小议厚煤层中小煤矿实现高效采煤技术的途径

苗 磊

山东能源新矿集团新巨龙公司 山东 菏泽 274918

前言：近几年,我们要全面提高我国厚煤层中小煤矿采煤机械化程度和技术水平。而且中小煤矿发展必须走新型工业化道路,建设机械化、集约化高产高效矿井,改革采煤方法和采煤工艺,大力推广机械化采煤技术,全面提高我国厚煤层中小煤矿采煤机械化程度和技术水平。

一、概述

厚煤层中小煤矿在我国煤炭工业结构中占有相当的比例,却普遍存在结构不合理、产业集中度低、开采方法落后、资源浪费严重、安全事故频发等问题,严重制约我国煤矿的发展。但是这部分煤矿煤层赋存相对较好,通过矿井技术改造容易实现矿井的高产高效,是我国中小煤矿改造的重点。如果对该范围矿井通过优化结构、资源整合,联合发展,规模经营,有利于我国煤炭产业逐步摆脱“小、散、穷”困境,实现矿井跨越式发展。

二、技术途径

厚煤层中小煤矿技术改造,无论从我国煤炭供应安全还是从煤炭工业可持续发展战略看,都必须走机械化、集约化、高产高效矿井建设之路,增强我国煤炭总体生产能力,提高煤矿总体安全水平。厚煤层中小煤矿可根据自身实际情况进行资源整合,重新规划,合理有序地开发和利用煤炭资源,本着规模化、机械化、集约化的原则,建设高产高效矿井。

因此,厚煤层中小煤矿技术改造的首要任务就是改革采煤方法,大力推广壁式采煤方法和技术,实现矿井的机械化采煤,用先进适用技术改造传统产业。

1.厚煤层中小煤矿实现高效采煤技术途径。在借鉴国外矿井高效集约化开采经验的基础上,结合我国煤炭开采条件和技术水平,我国厚煤层中小煤矿实现高效集约化采煤技术途径如下：

(1)全面推进高产、高效、高安全采煤工作面建设 煤矿高效集约化开采的前提条件就是实现采煤工作面高产高效。

(2)开采装备的自动化、机械化、电气化先进的开采装备是实现煤矿高效集约化开采的基础。

(3)打造大型化、集中化、系统化的现代化矿井大型化、集中化、系统化和自动化是煤矿的煤矿开采发展方向。

根据我国国情可将技改前的厚煤层中小煤矿分为3种类型：

①半机械化矿井。矿井可采储量在20Mt以上,生产能力在450kt/a以上,矿井的采、掘、机、运、通等生产系统较为正规,但采煤方法落后或不得当,较多采用普采或高档普采等,未完全实现机械化开采。对于此类矿井,技术改造目标是建设百万吨以上大型化、集中化、系统化和自动化高产高效矿井,对矿井重新设计,合理规划,采用综采放顶煤或大采高综采等现代化采煤工艺,实现完全机械化自动化开采。

②非正规采法矿井。矿井可采储量在20Mt以下,生产能力在100～450kt/a,生产系统较为简陋,采用非正规采煤方法开采,资源采出率低,通风系统混乱,安全生产不能得到保障。对于此类矿井,首先进行矿井资源整合,与邻近矿井合并,扩充矿井资源,用先进适用的采煤技术改造矿井,实现矿井的高产高效高安全开采。

③简易矿井。矿井开采储量较少,生产能力在100kt/a以下的小矿,采煤方法原始,矿井生产和管理极为简陋,无机械化可言,人力(畜力)运输、残采式采煤、事故层出不穷。对于该类矿井则需要重新优化重组,合并矿井,扩大规模,然后再通过机械化改造实现规模化生产。厚煤层中小煤矿通过技术改造,走煤矿高效集约化开采道路,利用高新技术和先进适用技术,建设高产高效矿井,淘汰落后的开采工艺,可以明显提高煤炭资源的采出率,改善煤矿安全生产状况,实现矿井集约化、规模化生产。

