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煤礦采礦方法范文1
關鍵詞:煤礦;采礦生產方法;采礦生產技術
中圖分類號:C35文獻標識碼: A
一、我國現有煤炭產量
我國物產非常豐富,煤炭資源屬于我國一次性能源中使用最大的資源,煤礦在我國能源使用中的比例遠大于石油與天然氣,因此煤礦資源是我國賴以生存的能源儲備物資。煤礦資源使用量大,不按標準的開采過程會造成嚴重污染,例如土地沙化、大氣污染加重、地下水重金屬超標、土地塌陷等環境污染[1]。這些污染會對人們的生存環境逐漸侵蝕,想解決這種問題就需要進行采礦技術改革,只有利用新型環保采礦工藝才可以減輕對環境的破壞程度。礦產企業也需要與時俱進,加強新型技術的學習與研究,不僅要對煤礦開采設備進行更新,還需要使用新型采礦技術進行輔助,兩者互相結合才可以幫助采礦企業更好的發展。
二、傳統采礦模式缺點
采礦工業從古至今產生了非常大的變化,單單是采礦方法就存在了近200種,經過歷史的沉淀與選擇,目前國內使用的方式分為三種,空洞采礦法、補充采礦法、爆破采礦法,根據不同的地點選擇不同的采礦方式,這三種傳統采礦方法存在不少缺點,為了迎合社會發展需求,我們需要改正缺點尋求進步。
(一)礦體勘測不細致
因為傳統采礦方法對礦體的整體環境沒有一個完整了解,結果在開采的過程中就會發生問題,導致意外的發生。如果不對礦體結構進行細致的勘探,就無法制定符合開采標準的計劃,這對后期的安全開采非常不利。
(二)開采方式錯誤
采礦過程中,開采方式是非常重要的一點,如果開采方式有誤,就會導致、冒尖、片幫、壓力加強等情況出現,這種情況對礦洞安全來說是非常危險的情況。因為開采工藝達不到使用標準,頂部支撐管理維護不善將直接導致開采安全系數的降低,突發意外的概率將大幅度增長。
(三)結構參數不合理
采礦場必須精準的計算結構參數與回采順序,如果沒有進行對應數據與策略的制定,那么在回采過程中就很容易引起結構的整體崩塌[2]?;夭身樞蚋鶕Y構參數進行制定,準確的結構參數才可以幫助采礦位置維護其穩定性。
(四)聯絡道結構錯誤
很多聯絡道寬度過大,這對工作人員正常行走過程會產生非常大的不便,聯絡道間距需要恰到好處。而且人行通風井沒有與聯絡道進行連通,一旦發生坍塌,工作人員只能通過一條主干道回到地面,這對安全保障是一個缺陷。
(五)自然災害
在煤礦開采過程中,通風是非常重要的,因為自然環境中的煤礦會產生有害氣體,如果通風條件較差就會引發有害氣體中毒,直接導致采礦人員出現生命危險。而且出現地下水的情況下還會發生泥石流,這種情況一旦發生很容易造成人員傷亡。
三、采煤方法和工藝
1、開發煤礦高效集約化生產技術。建設生產高度集中、高可靠性的高產高效礦井開采技術。以提高工作面單產和生產集中化為核心,以提高效率和經濟效益為目標,研究開發各種條件下的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝簡單、高效、可靠的生產系統和開采布置,生產過程監控與科學管理等相互配套的成套開采技術。發展各種礦井煤層條件的采煤機械化,進一步改進工藝和裝備,提高應用水平和擴大應用范圍,提高采煤機械化的程度和水平。
開發“淺埋深、硬頂板、硬煤層高產高效現代采煤成套技術”主要解決以下技術難題。硬頂板控制技術,研究埋深淺地壓小的硬厚頂板控制技術,主要通過巖層定向水力壓裂、傾斜深孔爆破等頂板快速處理技術,使直接頂能隨采隨冒,提高頂煤回收率,且基本頂能按一定步距垮落,既有利于頂煤破碎,又保證工作面的安全生產。硬厚頂煤控制技術,研究開發埋深淺、支承壓力小條件硬厚頂煤的快速處理技術,包括高壓注水壓裂技術和頂煤深孔預爆理技術,使頂煤體能隨采隨冒,提高其回收率。頂煤冒放性差,塊度大的綜放開采設備配套技術,研制既有利于頂煤破碎和頂板控制,又有利于放頂煤的新型液壓支架,合理確定后部輸送機能力。兩硬條件下放頂煤開采快速推進技術,研究合適的綜放開采回采工藝,優化工序,縮短放煤時間,提高工作面的推進度,實現高產高效。5~5.5m寬煤巷錨桿支護技術,通過寬煤巷錨桿支護技術的研究開發和應用,有利于綜采配套設備的大功率和重型化,有助于連續采煤機的應用,促進工作面的高產高效。
2、緩傾斜薄煤層長壁開采。主要研究開發:體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤機、刨煤機研制適合刨煤機綜采的液壓支架;研究開發薄煤層工作面的總體配套技術和高效開采技術。
