只是能够维持生存。因此, 加大研发资金的投入在我国石油开采技术的发展中显得至关重要。
二、石油开采技术的发展趋势
石油工业已经在人类社会中发展了150多年, 随着科技的不断进步, 人们勘探开采油田的能力也得到了提高。只有石油的开采技术有所进步, 石油的开采量以及开采率才能得到提高。在当今世界, 根据相关能源组织所做的统计, 超过30年的老油田每年的产量在全球油田产量中占70%, 而且75%的新增石油储量也都来自于老油田。然而在已经发现的石油储量中, 低渗透油、稠油、油砂以及深水油等油藏的储量达到了45%, 因此在石油开采技术发展中, 应该主要针对老油田、稠油油田、油砂油田、低渗透油田以及深水油田的开采进行技术的创新。
三、石油开采技术相关的工艺流程
石油的开采方式主要有两种, 分别为自喷采油、机械采油。其中自喷采油是因为地下含油层自身所受的压力比较高, 凭借此压力就能够使原油自井口喷出的开采方式;而机械采油则是通过使用各种不同类型的泵将原油从油井中抽取出来。我国目前采用的石油开采方式主要是机械采油。在实际的机械采油过程中, 需要根据油区具体的地质情况以及原油的性质选取不同机械开采的方式。当原油的黏度小于50m Pa.s且密度不超过0.934时, 也就是所谓的稀油, 应当选用常规方式进行开采;当原油的黏度大于50m Pa.s且密度超过0.934时, 也就是所谓的稠油, 应当选用热力采油方式进行开采, 其中热力采油就是采用掺稀油、热蒸汽吞吐以及伴热的开采方式。
四、石油开采技术的应用与创新
在大多数的产油国家中, 石油开采技术的发展也都是经历了3个阶段, 即从自喷开采到机械开采再到后来的三次开采。每一次技术的进步都提高了石油的采收率, 然而是这些石油开采技术仍然有很大的提升空间。近几年, 人工智能以及GIS技术得到了迅速的发展, 同时解决了石油勘探开采领域中许多的实际问题, 具有很广阔的应用前景。如果能够将两者结合, 充分发挥它们各自的优势, 建立一个以GIS数据库为基础的智能化的决策支持系统应用于石油勘探开采的分析与决策中, 就必然会具有更大的理论与实践意义。
1. 人工智能在石油开采中的应用
(1) 基本应用
人工智能中典型的代表技术有很多, 其中专家系统、模糊逻辑以及人工神经网络技术的应用在各种生产中比较广泛, 同样也应用于石油勘探开采中的各个环节。
(2) 技术的改进
从人工智能在石油勘探开采中现有的应用情况来看, 还有一些问题待以改进与完善。首先在应用中数据的接口不是很统一, 无法方便地输入不同类型与模式的数据, 这在实际应用中会给数据的初始化造成一定的困难, 致使数据的处理与智能模型的建立变得复杂而且低效;其次是高维数据的处理比较困难, 在石油的勘探开发过程中常常需要进行空间三维体数据的分析与处理, 而且普遍存在空间异质性的问题, 然而就目前的人工智能系统而言, 分析应用如此大的数据量还是有一定的困难的, 从而阻碍了勘探成果的进一步分析以及油藏的精细化等相关工作;最后模拟与分析分析结果无法可视化, 在实际的石油勘探开采过程中, 如果能将通过智能化技术计算所得到的结果可视化, 就能解决更多的实际问题。由此可见, 目前关键的任务是进行人工智能化技术在石油勘探开采中更深化的应用。
2. GIS在石油开采中的应用
(1) 基本应用
在实际应用中, GIS应用最多的就是建立各种勘探信息系统, 比如建立物化探数据库以及以GIS为基础的勘探数据集成等等。GIS技术的应用, 不仅给组织、存储、查询以及分析庞大的数据提供了方便, 而且给组织与集中各种复杂的数据提供了可能。
(2) 技术的改进
尽管GIS技术在石油勘探开采中的应用相对而言已经比较成熟, 但是仍然存在一些问题。首先是数据入库的效率不高, 在进行数据的录入过程中, 尤其是在建立GIS图形的数据库时, 需要耗费大量的人力物力, 致使数据库更新的速度跟不上勘探工作的部署;其次是数据的管理不具有针对性, 在石油的勘探开采中含有大量的多种类型多种主题的数据, 一般的GIS软件在石油工程的问题中很难有效地管理与应用。因此需要在已有的GIS软件上再一次进行开发, 促进系统数据管理分析的能力进一步扩充与完善。
摘要：随着经济的高速发展, 我国对石油的需求越来越大, 然而国内的石油供应能力并不能很好地满足需求。因此, 通过提高石油的开采技术来保证石油的稳定供应是非常有必要的。本文从我国石油开采技术的现状着手分析, 并针对技术的创新提出相关建议。
关键词：石油,开采技术,应用,创新
参考文献
[1]赵光辉.浅析中国石油开采技术以及一些技术在石油开采中的应用[J].内蒙古石油化工, 2013, (9) :100-101.
