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煤矿中厚煤层的开采技术

浏览次数: 日期:2013-08-31 10:28


        截至目前来说,根据采煤时是否使用大量的水,将采煤技术分为了干式采煤与水式采煤两种,其中水式采煤技术是煤矿中厚煤层开采中应用很广泛的一种,本文结合某煤矿中厚煤层开采实例,分别从煤层工作面设计、技术管理、安全生产管理等几个方面就怎样提高产能的措施做了叙述,提出了以后怎样对中厚煤层进行更加合理的开采,并总结了在开采中应该注意的事项。
 
1实例概况
 
1.1矿井历史
 
        某矿业公司为国外专家设计的大型水能机械采煤矿井,该矿井计划产能为150万t/a,实际在1989年开建,截至1990年正式投产,1993年完成设计产能,1995开始新建井并扩建,1998年新井开始投入产出,新井预计产能可达到200万t/a,2005年新井产能达到了250万t/a。
 
1.2矿井地质条件
 
        该煤井位于山区,所处地域地质主要是褶皱构造。井田自西向东依次由X1向斜、X1背斜、X2向斜、X2背斜、X3向斜等几个主要褶皱构成,其中X1背斜占矿井大部,与其余褶曲复合构成整个煤层,使得煤层构造极为复杂,一些煤层稳定程度很低。
 
1.3矿井生产状况
 
        该矿井元先设计为水式采矿井,但是随着矿井不断开采,使得煤层倾角不断下降,因此从2002年初煤矿尝试了使用旱采,直至现在,矿井开采到地下600m至800m水平,直至2005年,所有的水式采矿井均基本采完,煤矿进入了全面旱采阶段。
 
2水式采矿技术重点
 
2.1做好开采前的准备工作
 
        在煤矿开采之前需要做好的准备工作有:(1)监督好巷道的掘进质量;(2)掘进时注意对顶板的保护,尽量降低空顶距离,并保证按时接顶,以防止顶板被破坏而导致的裂隙大量产生及出现抽冒情况,为以后矿井的回采制造麻烦。(3)对于回采巷道中的高压管道在安装时必须要做好质量保证工作,严禁管道存在跑水现象,否则将会出现停枪,而造成采垛落板丢煤;另外,管道一旦跑水,将极易冲毁后面的巷道,为以后的回采造成极大的安全隐患。
 
2.2优化设计
 
2.2.1水力采煤中方法的选取
 
        在实际采煤过程中,必须按照煤层倾角选取合适的水力采煤手段,该煤矿中通过实际探测及实采初步确定了煤层的倾角超过15°~20°时优先选取小阶段式(即走向短臂式)采煤技术;在煤层倾角低于15°~20°时优先选取漏斗式(倾斜短臂式)采煤技术。
 
2.2.2巷道断面的选取
 
        煤矿内部巷道断面可实现通风、运料、行人等目的,因此断面不能过小也不能过大,如果巷道断面过小,则很容易造成煤水冲人事故,及对人员、材料的进出造成影响,还会导致通风不畅;如果巷道断面过大,一方面要求岩石掘进量增大,施工难度增加,另一方面巷道过大也会造成安全隐患增多。因此在实际设计时必须要根据煤矿具体情况选取合理的巷道断面,该案例中经过多年经验总结,形成了以下煤层厚度的支架规格表。详见    在对中厚煤层进行开采时,为了降低岩石掘进量,增快工程进度,可适当的将巷道高度降低,对于风道、切眼及主运道优先采用5.9m2的断面支架,而回采的巷道一般使用4.7m2或者3.5m2的支架。
 
2.3机械设备
 
2.3.1水枪
 
        水枪是水式采煤矿井的主要采挖机械之一,因此,水枪质量的好坏与矿井产能有着直接关系。现在,老式的吕-4型水枪已被逐步淘汰,而大多数水式煤井均采用一种新研制的SQ水枪。从实际使用状况来看,SQ水枪有着极好的射流落煤能力,且该水枪压力损失较小,对提高煤井生产效能及增加煤井经济效益有着积极的作用。
 
2.3.2水泵
 
        另外,高低压水泵也是水式采煤的主要采挖机械之一,因为水泵的优良与水式采矿井采矿的产量及效率直接相关,因此该公司依据实际实践经验为煤井配备了合适的高低压水泵,真正意义上取得了节能增效的作用。为了使得射流有很好的破煤效果,高压水泵必须要拥有较高的供水压力,因为目前我国生产的一些高压泵,本身供压能力有限,因此当遇到较硬的煤层时,必须采用三级串联加强压,才可保证高效落煤,其中该矿使用的水泵参数如表2。
 
2.4加强安全生产管理
 
2.4.1加强通风设施建设,避免出现瓦斯事故
 
        在煤井建设时,主要的通风工作有:(1)为煤井准备充足的风量,确保煤井整个系统的通畅;(2)定期或不定期的进行煤井瓦斯监测,并实施综合防治措施。该煤矿实施以上措施之后,解决了地下煤井通风难度大、瓦斯气体容易集中等问题,有效的避免了事故的发生,该矿从建立至今未发生因瓦斯而导致的伤亡事故。
 
2.4.2加强人员培训及基础建设,减少人员出现事故
 
        煤矿要想长久安全有效的生产,就必须做到以下几点:(1)必须从基础做起,加强对技术人员的培训,增强工人素质,以避免矿井窝水、下煤不均等现象;(2)按照巷道的使用情况,合理规划巷道断面并加强巷道内部管理,保证通风、溜煤、行人及运料的需求,并且对一些矿压很大的区域,必须提高巷道强度,保持巷道断面的充分;(3)对于溜煤坡度的选取一定要合理,并且定期对溜煤系统进行调整,更换已经破损的管道,以避免煤水冲人现象的发生。
 
3旱式采矿技术重点
 
        随着旱采的进行,煤矿不断尝试各种不同的采矿技术,先后有综采、高档开采、炮采等采挖形式,在旱采前期因为设备、人员素质等多方面的影响,使得采挖效果很差,矿井产能很低。而在2005年,随着该公司作了强化管理,优化设计,购买新的采挖设备等工作,使得旱采进入正规。通过对照旱式采矿技术与水式采矿技术生产成本可清晰的看出,在对中厚煤层的开采中,旱采在开采工艺及生产能力上已明显超过水采。
 
4中厚煤层开采发展趋势及应做的工作
 
        对于中厚煤层在运用水式采矿技术时,要加强推广使用新装备、新技术,例如常见的煤巷锚杆支架技术,机械掘进技术及使用高效节能的水枪、水泵等,切实提高矿井水式采出能力,加强单产水平,减小对能量的消耗,最终有效的提高产能及经济效益。(2)在一些地质结构较为简单,煤层相对稳定的区域中开采时,必须优先选择使用旱采技术及设备,以最大限度的提高煤矿公司的经济效益。
 
5结语
 
        总之,随着社会的不断发展,科学技术的不断进步,我国在中厚煤层的开采中使用的一些传统技术已经不断被完善,而随着采煤层厚度的不断增加及煤层强度不断提高,使得煤矿开采难度不断增加,这就需要相关工作者不断寻求新技术、新设备了来解决这些问题。

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