新形勢(shì)下煤礦開(kāi)采中的采煤技術(shù)分析

李富欣

陽(yáng)泉煤業(yè)集團(tuán)有限公司，山西 陽(yáng)泉 045000

中國(guó)是世界煤炭資源最豐富的國(guó)家之一，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)煤炭探明儲(chǔ)量在9000億t以上，含煤面積55 萬(wàn)余平方千米，而且煤種齊全，我國(guó)一次性能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭占75%以上，從煤中可以提取200多種產(chǎn)品，因此煤炭工業(yè)的發(fā)展，將直接關(guān)系到我國(guó)的社會(huì)主義建設(shè)。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的變革，采煤技術(shù)的發(fā)展方向越來(lái)越趨向于高產(chǎn)、高效、高安全性，而采煤技術(shù)的發(fā)展必將帶動(dòng)煤炭開(kāi)采各環(huán)節(jié)的發(fā)展，也將關(guān)系到社會(huì)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，因此，探討采煤技術(shù)顯得尤為重要。

1 探討采煤技術(shù)的背景概述

從理論上來(lái)說(shuō)，影響采煤方法和技術(shù)的因素有很多，概括起來(lái)，主要有地質(zhì)構(gòu)造、煤層埋深、煤層賦存狀況、煤層厚度及硬度、煤層結(jié)構(gòu)、頂?shù)装鍡l件、煤質(zhì)條件及礦井生產(chǎn)能力等。在我國(guó)，長(zhǎng)壁采煤方法已趨成熟，放頂煤采煤的應(yīng)用也在不斷地發(fā)展，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜等難采煤層采煤方法和技術(shù)的研究還有很大的空間。

2 新形勢(shì)下采煤技術(shù)探討

2.1 優(yōu)化開(kāi)采布置的開(kāi)采技術(shù)

如今，科技在發(fā)展進(jìn)步，而煤礦開(kāi)采也必將要顯示出新形勢(shì)下的特點(diǎn)，優(yōu)化技術(shù)，提高開(kāi)采水平顯得尤為重要。從開(kāi)采布置方面的開(kāi)采技術(shù)來(lái)說(shuō)，可以改進(jìn)、改善現(xiàn)有的采煤技術(shù)和開(kāi)采布置，提高生產(chǎn)效能，以實(shí)現(xiàn)開(kāi)采效益最大化為目標(biāo)，重點(diǎn)要研究開(kāi)發(fā)煤礦的地質(zhì)條件、開(kāi)采巷道布置及技術(shù)評(píng)價(jià)體系專家系統(tǒng)，從而才能實(shí)現(xiàn)開(kāi)采方法、開(kāi)采布置與煤層地質(zhì)條件的最優(yōu)匹配，達(dá)到利益的最大化。

從具體操作來(lái)說(shuō)，可以從以下幾個(gè)方面入手：開(kāi)拓部署與巷道布置系統(tǒng)的優(yōu)化，優(yōu)化采區(qū)及工作面參數(shù)，研究單一煤層集中開(kāi)拓，研究集中準(zhǔn)備、集中回采的關(guān)鍵技術(shù)，大幅度地將巖巷掘進(jìn)率降低，多開(kāi)煤巷，減少出矸率；研究矸石在井下的直接處理，這是一項(xiàng)減少污染、降低能耗、保護(hù)環(huán)境的一個(gè)有利辦法，既可以優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)，又有利于高產(chǎn)高效集中化開(kāi)采，這一方面應(yīng)該抓緊探討和研究。

2.2 研發(fā)新設(shè)備，提高裝備技術(shù)，發(fā)展大功率、高安全性的薄煤層采煤機(jī)、刨煤機(jī)是采煤技術(shù)發(fā)展中的一大趨勢(shì)

新型設(shè)備是采煤技術(shù)發(fā)展的必要條件，生產(chǎn)工具的進(jìn)步將直接影響到生產(chǎn)產(chǎn)出，影響到煤礦開(kāi)采是否能夠達(dá)到功率的最大化，避免不必要的資源浪費(fèi)和損失。就深礦井開(kāi)采來(lái)說(shuō)，關(guān)鍵的技術(shù)是煤層開(kāi)采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風(fēng)、井巷布置等。因此，在煤礦開(kāi)采中需要進(jìn)行重點(diǎn)研究的是：1）深礦井沖擊地壓防治技術(shù)與監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)；2）深礦井高產(chǎn)高效開(kāi)采有關(guān)配套技術(shù)；3）深礦井開(kāi)采熱害治理技術(shù)與裝備；4）深礦井開(kāi)采后的維護(hù)設(shè)備。從功率上來(lái)看，只有大功率的新設(shè)備，才能夠創(chuàng)造出更高的安全性、可靠性，以及更廣的適應(yīng)性和匹配度。

