靳博
摘要:我国是世界上的煤炭资源大国,煤炭资源的使用是我国经济发展不可或缺的基础之一。科学技术的不断推进使得采煤技术发生了巨大的变化,使其从人工开采逐渐走向了机器开采、智能化开采的光明大道,同时,对采煤技术以及采煤工艺也有了更深一层的认识,怎样提高采煤技术、优化采煤工艺,是煤炭企业及煤炭行业工作者必须面对的重要课题。文章就井下采煤技术以及如何选择采煤工艺的问题进行了探讨。
关键词:井下;采煤技术;采煤工艺;煤炭资源;智能化开采;煤炭企业 文献标识码:A
中图分类号:TD823 文章编号:1009-2374(2015)01-0151-02 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0076
作为世界上煤炭资源最丰富的国家之一,我国具有丰富的煤炭储存量以及煤炭种类,这些都是我国发展煤炭产业以及利用煤炭资源推动经济发展的基础。得益于科学技术的发展,采煤技术也在不断推进,但总的来说,我国的采煤技术仍然依循着传统的原理,因此,分析目前采煤所使用的技术以及工艺,探究如何根据具体的煤炭开采情况对这些技术以及工艺进行选择,是当前一个阶段所要进行的必要工作。
1 井下采煤技术及采煤工艺方式简析
1.1 综采
综采技术或称综采工艺,指的就是指综合机械化煤炭开采技术或采煤工艺,具体来说,就是指采煤工作的方方面面,即所有生产工序的连续作业都采用了机械化的方式,采用了采煤的工艺系统,这是采煤技术及工艺的一个发展方向,并且在所有的发展方向中处于极其重要的地位。
1.1.1 割煤。在采煤的整个过程当中,最重要的一个环节就是割煤,割煤这一环节包括了两个工序——破煤以及装煤,这一环节主要采用滚筒式的采煤机及刨煤机两种设备。在煤层顶底板有高低起伏和采高有变化的条件下,通常使用双滚筒的采煤机,而与之相较,刨煤机的性能就要差得多,不仅生产率低,而且不稳定,除了软煤层,刨煤机无法胜任其他情况的煤炭开采。
1.1.2 运煤。经过割煤这一环节之后,就开始运煤,通过采煤机割下煤炭之后,就可以装入刮板输送机中,再经过桥式转载机、可伸缩的带式输送机等设备将煤炭运出综采工作面,要注意的是,刮板输送机必须要有同采煤机生产能力所相匹配的运送能力,一般来说,输送机的能力会比采煤机略大。
1.1.3 工作面支护以及采空区处理。工作面一般采用以高压液体作为动力的液压支架,可以自行完成多种工序。一般来说,可以将工作面支护分为两种方式——及时支护以及滞后支护。对采空区的处理方法有很多种,通常情况下,成本较低,较为简单,相对可靠的全部跨落法会被用来处理采空区。
1.2 普采
普采技术或者称普采工艺就是指普通的机械化采煤技术,就是运用采煤机来使破煤工序以及装煤工序同时完成,与综采的不同在于支护方面,这一工艺的支护工序是由人工来完成的,因此,普采技术需要更多的体力劳动,技术效果、经济效率、安全程度等方面要远低于综采,但由于人力劳动所占比例相对较大,因此这种技术的适应性要高于综采技术。
1.3 炮采
炮采技术或炮采工艺就是爆破采煤技术,这一技术使用爆破的方法来落煤,装煤则使用体力劳动,到了运煤这一工序,则是使用机械化操作手段。这一技术一般适用于复杂的地质条件。关于炮采工艺的支护方面,主要有三种形式的布置方式——单柱、对柱和密集支柱。
1.3.1 爆破落煤。在炮采工艺中,对于爆破落煤所要求有三个方面:一是爆破进度的准确度;二是煤块破碎的均匀度;三是对顶板的破坏度、顶底煤的残留度。依据这三个方面的要求,在实际操作中,必须实地考察煤层情况,根据煤层的具体情况来进行爆破落煤,近些年来普遍使用的毫秒爆破技术大大地提高了爆破的效果,在缩短了爆破时间的同时,更提高了煤块的产