3、鍘頃斜厚煤層次采全厚大采高長壁綜采。應進一步加強完善支架結構及強度,加強支架防倒、防滑、防止頂梁焊縫開裂和四連桿變形、防止嚴重損壞千斤頂措施等的研究,提高支架的可靠性,縮小其與中厚煤層(采高2.5m左右)高產高效指標的差距。
4、各種綜采高產高效綜采設備保障系統。要實現高產高效,就要提高開機率,對“支架:圍巖”系統,采運設備進行監控。今后研究的重點是:通過電液控制閥組操縱支架和改善“支架:圍巖”系統控制,進一走完善液壓信息、支架位態、頂板狀態、支護質量信包的自動采集系統;乳化液泵站及液壓系統運行狀態的檢測診斷:采煤機在線與離線相結合的“油,磨屑”監測和溫度、電信號的監測t帶式輸送機、刮板輸送機全面狀態監控。
四、總結
總之,我國的煤礦開采技術在不同煤層條件下,有著不同的處理措施。再加上我國煤層的地質情況種類較多,這就導致其不同情況下煤層的分布方式也有所不同,促使煤礦井要根據煤層的實際情況采取不同的措施,利用這一方式能夠最大限度的保證煤礦生產自身所具有的安全性。而我國當前的煤礦生產技術發展較為迅速,各種設備都在朝著大功率、程序化的方向發展,并且還在持續的進行改善,這促使我國煤礦生產技術和采礦方法必然會快速領先于國際水平。
參考文獻:
[1]尹光輝.探討新形勢下煤礦開采中的采煤技術[J].經營管理者,2010(06)
煤礦采礦方法范文2
關鍵詞;煤炭資源;科學采礦;評價方法
中國在世界上是一個資源生產與能源消耗的大國,近幾年來,據相關數據得出,中國能源的消耗已經占世界消耗的總數的23.4%。煤礦的機械使用生產水平、煤炭資源礦井安全、勞動強度等方面的情況都是影響著我國煤炭資源的開采。數學模型的建造是以主觀動態權重為主要基礎,對煤炭資源科學采礦評價方法包括專家定參法、開關函數法、標準取值法、定性取值法、分段函數法等。采用以上方法以便實現我國煤炭資源科學采礦由定性描述到定量描述的轉化。通過對煤炭資源科學采礦評價方法模型的建立,可以將科學化采礦評價方法模型轉化成可量化體系。對煤炭資源整體情況進行說明,對煤礦公司開發煤礦的能力、礦井勘測安全性、煤礦環境問題等方面進行了綜合考察。
一、煤炭資源科學采礦評價內涵的豐富與發展現狀
對煤炭資源實行科學采礦評價內涵主要體現是將煤礦生產與礦井開發的安全問題放在了第一位,鼓勵對煤炭資源進行機械化開發與生產。要對煤炭資源生產成本進行合理化、科學化、全面化的方案設計。要將煤炭資源開發與環境保護放在同樣重要的位置。對煤炭資源產出率得出重要的數據進行編制與存檔。要對礦井內其他的資源的利用和處理進行高度重視。
隨著我國科學技術的不斷發展,煤炭資源機械化采礦率也在不斷的提高。機械化裝備水平的提高,促進了我國的煤炭資源開發技術能力不斷地提升。但隨之而來的問題是煤礦開采的環境越來越惡化,煤炭公司的社會責任在不斷地增加等各方面,主要由于客觀因素與主觀因素所造成。要求我國的煤炭資源開發應該逐漸走上科學化、智能化的道路。煤炭資源的開發不僅僅是一項工程,在采礦的同時應該采用先進的技術。同時煤炭資源的開發也是一種社會的責任與需求,需要更多的人們對煤炭資源開發的社會效益與人的健康發展高度關注。在傳統方式的煤礦開采的基礎上,嘗試著對煤炭資源開采以科學化開采、以人為本著兩個方面的內涵進行補充。
我國煤炭資源科學開采內涵包括:對煤礦開采安全性高,礦井抗風險能力強、綠色開采,實現資源與環境協調開發、采用科學化開采技術、高效率的開采、采用先進的機械化設備、實行機械化開采,無人開采模式、實現成本與社會效益以及社會責任共同發展、以人為本重視煤炭職工的人身安全。
二、對煤炭資源科學采礦評價相關因素介紹
對煤炭資源開采的客觀難度系數與科學采礦有很大的關系。對礦井內煤炭礦層存在的精確地位置、煤炭所處的深度、煤炭資源周圍的環境因素以及礦井內隨時會出現的突況等各個方面因素都是直接影響煤炭資源開發的難度。煤炭資源開發的工作場所也在不斷在移動,所以就造成了客觀開采存在的條件對科學采礦的難度影響較大。
煤炭資源開發使用的機械化裝備水平也是直接影響科學采礦的因素。煤炭資源所使用的機械化裝備越好對煤礦資源科學開采越有利,同時安全開采也是機械化裝備對煤炭資源科學開采的前提,先進機械化裝備可以提高煤炭資源開采效率與煤炭工作人員的工作效率。同時先進煤炭資源機械化裝備越好還可以提高礦井安全性能。
煤礦資源科學開采與水資源也有著密切的關系。對煤礦資源的開發可能會導致礦井內地下水位的下降、暗流河水的滲漏、水資源遭到嚴重的污染等方面。近幾年,據相關數據記載,我國由于煤礦資源開發造成礦井水排放60億?。由此看出,水資源與煤炭資源開發有著密切的關系。
三、煤炭資源科學采礦方法進行說明