[2]张吉平, 李建军, 徐皓玉, 赵华.美国石油开采技术的发展态势分析及其对我国的启示[J].石油和化工节能, 2011, (4) :38-41.
薄煤层安全高效开采技术的应用 篇11
【关键词】薄煤层；高档普采；安全高效
0.前言
东海煤矿位于黑龙江省鸡东县东海镇境内，于1958年建矿，后经过3次技术改造，设计生产能力90万t/a，核定生产能力125万t/a。由于该矿中厚煤层已基本采完，剩余可采储量薄煤层占82%，所以薄煤层安全高效势在必行。多年来薄煤层一直采用炮采或高档普采，单产水平低、开采效益差，月产量一直在1.0-2.0万t。为了提高薄煤层单产水平，对薄煤层高档普采的配套设备、回采工艺进行研究，并进行科学、合理的选择，实现了薄煤层高档普采安全高效开采。在东海煤矿六采区193队薄煤层采煤工作面实现了平均月产3.6万t，最高月产4.3万t，最高日产1900t的好成绩，取得了较好的经济效益。
1.工作面概况
193队采煤工作面位于六采区34#上层左二路，倾角15～19°，采高0.8-1.0m，平均采高0.9m，工作面长145m，走向可采长430m，可采储量8.4万t，采深640-650m。该区34#上煤层为城子河组中部煤层，煤层结构复杂，伪顶为页岩，厚0.2m，直接顶为细砂岩，厚度1.59m，底板为细砂岩及煤页岩。34#上煤层本身瓦斯含量不大，但上覆32#煤层瓦斯含量较大，对生产产生一定的影响。工作面通风方式采用“Y”型通风方式。运输方式为煤由工作面刮板机运至下巷，经1台转载刮板运输机，3台皮带运输机运至采区煤仓。
2.配套设备
2.1采煤机
选用MGl32/310W型采煤机，该采煤机最大生产能力300t/h，采高范围0.85-1.55m，滚筒直径0.83m，截深0.8m，滚筒转速84r/min，牵引速度0-5m/min，牵引方式为无链牵引，最小卧底量60mm，过煤高度220mm，最大牵引力22t，液压系统最大工作压强14MPa，电压为1140V，机面高度720mm，自身重量13.5t。
2.2刮板输送机
选用SGW-150C型刮板输送机，设计出厂长度200m，输送量250t/h，装机功率2×75kW，刮板链速0.868m/s。
3.采煤方法及工艺特点
3.1截深
根据34#上煤层赋存、煤质及顶板特征，同时考虑到采煤机和输送机的装机功率及生产运输能力、支护方式等因素，通过科学论证，确定截深为800mm。
3.2采煤机割煤速度
采煤机的割煤速度应与刮板输送机的运输能力相适应，结合采面翻打支柱速度、运输巷皮带运输能力，确定采煤机的割煤速度为4-5m/min。
3.3采煤机进刀及割煤方式
采煤机进刀方式为斜切进刀，自开切口，割煤方式为单向割煤。为保证采煤机能自开切口，充分发挥效能，运输巷和回风巷要有足够的宽度，断面增加到6.7m2，使工作面输送机机头机尾尽量延伸到两巷内，以保证采煤机滚筒能割透上下煤壁。根据生产的实践经验，机头、机尾应伸出采面两端各1m左右。
3.4回采工艺
煤层开采采用走向长壁后退式采煤方法，全部垮落法管理顶板，高档昔采采煤工艺，工作面参数见表1。作业形式为分段平行作业，端头进刀，单向割煤，上行割煤，下行装煤。
工作面采用SGW-150C型刮板输送机运煤，采用单体液压支柱配合木顶帽及长钢梁支护顶板，工作面采用“见四回一”支护方式，柱排距为0.6m×0.8m，工作面作业方式采用“四六”制，即三班生产、一班检修，循环进度为0.8m，生产班一般控制在3-4刀煤。下巷采用锚网、钢带、锚索及码矸石墙进行沿空留巷。
4.安全高效开采的其它技术保障
4.1两巷支护
工作面运输巷、回风巷均采用锚杆、钢带支护，有效改善了巷道维护状况，确保巷道断面完好，同时简化了采煤工作面端头支护和超前支护工艺，端头支护采用“四对八梁”，超前支护采用25m双排单体液压支柱，保证安全生产，为工作面快速推进和实现安全高效开采提供了保障。