出率。
1.3.2 装煤。使用炮采工艺时,在装煤工序这一环节中,一般会采用三种方式——输送机装煤、人工装煤和装煤机装煤,其中,人工装煤的方式采用得最多。
1.4 连采
连续采煤技术又称连采,是指用连续采煤机来完成煤房工作面的两道工序——破煤和装煤,运煤采用梭车或者可伸缩输送机,支护方面采用锚杆,物料搬运以及工作面的清理则使用铲车,连采这一技术从破煤、装煤到运煤以及支护等各个工序的作业都实现了机械化。
2 井下采煤技术及采煤工艺选择
采煤效率高、安全性高、经济效益好是井下采矿的基本原则,因此,选择采煤技术及采煤工艺应当综合考虑煤层含煤量的多少、矿井的生产状况、管理层的领导水平以及设备数量级和质量等多种因素。我国地质条件复杂,煤矿所在地的环境有时也可能非常复杂,就现有煤矿来说,很多煤矿都在进行多层次的开发和采集,如何根据具体情况来选择恰当的采煤技术和采煤工艺,是决定煤矿开采工作的关键因素。
2.1 适于选择综采技术的条件
综采的机械化水平较高,因此在采煤的成本中,用于机械设备的费用较多,但与人工相比,机械化作业的能耗较低效率更高,生产更加安全,煤炭产出量也更大,这大大降低了煤矿工人的劳动强度,极大地改善了工人的劳动条件,因此,这种方式相比于其他几种技术来说,仍然具有它自身的优势。选择综采技术,还能够有效地改善矿井整体的生产系统和生产水平。在煤层赋存相对稳定,构造相对简单,顶和底的条件相对良好,并且煤层倾斜的角度不高于55°的条件下,比较适合选择综采技术来进行井下作业。
2.2 适于采用普采技术的条件
与综采技术相比较而言,普采技术用于设备上的成本较低,基本只占到综采的四分之一,但是使用这种工艺,其开采量仍能达到使用综采技术的三分之一甚至一半,因此,普采工艺比较而言,实用性更强。一般来说,在地质构造比较发育,形状相对不规则,推进距离比较短的工作面的条件下,普采工艺的应用比较广泛。此外,普采的优点还在于其操作简单易懂,这一点大大降低了工人培训方面的成本,是我国中小型的煤矿企业重点发展的一个方向。
2.3 适于采用炮采技术的条件
炮采工艺具有操作简单易学、适用性较强、管理较简单、设备成本低等优点,但其劳动条件相对较差、单产效率相对较低的缺点也是显而易见的。就目前的煤矿开采行业来说,在煤层开采中无法使用机械的情况下,都可以使用爆破开采,因此,破采技术通常适用于地质构造过于复杂、煤层倾斜过急的条件。
2.4 适于采用连采技术的条件
安全性高以及成本较低是连采工艺的特点,其优点还有机械化程度较高、适应性相对较好、煤速度相对较快,其缺点在于煤炭资源的回收率低、通风条件较差。在煤层倾斜角度低于15°且是较薄或者中厚煤层、煤质中硬或者硬、开采结构相对简单、技术要求低、开采深度相对较浅的条件下,连采工艺才能使用。一般在实际开采中,这种技术主要用于开采近水平煤层,多用于大型或者中型煤矿开采的一种辅助方式。
3 结语
井下采煤技术与采煤工艺是煤矿企业进行煤矿生产的关键,如何选择采煤技术和采煤工艺,使井下采煤安全高效地运作,使企业的经济效益达到最大化,是每个煤矿企业都无法回避的重要问题,分析每种采煤技术和采煤工艺的优点以及缺点,综合考察煤层的实际情况、设备的状况以及企业的成本承受能力,将采煤技术与实际情况相结合,依据环保、安全、高效的原则,才能选出实用性最强的工艺。
参考文献
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[4] 郝忠军.井下采煤技术及采煤工艺的选择[J].内蒙古科技与经济,2007,(13).
(责任编辑:蒋建华)endprint