以我國的某個大型的煤炭資源科學采礦開發為例子,對采用科學采礦效率指數進行說明。通過對煤炭資源科學采礦的各項數據的研究與探討,得出科學采礦指數越高,那么煤炭資源科學采礦效果越好。通過啟動科學采礦效率指數進行計算程序,在程序當中輸入煤炭礦井的名稱、專家名稱以及礦井其他的各個方面勘測出的數據,要有專業的專家進行評估勘測,在輸入系統中設以密碼,當專家將各項數據輸入完成后,根據動態來確定各指標的權重,來進行權重系數的篩選與各項煤炭資源的數據進行計算。
對煤炭資源數據參數輸入完成之后,使用計算機系統調出煤炭資源程序,然后在輸入科學采礦效率指數的總體計算結果,完善科學采礦體系,將完整的科學采礦體系全面化、科學化、合理化應用到煤炭資源采礦當中,促進我國煤炭資源開發的快速發展。
四、總結
通過上述文章的敘述,不難看出,生活水平的不斷提高,科學技術的不斷發展,科學采礦方法在煤炭資源開發與能源使用上的幫助越來越大。在煤炭資源開發上對科學采礦方法的使用越來越廣泛,,煤炭能源消耗是一個大問題,科學采礦方法在煤炭資源開采的應用,不僅有利于對能源消耗的改善,還可以提醒人們對節能環保意識的重要性,要以我國煤炭資源科學采礦方法基本情況為前提,對科學采礦方法在科學采礦方法的應用上不斷對科學采礦方法進行探索,創造出更加全面化、科學化、合理化、全新化的科學采礦方法。提高我國煤炭資源的開采效率,促進我國的煤炭行業健康綠化節約能源的可持續發展道路。本文對煤炭資源科學采礦評價內涵的豐富與發展現狀、對煤炭資源科學采礦評價相關因素介紹、煤炭資源科學采礦方法進行說明等進行了詳細的分析與探討,
參考文獻:
[1]李東印.科學采礦評價指標體系與量化評價方法[D].河南理工大學,2012.(03)
[2]李東印,許燦榮.煤炭資源科學采礦指數計算方法探討[J].煤炭工程,2012,(01)
[3]李東印,李化敏,周英,王文,許燦榮.煤炭資源科學采礦評價方法探討[J].煤炭學報,2012,(04)
煤礦采礦方法范文3
【關鍵詞】礦井;采煤;選擇
0 前言
選擇采煤方法,必須滿足安全、經濟、煤炭采出率高的基本原則,努力實現安全高效。所謂安全,就是必須貫徹“安全第一”的生產方針,做到采煤工藝先進合理,采煤系統可靠,技術措施完善。經濟就是指高產、高效、低耗、低成本,煤炭質量好。采出率高就是要求盡量減少煤柱損失,減少采煤工作面留煤損失和潑灑損失,最大限度地提高煤炭資源采出率,以達到國家要求。選擇采煤方法應當遵循的三個基本原則,既密切聯系又相互制約,在選擇時應當綜合考慮。
1 選擇采煤方法應考慮的因素
為了滿足采煤方法選擇的原則要求,在選擇和設計采煤方法時,必須充分考慮到具體的地質、技術和經濟因素的影響。
1.1 地質因素
1.1.1 煤層傾角。煤層傾角是影響采煤方法選擇的重要因素。煤層傾角的變化不僅直接影響到采煤工作面推進方向、破煤方式、運煤方式、工作面長度、支護方式、采空區處理方法,而且還直接影響到采區巷道布置、運輸方式、通風系統、頂板災害防治措施以及各種參數的選擇。一般條件下,傾角小于12的煤層,有利于采用巷道系統簡單的傾斜長壁采煤法;傾角大于12的煤層,多采用走向長壁采煤法。
1.1.2 煤層厚度。煤層厚度及期變化也是影響采煤方法選擇的重要因素,根據煤層的厚度,可以選擇相應的采煤方法。一般條件下,薄及中厚煤層通常采用一次采全高的采煤方法;厚煤層可采用大采高綜合機械化采煤一次采全高、放頂煤采煤方法,也可以采用分層開采的方法。此外,煤層厚度還會影響到采煤工作面的長度,影響采空區處理方法的選擇。在開采自然發火期較短的厚煤層時,就必須采取綜合預防煤層自然發火的措施,采用全部充填法或局部充填法處理采空區。
1.1.3 煤層特征及頂底板穩定性。煤層的硬度、煤層的結構(含夾矸情況)、含煤層數及煤層頂底板巖石的穩定性,都直接影響到采煤機械、采煤工藝以及采空區處理方法的選擇,影響著采區巷道布置、巷道維護方法及采區主要參數的確定。
1.1.4 煤層地質構造。采煤工作面內的斷層、褶皺、陷落柱等地質構造,直接影響著采煤方法的選擇和應用。由于地質構造的影響,有時不得不放棄技術先進的采煤方法,而采用適應性較強、安全可靠性較高的采煤方法。一般情況下,對于地質構造簡單,埋藏條件穩定的煤層,有利于選用綜合機械化采煤方法;對于地質構造復雜、埋藏條件不穩定的煤層,可選用普通機械化采煤、爆破落煤采煤方法以及其他適應性較強、安全可靠性較高的采煤方法;多走向斷層的煤層宜采用走向長壁采煤法;多傾斜斷層的煤層,宜采用傾斜長壁采煤法。因此,在選擇采煤方法之前,必須加強地質勘查和測量工作,準確掌握開采范圍內的地質構造情況,以便正確地選擇適宜的采煤方法。