在國(guó)外，薄煤層采煤機(jī)總裝機(jī)功率已超過(guò)500kW，刨煤機(jī)總裝機(jī)功率已超過(guò)2×400kW。我國(guó)正研制的MG200/450-WD型采煤機(jī)裝機(jī)功率為450kW；刨煤機(jī)最大功率為2×200kW?，F(xiàn)階段，影響和制約我國(guó)薄煤層采煤機(jī)發(fā)展的一個(gè)主要的因素是：主電機(jī)功率與機(jī)面高度的矛盾，這種矛盾比較難以解決，因此，薄層采煤機(jī)使用的體積小、功率大的電機(jī)亟待研究。目前，我國(guó)薄層采煤工作面的輸送機(jī)長(zhǎng)度于國(guó)際上的涉及長(zhǎng)度差距仍然是很大，一般來(lái)說(shuō)，我國(guó)的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度只有150m～200m，而國(guó)外層采煤工作面的輸送機(jī)長(zhǎng)度通常是為250m，有的甚至是大于300m。我國(guó)已經(jīng)研制了30余種放頂煤液壓支架架型，并對(duì)礦壓顯現(xiàn)規(guī)律、頂煤碎裂規(guī)律及可放性、放煤規(guī)律等進(jìn)行了大量的研究、對(duì)煤炭技術(shù)的生產(chǎn)起了重要導(dǎo)向作用。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，提高技術(shù)裝備的先進(jìn)程度，對(duì)技術(shù)裝備進(jìn)行改良和優(yōu)化是非常重要的。

2.3 采用放頂煤綜采技術(shù)

工作面的產(chǎn)量主要取決于放煤速度。目前，國(guó)內(nèi)放頂煤綜采工作面單產(chǎn)通常是介于100Mt/a～400Mt/a之間。需要指出的是，在淺埋深的條件下，本區(qū)采用放頂煤綜采的增產(chǎn)潛力不大； 因此，在管理先進(jìn)、條件適宜、設(shè)備安全可靠的條件下，1101工作面單產(chǎn)可達(dá)18Mt/a 左右，采用放頂煤綜采技術(shù)也是一個(gè)很好的選擇。將來(lái)，隨著放頂煤綜采技術(shù)的發(fā)展和變革，還可以通過(guò)改善“支架—圍巖”系統(tǒng)控制，更加優(yōu)化作業(yè)時(shí)候的支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、液壓信息和自動(dòng)化機(jī)械化電子化的采集集成系統(tǒng)等來(lái)提高綜采技術(shù)。

2.4 使用采場(chǎng)圍巖控制技術(shù)

以科學(xué)合理、優(yōu)化高效的巖層控制技術(shù)來(lái)保證開(kāi)采活動(dòng)的安全、高效、低成本、安全可靠為目標(biāo)，深入對(duì)我國(guó)幾十年的礦山壓力研究成果進(jìn)行總結(jié)，以理論分析（解析法）、現(xiàn)代數(shù)學(xué)力學(xué)（統(tǒng)計(jì)分析預(yù)測(cè)、數(shù)值法） 和實(shí)測(cè)法等多種方法相結(jié)合的方式，運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，深入地研究各種煤層地質(zhì)及開(kāi)采條件，如急傾斜、大采高、大采深采場(chǎng)礦山壓力顯現(xiàn)出來(lái)的規(guī)律，以及圍巖破壞與平衡機(jī)理，不斷完善采場(chǎng)圍巖控制技術(shù)，達(dá)到煤礦開(kāi)采活動(dòng)的目標(biāo)優(yōu)化。目前，由于應(yīng)用高壓注水、深孔預(yù)裂爆破處理堅(jiān)硬頂板和應(yīng)用化學(xué)加固技術(shù)，仍然存在著工藝工序復(fù)雜、成本投入高，因而需進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)新材料、新工藝、新方法來(lái)解決這些問(wèn)題。

3 結(jié)論

新形勢(shì)下，需要加強(qiáng)適合煤礦開(kāi)采技術(shù)的研發(fā)力度，從開(kāi)采技術(shù)上、從裝備技術(shù)上提高水平，達(dá)到提高產(chǎn)能、高安全、高能效的目的，才能真正地走出一條集約化生產(chǎn)和發(fā)展的道路，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展活力作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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