小議厚煤層中小煤礦實現高效采煤技術的途徑

苗 磊

山東能源新礦集團新巨龍公司 山東 菏澤 274918

前言：近幾年,我們要全面提高我國厚煤層中小煤礦采煤機械化程度和技術水平。而且中小煤礦發展必須走新型工業化道路,建設機械化、集約化高產高效礦井,改革采煤方法和采煤工藝,大力推廣機械化采煤技術,全面提高我國厚煤層中小煤礦采煤機械化程度和技術水平。

一、概述

厚煤層中小煤礦在我國煤炭工業結構中占有相當的比例,卻普遍存在結構不合理、產業集中度低、開采方法落后、資源浪費嚴重、安全事故頻發等問題,嚴重制約我國煤礦的發展。但是這部分煤礦煤層賦存相對較好,通過礦井技術改造容易實現礦井的高產高效,是我國中小煤礦改造的重點。如果對該范圍礦井通過優化結構、資源整合,聯合發展,規模經營,有利于我國煤炭產業逐步擺脫“小、散、窮”困境,實現礦井跨越式發展。

二、技術途徑

厚煤層中小煤礦技術改造,無論從我國煤炭供應安全還是從煤炭工業可持續發展戰略看,都必須走機械化、集約化、高產高效礦井建設之路,增強我國煤炭總體生產能力,提高煤礦總體安全水平。厚煤層中小煤礦可根據自身實際情況進行資源整合,重新規劃,合理有序地開發和利用煤炭資源,本著規模化、機械化、集約化的原則,建設高產高效礦井。

因此,厚煤層中小煤礦技術改造的首要任務就是改革采煤方法,大力推廣壁式采煤方法和技術,實現礦井的機械化采煤,用先進適用技術改造傳統產業。

1.厚煤層中小煤礦實現高效采煤技術途徑。在借鑒國外礦井高效集約化開采經驗的基礎上,結合我國煤炭開采條件和技術水平,我國厚煤層中小煤礦實現高效集約化采煤技術途徑如下：

(1)全面推進高產、高效、高安全采煤工作面建設 煤礦高效集約化開采的前提條件就是實現采煤工作面高產高效。

(2)開采裝備的自動化、機械化、電氣化先進的開采裝備是實現煤礦高效集約化開采的基礎。

(3)打造大型化、集中化、系統化的現代化礦井大型化、集中化、系統化和自動化是煤礦的煤礦開采發展方向。

根據我國國情可將技改前的厚煤層中小煤礦分為3種類型：

①半機械化礦井。礦井可采儲量在20Mt以上,生產能力在450kt/a以上,礦井的采、掘、機、運、通等生產系統較為正規,但采煤方法落后或不得當,較多采用普采或高檔普采等,未完全實現機械化開采。對于此類礦井,技術改造目標是建設百萬噸以上大型化、集中化、系統化和自動化高產高效礦井,對礦井重新設計,合理規劃,采用綜采放頂煤或大采高綜采等現代化采煤工藝,實現完全機械化自動化開采。

②非正規采法礦井。礦井可采儲量在20Mt以下,生產能力在100～450kt/a,生產系統較為簡陋,采用非正規采煤方法開采,資源采出率低,通風系統混亂,安全生產不能得到保障。對于此類礦井,首先進行礦井資源整合,與鄰近礦井合并,擴充礦井資源,用先進適用的采煤技術改造礦井,實現礦井的高產高效高安全開采。

③簡易礦井。礦井開采儲量較少,生產能力在100kt/a以下的小礦,采煤方法原始,礦井生產和管理極為簡陋,無機械化可言,人力(畜力)運輸、殘采式采煤、事故層出不窮。對于該類礦井則需要重新優化重組,合并礦井,擴大規模,然后再通過機械化改造實現規模化生產。厚煤層中小煤礦通過技術改造,走煤礦高效集約化開采道路,利用高新技術和先進適用技術,建設高產高效礦井,淘汰落后的開采工藝,可以明顯提高煤炭資源的采出率,改善煤礦安全生產狀況,實現礦井集約化、規模化生產。