1.1.5 煤層含水性。煤層及其頂底板含水量較大時,需要在采煤工作面開采前采取疏排水措施,或在采煤過程中布置疏排水設施,應在選擇采煤方法時加以充分考慮。
1.1.6 煤層瓦斯含量。煤層瓦斯含量較高時,在選擇采煤方法時,應當考慮布置預抽瓦斯專用巷道和預抽瓦斯鉆孔,并通過瓦斯管網進行瓦斯抽放。還要考慮在開采過程中加強通風和瓦斯管理,防止瓦斯事故的發生。
1.1.7 煤層自然發火傾向性。煤層自然發火傾向性直接影響著采區巷道布置、工作面參數、巷道維護方法和采煤工作面推進方向等,決定著是否需要采取防火灌漿措施或選用充填采煤法,在選擇采煤方法時應予以考慮。
1.2 技術發展及裝備水平
技術發展及裝備水平也會影響采煤方法的選擇。改革開放以來,我國采煤方法和采煤工藝技術在創新中得到不斷的發展,新方法、新工藝、新裝備的推廣應用,為采煤方法選擇提供了更廣闊的空間。厚煤層放頂煤采煤法、大采高一次采全厚采煤法、偽斜柔性掩護支架采煤法、偽斜走向長壁采煤法等得到廣泛應用。工作面采煤工藝技術、裝備能力不斷提高,工作面單產水平和勞動效率迅速增長。因此在采煤方法選擇時應考慮不同裝備水平的工藝技術、工作面單產水平必須同礦井各個生產環節的能力相適應,并留有適當的發展余地。
頂板管理和支護技術也影響到采煤方法的選擇。譬如在堅硬頂板條件下,部分礦井采用的高工作阻力液壓支架和對頂板巖層進行注水軟化技術,在堅硬頂板條件下成功地采用了垮落法處理采空區,取代了傳統的煤柱支撐采煤法(即刀柱式采煤法)。
為了保護地面生態環境,開采建筑物下、鐵路下、水體下的煤炭資源,可根據具體的自然和技術條件,選擇相應的“三下”采煤方法。
1.3 礦井管理水平
礦井管理水平及員工素質對采煤方法的選擇也會產生一定的影響,在選擇和應用那些技術要求高、生產組織復雜、管理比較復雜的采煤方法(如大采高一次采高綜采、大傾角綜采、急斜煤層偽斜短壁采煤法、急斜煤層偽俯斜走向長壁采煤法等)時,應在加強對員工安全技術培訓的前提下,按照先易后難的原則,有計劃地、循序漸進地逐步試用,在掌握其技術要領并積累一定實踐經驗后再推廣應用。選擇采煤方法時,應避免忽視企業管理水平和員工素質的實際情況,在條件尚不具備的情況下,盲目采用新的采煤技術和新工藝。
1.4 礦井經濟效益
礦井的經濟效益是選擇采煤方法的重要因素。在選擇采煤方法時,要研究擬采用采煤方法的投入和產出關系,考慮企業的投資能力和采煤方法的經濟效果。還要考慮設備供應和配件、消耗材料的供應情況,晝保證生產水泵材料能就地取材,以降低原生產成本。
2 采煤的方法的發展方向
選擇合適的采煤方法,對提高礦井生產管理水平和煤礦企業經濟效益,改變礦井技術面貌起著決定性作用。我國采煤方法的發展方向,就是要因地制宜地發展安全高效的采煤方法。
(1)改進采煤工藝,因地制宜地發展先進的機械化采煤技術;
(2)擴大走向長壁采煤法和傾斜長壁采煤法的應用范圍;
(3)緩斜、傾斜厚煤層推行傾斜分層下行垮落采煤法和放頂煤采煤法;
(4)大力推廣無煤柱護巷技術;
(5)急斜煤層開采要進一步探索采煤機械化的發展途徑;
(6)“三下一步”采煤技術有廣泛的發展空間;
(7)適度發展水力采煤技術;
煤礦采礦方法范文4
關鍵詞:煤層注水;煤礦安全;煤礦采掘;煤礦防塵
中圖分類號:TD714 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)23-0087-02
在我國煤礦生產階段,由于存在鉆眼、爆破、機械作業、煤矸的載運等工序,導致在煤礦生產中出現大量粉塵,對煤礦工人的身體健康帶來極其不利的影響。此外,由于粉塵中存在一部分可燃性煤塵,這滋生了煤礦火災的危險因素。因此,針對掘進工作中產生的大量粉塵,我們必須采取行之有效的防塵措施,以確保煤礦生產的安全性和有效性。
1 采掘工作面粉塵的產生
煤礦工作中,在掘進機掘進巷道階段由于掘進工作的進行,煤巖破碎會產生大量的粉塵,這其中由于截齒的壓碎與摩檫產生大量的粉塵,其數量幾乎占掘進工作面所有粉塵的五分之四,此外,由于煤塊塌落后撞擊地面產生的粉塵、運輸溜子轉載摩擦擋煤板產生的破碎而滋生的粉塵,還有沉積在煤礦掘進工作面上的粉塵、因為通風工作形成的次生粉塵等等,都是掘進工作面粉塵的構成成分。
2 采掘工作面防塵方法
2.1 煤層注水