4.2优化工作面设计
根据生产实践，在工作面长度确定上，通过对工作面所选设备性能、打柱与采煤机牵引速度、工作面运输机的合理工作长度和员工操作熟练程度进行深入分析，在34#上煤层设计中将工作面长度优化为145m。
4.3下巷沿空留巷
沿空留巷由过去的架木棚改为采用锚杆、钢带、锚索、锚网及3m石墙，工作面往后打单体柱双排45m，躲开两次动压，保证了巷道的可靠性，成功地进行了沿空留巷。下巷沿空留巷，提高了煤炭回收率，而且降低了巷道掘进率，保证了开采的接续，以满足安全高效的要求。
4.4主要保障措施
（1）坚持正规循环作业。
（2）严格工程质量，特别是工作面支护质量。
（3）加强设备检修和保养，实行设备包机制。
（4）强化队伍建设，提高员工素质。
5.效益分析
5.1直接效益
东海煤矿综合吨煤成本120元/t，售价200元/t，4月份193队开采34#上薄煤层产量4.3万t，而以前相同地质条件下薄煤层最高月产1.7万t；1个月多出原煤2.6万t，原煤工效由原来的5.23t/工提高到10.25t/工，多创产值341万元，多创效益208万元。全矿煤质提高502J，吨煤增加2.4元/t，全矿增收102万元。
5.2间接效益和社会效益
（1）东海煤矿核定能力125万t，现月产量一般在10万t，3个采煤队保证全矿井产量。按照过去开采薄煤层的经验，必须有4个采煤队开采薄煤层、1个采煤队开采中厚煤层，即5个采煤队才能保证矿井规模。这样增加2个采煤队，人员增加320人，3个采队与5个采队成本对比，吨煤成本下降了16.85元，每月可节约成本168.5万元。
（2）实现了矿井的安全高效，加快了薄煤层的开采速度，解决了东海煤矿长期以来中厚煤层效率高、薄煤层效率低的问题。同时使采掘布局更加合理，加大了薄煤层开采的力度和范围，延长了矿井的服务年限。
现代煤矿绿色开采技术的应用 篇12
一、实施绿色开采技术的必要性分析
在煤矿开采工作区域进行开发建设之前, 其与周边生态环境之间有着良好的协调性特征。然而, 伴随着煤矿开采活动的加剧与频繁, 这一区域的自然生态环境建设发展受到了大量的人为性干预因素影响, 由此也就导致了大量的生态环境恶化问题产生。特别是对于我国而言, 现阶段制约煤矿开采事业长效发展因素主要集中为以下两个方面:一方面, 包括技术投入、装备投入、安全设施投入以及人工投入等生产成本投入不够健全;另一方面, 以生态环境为主的相关费用支付不够全面。以上两个方面的因素导致了我国现代意义上的煤矿开采作业停滞不前。如何将绿色性的煤矿开采技术引入生产实践过程当中, 对于提高煤矿生产建设质量, 实现可持续发展而言有着重要意义。
二、现代煤矿绿色开采技术的应用分析
(一) 保水开采技术的应用分析:
在相关实践研究资料作用之下发现:对于我国而言, 70%比例以上的煤矿矿采区域均在不同程度上的存在开采过程中的透水性问题, 并且煤矿矿采区域内的透水危险问题将在煤矿开采规模的不断推进过程当中呈现出极为显著的严重趋势。与此同时, 在煤炭工业的建设发展的过程当中, 采煤活动中需要确保对水资源的合理保护与利用。特别是对于包括陕西、内蒙古、山西以及甘肃在内的各煤矿开采大省而言, 上述省市区域内的水资源占有量并不丰富, 从而更要求在煤矿开采的过程当中, 从源头上实现对水资源的合理利用, 防止出现任何的透水事故。在关键层理论研究视角作用之下, 认为:煤炭开采过程当中, 可能导致开采区域内的原始水体径流发生显著改变。与此同时, 在开采区域上覆岩层关键层的断裂作用之下, 同时也有可能该区域形成下降漏斗。若开采区域内存在个时代, 则势必会在各类地下水及地表水的补给作用之下, 逐步实现对地下水水位的有效恢复。与之相对应的是:若开采区域内未分布有软弱岩层, 则也就无法形成有效的隔水带, 从而导致地下水水体出现明显的渗漏趋势。针对这一问题, 现阶段所采取的处理方式为:就裂隙部位进行注浆处理, 从而尽可能的实现在煤矿开采过程中的保水开采性。
