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厚煤层开采技术现状及面临问题探讨

时间:2015-08-14 11:32 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:鲁新建 樊利国 点击次数:

  摘要:随着人们对煤炭资源的需求量不断增加,煤矿的开采力度也在不断的增加,随着煤矿开采力度的不断加深以及煤层的不断加厚,提高厚煤层的开采技术是迫在眉睫的。提高厚煤层的开采技术不仅能够提高煤矿的开采效率,而且还可以满足人们对煤炭的需求。但是在现如今厚煤层开采的过程中由于受到多方面因素的影响,使得厚煤层的开采依然存在着许多的问题。文章以新疆兴陶大北矿业有限公司为例,对新疆兴陶大北矿业厚煤层开采过程中存在的问题进行详细的分析和研究,并对厚煤层开采的新技术进行分析,从而提高厚煤层的开采效率。

  关键词:厚煤层;开采;技术;现状

  煤炭是我国能源的重要组成部分,在我国煤炭资源中厚煤层占据着十分重要的位置,其储存量和生产量占我国煤炭资源总储量以及生产量的45%。因此,就需要煤矿企业对厚煤层的开采技术进行大力的开发和研究,使用先进的开采技术,从而提高煤层开采人员的工作效率,促进煤矿企业经济的快速发展。新疆兴陶大北矿业有限公司位于乌鲁木齐市西南30千米,矿界东西平均长约4.5千米,南北平均宽约1.0千米,面积4.55平方千米。该矿井属60万t/a规模的技术改造矿井。井田共含两层可采煤层,煤层赋存稳定,为倾斜厚煤层,煤层倾角为19~30°,4-5煤层、9-15煤层平均厚度分别为2.39米、10.46米。

  1新疆兴陶大北矿业厚煤层开采的现状

  现如今,在厚煤层开采的过程中煤矿企业一般都是采用放顶煤技术,该技术是在20世纪70、80年代提出的,适合于5米至20米厚的煤层开发,属于一次全高开采,也就是在厚煤层开采的过程中将采煤的工作面布置在矿井的下部煤层,将上部煤炭从支架的窗口放出,从而将煤炭一次性的采出[1]。而新疆兴陶大北矿业9-15煤层的厚度为10.46米,归属于厚煤层,因此大部分情况下也是采用放顶煤技术对厚煤层进行开采,该技术的使用虽然能够为企业带来巨大的经济效益,促进煤矿企业的快速发展,但是由于该方法的破坏范围较大、自然发火的现象较为严重,以及回采的效率偏低,为厚煤层的后期开采带来了许多的问题。

  2新疆兴陶大北矿业厚煤层开采过程中存在的问题

  新疆兴陶大北矿业在厚煤层开采的过程中由于受到许多方面因素的影响,使得厚煤层在开采的过程中存在着许多的问题,其主要表现在4个方面:(1)分层开采。新疆兴陶大北矿业利用分层开采的技术对厚煤层进行开采,但由于该技术在使用的过程中,需要对矿井的上分层进行人工假顶的铺设,以及矿井巷道系统的复杂,不仅增加了煤矿企业的开采成本,而且还提高了巷道的掘进和维护费用;同时由于矿井地质条件的不同,为厚煤层的开采带来了许多的影响,如:厚煤层开采的效率偏低、生产量低或者是出现丢煤的现象等[2];(2)大采高一次全采。新疆兴陶大北矿业在开采厚煤层的过程中使用大采高一次全采的技术,但是由于采高较大,对支架的稳定性进行了一定程度的降低,从而造成厚煤层在开采过程中的安全性相对较低,以及煤矿工作面的无法管理,为厚煤层的开采带来许多的负面影响;(3)放顶煤开采。在厚煤层开采的过程中使用放顶煤开采技术,但由于开采过程中煤尘较大、破坏范围广泛、自然发火的问题严重以及回采率的相对较低,为厚煤层的后期开采带来了许多的问题;(4)水平分段综采法。在厚煤层开采的过程中使用水平分段综采法虽然能够为煤矿企业带来巨大的经济效益,但由于煤层厚度的不断变化,使得该方法在使用的过程中无法很好的适应和配合,以及开采过程中煤尘较大,造成了煤矿厚煤层开采的前期投资较大,增加了煤矿企业的开采成本。

  3新疆兴陶大北矿业厚煤层开采新技术的研究分析

  3.1刀柱采煤法

  刀柱采煤法一般情况都是在难以冒落的厚煤层开采中使用,适用于6厘米以上的煤层,其工作面的长度可以达到150米[3]。同时,由于刀柱采煤法的使用工艺简单,设备的投资率较低,故障率较少以及自动化系统的安装,不仅提高了厚煤层的开采效率,而且还对劳动力的强度进行了降低,并避免了冒顶事故的发生。但是其在使用的过程中也依旧存在着许多的问题,如:工作面的狭窄、较多的残留煤柱、煤层的自燃等问题,因此,在使用刀柱采煤法时要根据工作面的距离、采宽、煤柱之间的间距以及煤层自身的厚度进行设置,从而减少开采过程中安全事故的发生。

  3.2放顶煤液压支架法

  放顶煤液压支架法主要是通过岩石的运动形态和力学,对支架的受力、运动规律、结构等方面进行详细的分析,并通过虚拟的技术对煤层的受力与变形进行研究,从而对支架的资料进行全面的获得,并根据数据进行设计。但是由于在开采的过程中过煤的空间不会因为采高的变化而变化,从而使得开采的过程相对困难[4]。因此在对支架进行设计的过程中要将掩护梁的折现进行弯曲,从而对开采过程中的干扰进行降低,确保煤层的回采率。

  3.3减沉注浆法

  减沉注浆法主要应运于厚煤层开采完成之后,地下空间的下沉中。该技术主要包含了3方面的原理:(1)支撑原理。减沉注浆法通过地面钻孔的方法将混合浆液以及填充物注入到煤层的空间,对煤层进行支撑,以防开采的过程中出现下沉或者是弯曲的现象;(2)压实原理。混合浆液以及填充物注入煤层之后,就会对岩体进行一定程度的挤压,形成另外的注浆空间,然后通过二次的填充,就可以对煤层的降沉效果进行有效地提高;(3)减少地表的破坏。在厚煤层开采的过程中通过减沉注浆法,不仅可以对地表的变形以及沉降进行降低,而且还可以提高厚煤层的开采效率,促进煤矿企业经济的快速发展。

  4结语

  由此可见,新疆兴陶大北矿业在厚煤层的开采过程中所使用的放顶煤技术以及其它传统落后的技术,不仅降低了厚煤层的开采技术,为煤矿企业的经济效益带来了严重的影响,而且在厚煤层开采的过程中提高了事故的发生频率,增加了煤矿企业的运行成本。因此,面对这一系列的问题,就需要煤矿企业根据厚煤层自身的特点、工作面的距离、采宽以及工作面的错距采取相对应的开采方法,从而提高厚煤层的开采效率,降低煤矿企业的运行成本。

  参考文献:

  [1]王家臣,仲淑.我国厚煤层开采技术现状及需要解决的关键问题[J].中国科技论文在线,2008(11).

  [2]孟宪锐,王鸿鹏,刘朝晖,张英.我国厚煤层开采方法的选择原则与发展现状[J].煤炭科学技术,2009(01).

  [3]孟宪锐,吴昊天,王国斌.我国厚煤层采煤技术的发展及采煤方法的选择[J].煤炭工程,2014(10).

  [4]侯广志.厚煤层开采技术研究[J].河南科技,2014(05).


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