所謂的煤層注水技術,是指在煤礦保護層回采之前,在煤層上部進行鉆孔,并通過鉆好的孔注入壓力水,使水分滲入到煤體內部,在對原先的“煤-瓦斯”兩相平衡體系實施破壞之后,形成全新的“煤-瓦斯-水”三相體系,該體系下由于介質的互相影響及作用,致使煤體物理性質、化學性質和熱力學性質產生改變。通常按照鉆孔的深度我們可以將煤層注水分為深孔注水技術和淺孔注水技術。深孔注水是在回采工作面的前方平行工作面進行打孔,孔的深度通常是工作面斜長的三分之二,鉆孔直徑在75~100mm之間,在封孔工作結束后,可以開始注水工作。和淺孔注水相比較,深孔注水的施工成本更高,鉆孔施工也十分困難,一般只針對那些中厚或者較厚的煤層使用。深孔注水的優點則是預濕范圍廣,可以使煤層下煤體得到充分濕潤,并對采煤工作不構成影響。但是在個別礦區,因為沒能徹底地破壞煤礦保護層,使得注水工作很難按計劃實施,導致注水量小,這也嚴重影響了煤層注水在煤礦安全中的應用效果。
2.2 裝巖灑水
在煤礦掘進工作面實施爆破以后,我們通常會在裝巖以前在巖煤上噴灑適當的水,保證巖煤得到適當的濕潤,以避免在裝巖煤階段引起不必要的粉塵飛揚。一般來說,裝巖灑水分為人工灑水和噴霧器灑水兩種:在進行人工裝巖的時候,我們通常都是采取人工灑水的方式;而在使用裝巖機進行裝巖時,我們可以在距離工作面5m的頂幫兩側,懸掛上兩個噴霧器,對裝巖機及巖煤實施噴霧式
灑水。
2.3 掘進機噴霧灑水
噴霧灑水工作主要有引射噴霧、內噴霧和外噴霧三部分組成。采用高壓水噴霧滅塵,就是來自外部的低壓水,通過高壓水泵將壓力增高到要求的水壓,然后噴嘴噴射出去。我們知道,噴霧灑水工作是煤礦保護層回采工作面中極其有效的防塵措施。其中關于水的除塵機理具體有下面三點:首先,由于在濕潤煤體階段受到原煤體中的原生煤塵影響,導致煤塵喪失飛揚能力;其次,注水可以將煤體中的細小部分進行液體包裹,如果在煤體開采發生破碎事件時,可以避免細粒煤塵到處飛揚的現象產生;最后,由于水的濕潤性,從而增強了煤體塑性指標,很大程度上削弱了煤塵的脆性影響。在煤體受到外力作用的情況下,原本很多的脆性破碎轉化為塑性形變,從而減免了煤體破碎后產生大量塵粒的問題,大幅度抑制了煤塵產生。通過對新墳孫村礦進行煤層注水工作后發現,除塵率高達73%,很好地滿足了預定的除塵效果。
2.4 通風除塵
綜掘工作面的通風除塵技術主要包括機掘工作面的除塵技術和收塵技術。通風回流在治理瓦斯的問題上,不但可以預防煤與瓦斯突出,還能夠很好地減少工作面上回風流中粉塵濃度,其具體原因主要是因為在濕潤煤體時,水分的存在阻礙了瓦斯運動,從而使得在煤體破壞后一些瓦斯不會涌采掘空間,反而會以變相的形式被煤體運出工作面。通過分段砌筑封閉墻,在封閉墻中鋪設管路進行瓦斯抽采,抽采管路為240mm的鐵管,抽采流量為91m3/min,封閉墻間距為110m。封閉墻的組成由砌筑兩道墻體,并在其內部充填黃泥,墻體厚度800mm,墻與墻之間的距離不小于4m,這樣可以很好地起到密閉和防爆的作用。每個封閉墻內鋪設兩道管路,在新的封閉墻砌筑充填完成時,根據瓦斯抽采量適時關閉里段抽采閥門,保障了高抽巷瓦斯抽采的連續性。在煤礦保護層上的回收期,我們可以將高抽巷側上方的石板巷回風巷段封閉采空區瓦斯抽放管,同時與上隅角采空區瓦斯抽采。抽巷形成的采空區瓦斯的頂板裂隙排水渠,對下部采空區瓦斯發揮作拉動用,減少采空區氣體排涌向工作面和的上隅角。該系統通風設備簡單,風筒成本低,易于管理,能有效排除工作面局部瓦斯積聚和滯留的粉塵,通風和除塵系統相互獨立,在任何情況下不會影響通風系統正常工作,安全性能好等。
2.5 巷道水幕凈化
巷道水幕無疑是目前風流凈化與減少煤塵濃度的一種常見方法。所謂的水幕,就是巷道的兩幫或頂部水管上面設置噴霧器若干,進行噴霧而形成水幕。在安裝噴霧器時,應遵循兩個原則,即:布滿巷道斷面,并且盡量設置在接近塵源的地方。
2.6 沖洗井壁巷幫
在恢復煤礦掘進工作面以前,我們應在風筒出口外1m的地方,從外向里地對巷道進行沖洗,從巷道兩幫、頂板、支架,直到工作面為止,盡可能地洗去井壁巷幫上的煤塵。
2.7 個體防護
考慮到煤礦工作中個體的人身健康問題,我們應該借助佩戴防塵面具等措施來降低個體吸入粉塵的概率。通常來說,防護用具有口罩、防塵帽等,個體防護的根本目的是保證個體呼吸到清潔空氣,而不影響到其生體健康。
2.8 清掃積塵及安設隔爆裝置
沉積在巷道中的積塵,一旦受到振動和沖擊再度飛揚起來,成為懸浮煤塵,就為煤塵爆炸提供了條件。因此,巷道必須定期清除浮煤、清掃或沖洗沉積的煤塵和刷漿。
3 結語
綜上所述,通過將煤層注水技術應用到煤礦安全生產中來,不但可以大幅降低管理難度,還能很好地控制生產成本,最終求得人力資源管理的最優化解。為此,我們務須不斷探索煤層注水技術在煤礦安全中的應用策略,做到事前控制,提前排除,預先處理,未雨而綢繆,防患于
未然。
參考文獻
[1] 盧喜山,等.綜掘面新式機械綜合除塵系統的設計及應用[J].煤礦安全,2007.