(二) 煤与瓦斯共采技术的应用分析:
煤与瓦斯共采技术的“绿色性”主要体现在对瓦斯抽采率的提升方面。在此项煤矿开采技术的应用过程当中, 能够同步形成以煤矿开采以及以瓦斯抽采为主的开采系统。通过实践研究的方式证实:瓦斯相对于煤层所表现出的渗透率数值会在煤矿采掘活动所引发的岩层移动因素作用之下, 呈现出极为显著的增高趋势。而渗透率数值的增高在一定程度上是有助于瓦斯运动以及涌出的。更为关键的一点是:在煤与瓦斯共采技术作用下所抽采得到的瓦斯属于一种洁净性能源, 在整个工业领域中有着极为广泛与深远的应用价值。对于我国而言, 现阶段70%以上的开采煤层所表现出的渗透率数值均在10-um2单位以下, 无法实现有效的煤与瓦斯共采。从这一角度上来说, 在实际工作过程当中, 可以通过快速留巷“Y”字形通风处理的方式, 针对煤层开采过程中的卸压瓦斯进行同步性抽采。此项处理方式的应用, 一方面能够提高低渗透率煤层应用煤与瓦斯共采技术的可行性, 另一方面也使得整个煤矿开采所处的工作环境得到了有效改善。可以说, 为进一步提高高瓦斯含量煤层在开采过程中的综合质量, 应用并深化此项技术有着重要意义, 值得重视。
(三) 充填开采技术的应用分析:
对于我国绝大部分煤层在开采过程中所存在的“矸石山”问题、“三下”压煤问题以及地面沉降问题而言, 充填开采技术的应用有着必要性与有效性。在当前技术条件支持下, 充填开采技术的应用主要是以粉煤灰、煤矸石以及河沙为主要填充材料, 以煤层开采采空区为主要对象, 将其填充于采空区当中的技术。此项技术的目的在于提高采空区煤炭资源的开采效率, 防止采空区出现地面沉降问题。结合实践工作中所选取填充对象的差异性, 当前的充填开采技术可以进一步分为矸石充填、水砂充填以及膏体充填这三种类型。其中, 水砂充填技术因在设备投入、工艺流程以及处理效果方面的局限性因素影响, 现阶段应用较少;而矸石充填尽管能够得到大规模的应用, 然而却需要以生态环境的恶化为代价, 不符合“绿色”开采技术的相关要求。因而, 以固体废弃物为主要对象, 按照一定比例配置而成, 并通过泵压方式输送至采空区的膏体充填技术应当在实践工作中予以特别重视。
三、结束语
现代意义上我国社会经济的发展在很大程度上依赖于对煤炭资源的应用。煤炭资源一方面对社会经济的发展起到了极为显著的推动作用, 但同时也导致生态环境遭到了一定程度上的影响与破坏。从这一角度上来说, 为彻底解决上述问题, 实现煤矿开采发展与生态环境保护的均衡性, 就要求在煤矿开采的过程当中积极引入绿色开采技术。总而言之, 本文针对有关现代煤矿绿色开采技术应用过程中所涉及的相关问题做出了简要分析与说明, 希望能够引起各方关注与重视。
摘要：本文以现代煤矿开采过程中绿色开采技术的应用为研究对象, 就绿色开采技术的应用情况进行了详细说明, 希望能够有助于煤矿开采技术的“绿色性”发展与转型。
关键词：煤矿开采,绿色技术,问题,应用分析
参考文献
[1]吴慧琦, 吴慧芳.煤矿开采对水资源环境影响论证——以文峪河水库大坝为例[J].科技情报开发与经济, 2011, 21 (2) .
[2]鞠杨, 等.煤矿开采中的岩层应力分布与变形移动的DDA模拟[J].岩土工程学报, 2007, 29 (2) .
[3]张凯, 等.某煤矿开采中含水层的破坏及其防治措施[J].地质灾害与环境保护, 2012, 23 (1) .
[4]彭祥新, 王爱兰.煤矿开采复合顶板结构面应力分布特点分析[J].安徽建筑工业学院学报 (自然科学版) , 2011, 19 (2) .