三、厚煤層中小煤礦采煤方法改革

1.全面提高采煤機械化程度和技術水平。厚煤層中小煤礦除了少數正規煤礦采用機械化采煤方法以外,多數中小煤礦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、巷柱殘采式采煤法、倉儲式采煤法、房柱式巷道采煤法等。

解決我國厚煤層中小煤礦落后現狀的根本方法,就是必須首先完全徹底地改革礦井落后的采煤方法和采煤工藝,大力推廣先進適用采煤工藝和采煤方法,逐步淘汰和禁止非正規的采煤方法和落后的采煤工藝,實現機械化采煤,全面提高我國厚煤層中小煤礦采煤機械化程度和技術水平。

首先大力推廣應用長壁機械化采煤,長壁機械化采煤是我國應用最廣泛最成熟的技術,較易廣泛推廣應用。短壁機械化采煤工作面生產管理和礦井的生產規模小、設備投入比較少,采煤工作面生產管理簡單,有利于在中小煤礦推廣使用。

2.適宜厚煤層中小煤礦開采的先進采煤技術

2.1 輕型支架放頂煤技術。輕型支架放頂煤技術已在鶴壁礦區、邯鄲礦區、峰峰礦區等廣泛應用,該技術又可稱為較薄厚煤層放頂煤技術,主要適用于厚度為3.5～6.0m 厚煤層、煤層厚度變異系數大、煤層破碎松軟、頂板易冒的煤層。該采煤技術投資較少,特別適宜在我國厚煤層中小煤礦普及使用。輕型支架放頂煤工藝的關鍵技術：

(1)采用輕型放頂煤液壓支架。典型的支架的特點是結構簡單緊湊、重量輕、價格便宜、安裝方便。應從支架結構設計和回采工藝兩方面加以控制。支架設計采用整體頂梁、長側護板、前柱前傾并配內伸縮梁；回采工藝保證及時移架、擦頂移架。實踐證明,這類煤層綜放工作面可實現年產0.5～1.0Mt

2.2 短長壁綜采放頂煤技術。該項技術特別適合于礦井可采儲量較少,年產量在0.6Mt以上、煤層為厚煤層的中小型礦井。該采煤工藝已成功應用于陜西彬縣下溝煤礦、陜西集華柴家溝煤礦和陜西照金煤礦,已經趨向完善。這種采煤方法的關鍵技術是：

(1)工作面長度較短,工作面長度可設計為90m 以下,設備投資少,生產管理方便,稱之為短長壁開采。

(2)刮板輸送機采用單電機驅動,電機垂直于刮板輸送機布置,工作面全長全部采用基本液壓支架,工作面不設端 頭支架和過渡支架,配套簡單。

2.3 常規綜采放頂煤技術。綜放開采技術自20世紀90年代起得到了迅速發展,出現了潞安、兗州、陽泉等以綜放開采為主的大型高產高效礦區。使用綜放技術是實現高產高效、集約化生產,提高經濟效益的有效途徑。

2.4 大采高綜采技術。大采高一次采全厚綜合機械化采煤法,是近幾年伴隨著大采高液壓支架、大功率采煤機的研制而產生的一種新工藝。目前世界上對3.5～6.0m 厚煤層開采的發展趨勢是采用綜采一次采全高采煤法。到目前為止,大采高一次采全高采煤法已在我國許多礦區得到應用,并取得了可喜的成績,工作面最大采高已達7m 以上。

結論

綜上所述,發展煤炭工業的根本出路在于機械化,特別是采煤機械化。采煤工作面是煤礦生產的核心,其技術狀況在很大程度上決定了煤礦的生產工藝、系統配置、組織管理和技術經濟指標。綜合機械化采煤是煤礦技術進步的標志,是煤礦增加產量、提高勞動效率、增加經濟效益的重要手段。