煤礦采礦方法范文5
【關鍵詞】采空區;瞬變電磁法;三維地震;活性炭測氡
1.采空區形成機理
地下礦層采空后形成的空間稱為采空區。當采空區出現后,打破了原有的應力平衡,上覆巖層失去支撐,產生移動變形,直到破壞塌落。采空區塌陷后,形成采空塌陷區。以煤層采空塌陷區為例,可將它分為3個帶:①垮落帶:煤層采空上部巖層出現坍落;②斷裂帶:冒落帶上方巖體因彎曲變形過大,在采空區上方產生較大的拉應力,兩側受到較大的剪應力,因而巖體出現大量裂隙,巖石的整體性受到破壞;③彎曲帶:裂隙帶以上直到地面,在自重應力作用下產生彎曲變形而未破裂。
2.采空區地球物理特征
2.1地震勘探的波組特征
煤層采空區塌陷垂直“三帶”示意由于煤層與其頂底板巖層存在著較大的波速和密度差異,為一個非常明顯的波阻抗界面,能夠形成可檢測的反射波。采空區的存在,致使地層原有物性條件遭到破壞,在煤層反射波組中表現為反射波同相軸的彎曲、減弱,直到消失,同時煤層頂部結構的不規則破壞,也將產生各種低頻干擾,因此用地震方法可以探測地下煤層采空區的分布。
(1)采空區地震時間剖面判識。在沉積穩定煤層中掘進的工作面,人為地造成煤層局部的不連續性,使得地層局部物性條件發生突變(煤巖—空腔),表現在地震時間剖面上,勢必造成在疊加剖面上的煤層反射波出現繞射波,在偏移時間剖面上則會出現“空白段”或“低能量”反射。
(2)采空區三維地震水平切片判識。三維地震水平切片是圈定采空區范圍的另一種簡單有效的方法。但其前提條件為:煤田三維地震資料在野外采集過程中無較大的“變觀”;資料處理中嚴格按照“高信噪比、高分辨率、高保真度”原則進行。當煤層沉積相對穩定、煤層底板起伏形態局部變化相對平緩時,煤層反射波在水平切片中色彩穩定,無顏色突變現象出現;反之,當遇到采空區等地質異常體時,煤層反射波在水平切片中色彩將會出現顏色突變現象。
(3)采空區地震屬性判識標志。地震屬性是對地震數據的幾何學、運動學、動力學和統計學特征的量度,地震屬性分析技術是貫穿于應用研究、算法研究和綜合軟件系統的一種用來提取、存儲、顯示、分析、證實和評價地震屬性的技術。地震屬性的應用包括: 由時間得到的屬性能提供構造的信息;振幅屬性能提供地層和儲層的信息;頻率屬性能提供薄互層的信息等。因為屬性分析能夠從空間上全局性地反映斷層、采空區及陷落柱等構造的空間實際展布形態,被譽為地震解釋的“放大鏡”。在煤層沉積穩定,無采空區等地質異常分布,同時確保野外采集過程中無較大的“變觀”存在,資料處理中嚴格按照" 高信噪比、高分辨率、高保真度"原則進行的前提下,屬性分析圖片中,煤層的屬性特征分布連續,當遇到構造、地質異常、采空區的分布在水平切片上表現為規律性的、有一定展布規律的色彩變化。
2.2電性特征
瞬變電磁法是一種時間域的電磁勘探方法。在地表敷設不接地線框或接地電極,利用階躍波或其它脈沖電流場源激勵,在大地產生過渡過程場,斷電瞬間在大地中形成渦旋交變電磁場,此渦流場隨時間以等效渦流環的形式向下傳播、向外擴展,利用不接地線圈、接地電極或地面中心探頭測量。這種由地下介質產生的二次感應電磁場與地下介質的導電性有關,根據它的衰減特征,可以分析計算地下介質的電性,從而可以判斷它們的規模、產狀等信息。當地層完整,沒有采空區時,電阻率斷面電性特征明顯。當地下的煤層被采出后,在巖層內形成一個有一定規模的空間,與圍巖相比,采空區的電阻率為無窮大。但是隨著時間的推移,上覆巖層就會在地球重力的作用下逐漸斷裂、塌陷,地下水就會侵入,采空區的電阻率隨著發生變化,會出現相對高阻或低阻異常區。對于未充水采空區將呈現相對高阻特征,通過對比區內地層的電性差異,可以尋找這種煤層采空區。對于充水采空區,由于地下水的流動性及電離作用,電阻率將呈現相對低阻的特征。分析對比電阻率參數,及區內地層的電性差異,尋找低阻異常區可以尋找含水采空區的分布和劃分含水范圍。
2.3放射性特征
