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时间:2020-05-26
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1、浅议极薄煤层开采工艺摘要:我国作为煤矿资源大国,煤炭年产量在全世界始终名列前茅。随着近些年井下开采逐渐向纵深方向发展,极薄煤层的开采越来越多。然而,极薄煤层与普通煤层有所不同,其开采难度也要高于普通煤层。为此,寻求一种极薄煤层开采工艺的有效途径显得尤为重要。基于此点,本文首先简要介绍了煤矿极薄煤层常用的开采技术,并在此基础上提出极薄煤层开采的有效途径。关键词:极薄煤层,开采技术,矿井1薄煤层开采的特点尽管世界上拥有丰富的薄煤层资源,但是它们相对于厚煤层开采,会面临更多的问题。在薄煤层开采中,面临的主要问题为:由于薄煤层空间的
2、限制,设备安装、维护及操作都十分困难,劳动密集度大,工人工作和通道都受到限制,瓦斯排放变得困难。薄煤层开采,推进速度加快,采掘接替变得紧张。相对于厚煤层,薄煤层的产量低,丢煤严重,由于煤层厚度变化和复杂的地质条件例如断层都影响到采煤,薄煤层煤炭的开采能力受限到一个很低的水平。一般来说,单个薄煤层的产量是中厚煤层产量的1/3。薄煤层相对于产量的投资要比中厚煤层大。但是,薄煤层开采也拥有一些优势:在薄煤层工作面顶板运移较小、薄煤层开采产生很小的沉陷、对邻近煤层影响小、顶板控制较厚煤层简单。2薄煤层的开采技术煤矿极薄煤层常用的开采
3、技术随着近半个世纪以来对煤炭资源的不断升采,现如今,条件相对较好的资源已经日益匮乏,为了进一•步缓解因资源紧缺带来的压力,大量小型煤矿开始对极薄煤层进行开采。所谓的极薄煤层主要是指实际厚度小于0.8m的煤层,这类煤层在煤矿中所占的比例相对较大,其对开采工艺的要求也比较高。因此,必须采取相应的开采技术。在科技水平不断提高的同时,极薄煤层开采技术也随之得到长足进步,当前较为常用的极薄煤层开采技术主要有以下儿种:(一)炮采法炮采法一般可分为两种形式,一种是普通炮采法,该方法在一些小型煤矿的井下开采中应用较多,其主要是通过作业人员进
4、入到井下采掘工作面进行打眼,再以爆破的方式使煤层脱落,然后由一部分作业人员摧煤至工作面运输设备,另一部分作业人员则负责在工作面打设及回撤支柱。但该方法存在一些十分突出的问题,如安全性差、劳动强度大、开采效率低以及煤炭资源回收率低等等;另一种无人工作面炮采法。这种方法的开采效果要远远优于普通炮采法,并且具有安全性高、适应性强等特点。无人工作面炮采法是一•种在工作面平巷上的平行采面煤壁以钻机钻出一个或是一组与实际采掘面长度相同的深孔,借此来实现一次起爆落煤的方法。该方法的关键环节在于钻孔孔深的控制,通常情况下,孔深应控制在20〜
5、30m左右为宜。经由放炮崩落的20〜30m左右为宜。经由放炮崩落的煤炭可由运输设备进行运输,从而实现了作业人员远程操控,工作面无作业人员的开采方式。(―)采煤机普采法该方法是极薄煤层开采过程中所占产量比例最大的一种开采方法。目前,我国已经成功研制出20余种薄煤层开采机组,适用于极薄煤层开采作业的主要为爬底式。各地方煤矿企业以及一些民营的小型煤矿可按照资金及井下煤层的实际赋存情况对机组进行选择。但是这种采煤方法具有一定的局限性,其仅适用于厚度大于0.6m且倾角小于18。的煤层。(%1)刨煤机采煤法与采煤机相比刨煤机的使用范围相
6、对较小,而且开采效果也比较一般。这是因为刨煤机整体功率偏小,对井下硬煤的刨采能力较差,同时设备自身的运行可靠性也相对较低,当倾角大于1()。时设备会出现严重下滑的情况。此外,由于缺乏对井下煤层可刨性的系统分析以及合理刨深深度等参数的理论研究,加之设备的总体投入较大。因此,该方法并不太适合用于小型煤矿。(%1)螺旋钻机无人工作面采煤法这种采煤方法是我国在最近儿年引入的一种新型机采方法,其有效地实现了采掘作业面无人作业的开采方式。作业人员在开采工作面以外的位置处通过对机电设备进行远程操控,便可完成破、装、运等煤炭开采工序,通过该
7、方法的应用使作业人员从以往繁重的劳动和恶劣的工作环境中解脱出来,开采效率也随之有所提高。该方法可有效对极薄煤层进行开采,进一步提高了井下煤炭资源的利用率以及矿井的服务年限,因此,这是一•种十分值得推广使用的极薄煤层开采工艺。3极薄煤层开采的有效途径(一)按照具体地质条件优选采煤方法在对煤层倾角小于35。的低瓦斯极薄煤层进行开采时,可选用无煤柱的开采工艺。由于极薄煤层在开采的过程中倾角变化幅度较大,为此,在实际开采中,应按照不同的倾角对采面布置进行相应的调整,并据此来选择最为合理的开采方法。如急倾斜煤层可采取深孔爆破法、缓倾斜
8、煤层则可采用走向长壁采煤法。总之,在对极薄煤层进行开采时,必须结合煤矿井下实际情况对采煤方法进行确定,这样不仅能够有效地提高煤炭的同采率,而且还能进一步降低开采成本。(二)开采作业面地质条件的有效控制措施通常情况下,在作业面过断层或是褶曲等地质构造时,开采设备很难适应这种地质条件,为此,应
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