三、厚煤层中小煤矿采煤方法改革

1.全面提高采煤机械化程度和技术水平。厚煤层中小煤矿除了少数正规煤矿采用机械化采煤方法以外,多数中小煤矿仍在采用落后的采煤方法,典型的有：高落式或斜坡落垛采煤法、巷柱残采式采煤法、仓储式采煤法、房柱式巷道采煤法等。

解决我国厚煤层中小煤矿落后现状的根本方法,就是必须首先完全彻底地改革矿井落后的采煤方法和采煤工艺,大力推广先进适用采煤工艺和采煤方法,逐步淘汰和禁止非正规的采煤方法和落后的采煤工艺,实现机械化采煤,全面提高我国厚煤层中小煤矿采煤机械化程度和技术水平。

首先大力推广应用长壁机械化采煤,长壁机械化采煤是我国应用最广泛最成熟的技术,较易广泛推广应用。短壁机械化采煤工作面生产管理和矿井的生产规模小、设备投入比较少,采煤工作面生产管理简单,有利于在中小煤矿推广使用。

2.适宜厚煤层中小煤矿开采的先进采煤技术

2.1 轻型支架放顶煤技术。轻型支架放顶煤技术已在鹤壁矿区、邯郸矿区、峰峰矿区等广泛应用,该技术又可称为较薄厚煤层放顶煤技术,主要适用于厚度为3.5～6.0m 厚煤层、煤层厚度变异系数大、煤层破碎松软、顶板易冒的煤层。该采煤技术投资较少,特别适宜在我国厚煤层中小煤矿普及使用。轻型支架放顶煤工艺的关键技术：

(1)采用轻型放顶煤液压支架。典型的支架的特点是结构简单紧凑、重量轻、价格便宜、安装方便。应从支架结构设计和回采工艺两方面加以控制。支架设计采用整体顶梁、长侧护板、前柱前倾并配内伸缩梁；回采工艺保证及时移架、擦顶移架。实践证明,这类煤层综放工作面可实现年产0.5～1.0Mt

2.2 短长壁综采放顶煤技术。该项技术特别适合于矿井可采储量较少,年产量在0.6Mt以上、煤层为厚煤层的中小型矿井。该采煤工艺已成功应用于陕西彬县下沟煤矿、陕西集华柴家沟煤矿和陕西照金煤矿,已经趋向完善。这种采煤方法的关键技术是：

(1)工作面长度较短,工作面长度可设计为90m 以下,设备投资少,生产管理方便,称之为短长壁开采。

(2)刮板输送机采用单电机驱动,电机垂直于刮板输送机布置,工作面全长全部采用基本液压支架,工作面不设端 头支架和过渡支架,配套简单。

2.3 常规综采放顶煤技术。综放开采技术自20世纪90年代起得到了迅速发展,出现了潞安、兖州、阳泉等以综放开采为主的大型高产高效矿区。使用综放技术是实现高产高效、集约化生产,提高经济效益的有效途径。

2.4 大采高综采技术。大采高一次采全厚综合机械化采煤法,是近几年伴随着大采高液压支架、大功率采煤机的研制而产生的一种新工艺。目前世界上对3.5～6.0m 厚煤层开采的发展趋势是采用综采一次采全高采煤法。到目前为止,大采高一次采全高采煤法已在我国许多矿区得到应用,并取得了可喜的成绩,工作面最大采高已达7m 以上。

结论

综上所述,发展煤炭工业的根本出路在于机械化,特别是采煤机械化。采煤工作面是煤矿生产的核心,其技术状况在很大程度上决定了煤矿的生产工艺、系统配置、组织管理和技术经济指标。综合机械化采煤是煤矿技术进步的标志,是煤矿增加产量、提高劳动效率、增加经济效益的重要手段。