當地下煤層被采出后其上覆巖層會破碎、斷裂,形成一定規模的裂隙帶,破壞了巖體中原有的天然應力狀態,引起應力重新分布,在裂隙周邊易形成一個應力松動圈(即應力降低了的區域) 。這種情況往往會促使巖體內部的水分、氣體由高應力區向低應力區轉移。巖石破碎帶、斷裂形成之后,改變了地下地質體的應力分布狀態,促使地質體發生變形,從而改變了地下氣體的運移與集聚環境,對氡氣的運移與富集具有一定的控制作用。主要表現為三個方面: 儲氣作用、集氣作用和通道作用,通過上述種種作用,氡射氣元素向巖石斷裂破碎帶運移,在裂隙集聚,在地表形成一個與采空(破壞) 區形態相應的氡異常區。在地表將活性炭測杯埋入地下40cm深的坑中,由于活性炭的強吸附作用,經過一定采集時間(一般5~7d)的靜態累積吸附后,使得采集點附近的氡氣被吸附在活性碳中,通過探測氡的衰變子體釋放的特定能量γ譜線的計數,獲取該點的氡值信息,這樣能夠最大限度的消除氣象因素、釷射氣因素等造成的干擾。因此,通過這種靜態累積的能譜測量方式可以獲得氡濃度的信息(實際是測量氡衰變所釋放的γ射線的強度),達到圈定采空(破壞)區位置和范圍的目的。
3.結論
根據不同目的層埋深,結合三維地震、瞬變電磁、活性炭測氡勘探方法特點,選擇不同方法組合進行勘探,能夠較好地解決了煤層采空破壞問題。經過長時間生產實踐發現目前瞬變電磁處理軟件對規模較小的采空區處理出來的結果并不理想,對電磁環境較差、高壓線和人文設施等電磁噪聲較大的區域勘探效果不佳。由于我國現代化進程比較快、礦業開采比較發達,使得瞬變電磁勘探區往往存在強的電磁干擾,而強噪聲背景下的弱信號往往蘊含著重要信息。因此很有必要對以往勘探成果進行深度研究,對后期數據進行精細處理,力爭解決瞬變電磁勘探資料去噪及弱信號提取技術問題。采用相關分析、小波分析等新方法研究 TEM 弱信號的提取問題,建立實用、有效的 TEM 探測弱信號處理方法技術是瞬變電磁法的一個發展方向。利用三維地震勘探技術探測煤田采空區位置和范圍已取得了很好的效果,但是對于采空區下組煤的探測還處于探索研究階段,這也將是三維地震勘探技術發展的一個方向?;钚蕴繙y氡探采空區存在一定的局限性,氡氣運移受裂隙控制,隨裂隙的變化而變化,因此其異常不能準確反映采空區平面位置,屬定性測量方法,僅能控制采空區范圍,難以確定采空區深度。另外活性炭測氡易受降水影響。多種勘探方法組合,解決采空區平面位置及埋藏深度勢必為采空區勘探的發展趨勢之一。
【參考文獻】
煤礦采礦方法范文6
關鍵詞:煤礦開采方法;技術;控制
中圖分類號: X752 文獻標識碼: A
引言
選擇合理的開采技術能夠提高煤礦的開采效率,保證煤炭的質量。特別是隨著市場經濟的快速發展,煤礦企業面臨著激烈的競爭,為了保證煤礦企業的可持續發展必須研究先進的開采技術,從而增強煤礦企業的競爭力。
一、煤礦常見的開采方法
(一)傾斜長壁采煤法
傾斜長壁采煤法是指工作人員沿著煤層的傾斜方向,向下或向上推進采煤工作面,并且沿著煤層傾斜方向來布置采煤工作面回風巷和運輸巷走向,可以俯斜開采和仰斜開采的一種采煤方法,在采煤過程中可以采用混合式、后退式、前進式的回采方式,實現雙工作面和單工作面相結合的優勢。經過實踐驗證,這種采煤方法存在一些弊端,例如,仰斜開采過程中容易積水、支護效果較差、支護速度很慢、傾斜巷道的采煤效率很低等,因此在采用傾斜長壁采煤法時,要盡量提高支架的安全性和穩定性,避免煤壁片幫,確保直接頂穩定性。
(二)走向長壁采煤法
走向長壁采煤法主要包括三種采煤工藝:綜采、普采和炮采。綜采是一種運用現代機械化設備的采煤工藝,在煤礦開采的處、支、運、裝、破等生產工序中全部采用自動化機械設備,這是當前中國最先進的煤礦開采方法。普采是指應用采煤機械進行裝煤和落煤工序的普通采煤工藝,當前普采主要使用雙滾筒和單滾筒的采煤機進行采煤,在使用單滾筒采煤機時,要將滾筒設置在工作面下端位置,縮短采煤面缺口長度,實現良好的裝煤效果。雙滾筒采煤機可以避免工作面兩端做缺口的問題,實現煤礦開采的技術管理。
(三)急傾斜煤層采煤
煤礦開采會遇到很多不同的情況,在對急傾斜煤層進行采煤時,煤礦企業要綜合考慮多方面的內容,例如,煤礦回采的便利性和采礦的便捷性,結合煤礦開采的實際情況,科學合理地劃分煤礦的采煤區域,順利開展煤礦的開采作業,進一步提高煤礦開采效率和開采量。在煤礦采煤過程中,可以適當增加煤礦開采層的垂直高度和開采工作面長度,為煤礦開采提供便利。另外,煤礦開采時,為了進一步提高煤礦開采效率,優化煤礦的巷道布置,完善煤礦礦井的通風系統,引進先進的通風設施,保障煤礦開采高效、安全、順利地進行,提高煤礦企業的經濟效益。
(四)偽傾斜柔性掩護支架采煤法
