張楓
(冀中能源股份有限公司邢臺礦,河北 邢臺 054000)
在我國煤礦企業(yè)的發(fā)展過程中,煤礦開采技術(shù)是煤礦行業(yè)的競爭核心。很多企業(yè)為了提高煤礦開采的速度及安全性,對開采技術(shù)進行了更新。煤礦企業(yè)為了提高自身競爭力,不斷的對開采技術(shù)進行研發(fā),最終成功創(chuàng)新了開采技術(shù),也完善了整體的開采工藝。在此基礎(chǔ)上,對目前煤礦開采技術(shù)及工藝進行分析是很有必要的,通過分析才能夠明確開采工藝的區(qū)別及針對性應(yīng)用。
我國的煤炭開采已經(jīng)具有較長時間的發(fā)展歷史,煤炭的開采在我國長期的經(jīng)濟發(fā)展過程中對我國工業(yè)的發(fā)展起到了支持和推動的作用,我國煤炭資源豐富,實際開采的項目也很多,但是,開采過程中煤礦的開采技術(shù)和安全風險一直是煤礦企業(yè)采煤過程順利完成的阻礙,采用先進的采礦技術(shù)和巷道布置技術(shù)實現(xiàn)采礦過程科學性的提升,保證煤礦開采的質(zhì)量和效率以及人員安全的必要手段,這能夠進一步促進我國煤炭工業(yè)的發(fā)展。
長壁式采煤技術(shù)是中國目前使用最為普遍的采煤技術(shù),主要可分為傾向長壁和走向長壁。傾向長壁是指工作面按照煤層的傾向布置,而走向長壁指的是工作面按照煤層的走向布置。這種采煤技術(shù)的工作面開采范圍比較廣,產(chǎn)量高,工作面搬家次數(shù)少,其主要優(yōu)點在于井下工作面巷道布置較為簡單,通風管理比較容易,適用于各種條件下煤層的開采。此外,長壁式采煤技術(shù)能最大限度地開采煤層。但這種采煤技術(shù)的缺點也十分明顯,其采用完全垮落法管理頂板,會導致地表下沉劇烈,嚴重破壞地表生態(tài)環(huán)境,而且工作面的準備周期比較長,需要一次性投入較多設(shè)備。目前,中國已研發(fā)了各種長壁式采煤技術(shù)的成套設(shè)備。
在煤礦開采過程中,采空區(qū)屬于較為常見的區(qū)域。在進行回采時,需重點填充采空區(qū),并綜合利用支架及填充材料,以此來促進采空區(qū)填充效果的提升。在填充工作完成之后,需加強填充體的地壓管理,控制好地表下沉問題,確?;夭晒ぷ鞯恼_M行。同時,運用充填采礦工藝技術(shù)可以降低由于山體自燃而出現(xiàn)的火災(zāi)事故頻率,提升采礦工作的安全性。
首先是科學設(shè)計炮眼位置,需經(jīng)嚴密的計算與分析,進而對炮眼排列加以設(shè)計,提高爆破的產(chǎn)煤效果;其次是裝煤環(huán)節(jié),由于煤層在經(jīng)爆破后會出現(xiàn)部分結(jié)構(gòu)坍塌,需要將散落煤炭進行裝運,完成爆破采煤過程;最后是采煤區(qū)支護環(huán)節(jié),這是保證煤層爆破后安全性的重要措施,為爆破采煤提供安全保障。
綜合機械化開采技術(shù)指的是在開采的過程中,所有開采環(huán)節(jié)都實現(xiàn)機械化。例如:在割煤和裝煤的過程中,企業(yè)通常用滾筒式的采煤機進行工作,通過采煤機割煤后可以用輸送機進行運煤。然后企業(yè)可以根據(jù)自身需求來選擇采空區(qū)的處理方法。通過使用綜合機械化開采技術(shù),工作人員不僅降低了工作壓力,也提高了井下開采的安全性。
煤礦開采過程中的普采工藝主要在綜采工作階段采煤機落煤,用刮板輸送機等設(shè)備裝車運煤結(jié)束后開始使用,通過人工施工對頂板進行單體柱的支設(shè),進而完成后續(xù)采煤工作的采煤工藝,與綜合機械化采煤技術(shù)相比,普采工藝中對人類的依賴程度較高,對設(shè)備功率的要求不高,但這種采礦技術(shù)的安全系數(shù)低,施工效率低,勞動強度低,平行梁直柱和交錯梁直柱是兩種這種采煤工藝中較常見的支護形式。
煤層地質(zhì)條件會對煤礦開采工作效率產(chǎn)生巨大的影響,在開展有關(guān)工作時,工作人員需運用采場圍巖控制技術(shù)來提高工作效率。運用此技術(shù)可以對開采工作予以全面的分析,讓工作在開展的過程中更加高效與科學?,F(xiàn)階段,中國煤礦開采技術(shù)問題較多,盡管部分煤礦企業(yè)已通過高壓注射技術(shù)和化學加工技術(shù)等來開展各項工作,但依然有局限性,因此工作人員應(yīng)控制硬頂板條件和破碎頂板條件的巖層,并對煤礦開采技術(shù)運用予以全面的評估,以此來使工作面放煤得到進一步的優(yōu)化。
該技術(shù)作為新型采煤技術(shù),其核心設(shè)備是連續(xù)采煤機,具備回采、巷道掘進等功能,主要適用于房柱式采煤法。連續(xù)采煤技術(shù)可同時完成破煤、裝煤等操作,開采效率更高,能夠?qū)崿F(xiàn)高度機械化開采。但連續(xù)采煤機的應(yīng)用,對煤礦開采環(huán)境有較高要求,主要用于煤層厚度適中,煤層地質(zhì)條件簡單的礦井環(huán)境,這也就限制了連續(xù)采煤技術(shù)應(yīng)用空間。
由于煤礦開采受地質(zhì)條件的影響,為了能夠?qū)崿F(xiàn)采煤技術(shù)的提高,在開采技術(shù)選擇之前,需要對煤層的條件采用先進的地質(zhì)勘查技術(shù)手段進行充分的調(diào)研,根據(jù)實際地質(zhì)情況,結(jié)合勘探情況,繪制合理的圖件,并且在掌握到全面精確的勘探資料后,對煤層的制定詳細的方案,選擇適應(yīng)煤層條件和企業(yè)規(guī)模的煤礦開采方法。此外,可以通過在煤礦開采過程中應(yīng)用高新技術(shù)對煤礦巷道的安排實現(xiàn)科學化和合理化,采用綠色技術(shù)可以改善煤炭開采的負面影響,減輕煤礦開采對環(huán)境的污染程度。
煤礦井下開采時,采煤技術(shù)和采煤工藝的選擇對于煤層開采的效率和安全性有著重要影響。常見的井下采煤技術(shù)有長壁式、房柱式及充填式三類。長壁式采煤技術(shù)是中國目前使用最為普遍的采煤技術(shù),其主要優(yōu)點在于井下工作面巷道布置較為簡單,通風管理比較容易,適用于各種條件下煤層的開采。目前井下采煤工藝主要有炮采工藝、普通機械化采煤工藝及綜合機械化采煤工藝。綜采工藝的發(fā)展是煤礦開采史上的一次技術(shù)革命,極大地提高了采煤效率,使礦井產(chǎn)量由年產(chǎn)幾十萬噸提高到年產(chǎn)千萬噸。