偽傾斜柔性掩護支架采煤法主要是采用掩護支架將煤礦采空區和工作空間隔開,簡化煤礦支護頂板管理工作,為煤礦的安全生產提供良好條件,減輕煤礦開采工作量。近年來,偽傾斜柔性掩護支架采煤法被廣泛地應用在煤礦開采過程中,雖然煤礦開采掘進率較低,但是其煤礦生產系統簡單,由傾斜、緩斜的煤層面向長壁式煤礦采煤布置,這種采煤方法主要適用于開采厚度在3 m~6 m之間,并且煤層厚度變化較小、隱藏穩定的煤層。偽傾斜柔性掩護支架采煤法的區段高度受采煤技術、煤層傾斜變化及傾角大小等因素的影響,如果煤礦在20 m左右煤層具有良好的賦存條件,并且構造簡易,煤礦開采作業面可以適當增加到50m。
在煤礦回采時,要不斷接長煤礦回風巷的支架,不斷拆除進風巷支架。當煤礦作業面推進到煤礦開采區上山位置時,要將支架逐漸放成水平方向,安排收作眼,最后全部回收。鋼梁規格要和煤礦掩護支架的結構相一致,采用直徑20mm左右的鋼理繩,根據支架的寬度,選擇合適數量的鋼繩數,并且在鋼梁上鋪設一層竹笆。
二、現代采煤技術在煤炭開采中的利用
在煤炭開采過程中,現代采煤技術在綜合可抗力制約因素和不可抗力影響因素的前提下,不斷進行技術創新和工藝創新,才能最終促進煤炭企業長期有效安全發展。
(一)常規采煤設備的推陳出新
常規采煤設備在煤炭開采過程中具備非常重要的作用,其最明顯優勢在于它的經濟實用性。但常規采煤設備在技術上存在一定弊端,所以常規采煤設備只有在保持其經濟實用性的前提下,不斷進行技術創新,不斷推陳出新,才能有效提升采煤利用率。在常規采煤設備創新方面,控制箱要有效利用快開門方式,電氣控制要有效利用雙PLC全數字控制系統,硬件電路要做好絞車提升控制技術與數字監控,并在PLC發生故障時,實現技術完成提升。將一些保護設備設置在控制系統中,保持正常配置。常規采煤設備創新要從經濟適用角度來看,避免浪費,最終實現機械自動化與智能化。
(二)采煤圍巖控制技術的全面應用
現代采煤技術推進受很多制約因素影響,如高壓注水的影響、化學加固技術的局限性和制約性、工藝復雜性和產品提升的高價格,都影響著現代采煤技術的全面應用。因此煤炭企業要不斷在經濟適用基礎上進行采煤技術新工藝、新方法、新措施的研發,并應用到現代采煤中。通過采煤圍巖控制技術的全面應用,不僅能實現經濟實用性的生產目標,還能提升技術推廣使用,因為采煤圍巖控制技術可有效應對急傾斜、大采高、大采深采場礦山壓力,對它們突顯出來的開采規律進行前期有效預判,且這種預判結果具備非常高的精確度。另外采煤圍巖控制技術全面應用,還可有效分析圍巖破壞與平衡機理,這種分析結果與預判結果在精確度上存在著差別。所以,只有不斷提升、改良采煤圍巖技術,有效促進采煤圍巖控制技術全面應用,才能最終使煤炭企業生產目標最大優化。
(三)分散性漏電的處理與有效保護
在現代煤炭開采過程中,采煤技術的有效利用可在生產效率上提供強大技術保障,但只有采煤技術的投入與使用遠遠不夠,還需要在生產安全上進行一定的保障與處理,因此提升煤炭生產新技術是一項綜合性工程,需考慮到煤炭開采與生產過程中各式各樣的問題,安全問題就是其中非常重要的一個環節。煤礦井下電源保護是煤炭安全生產的重要保障,因此要促進煤炭企業安全生產,煤礦井下電源保護非常關鍵。分散性漏電是指由幾條線路及設備的絕緣效果降低,或整個井下絕緣設備被破壞而造成的漏電表現。一旦這種分散性漏電發生,要及時根據煤炭生產自身安全情況、電源設備使用情況及下井時間長短來綜合考慮漏電情況,做好排查工作,將漏電位置進行準確圈定。尤其要注重瓦斯比較集中的地方,一定要做好漏電處理與漏電故障的排查與處理,一旦漏電發生,要將不同開關分別合閘處理,從而通過各個段落的有效排查,準確查找出分散性漏電事故點,并采取積極應對措施和預防性措施,做好防漏電處理及分散性漏電應急處理。
(四)針對特殊情況研發采煤新技術
在煤礦開采過程中,難免會碰到一些特殊情形,比如煤炭開采造成的地表沉降、礦井水等問題,所以要針對這種特殊情況,不斷研發新采煤技術、開采沉陷制約技術、礦井水處理等方法。
三、煤礦開采技術的發展方向
自從改革開放以來,我國的經濟水平有了大幅度的提升,人民的物質水平也大幅度提升。但是經濟水平的提高,物質條件的優渥,我國的人口增長呈指數式增長,人口密集之后,引起了一系列的社會問題和環境問題,給我們的地球帶來了巨大的壓力和破壞,而我們作為最大的發展中國家,環境問題一直為整個國際社會所注意、所詬病?,F在,社會環境問題越來越嚴重時,我們終于注意到了一個良好的地球環境和可持續的發展對我們來說是多么重要。
就煤礦開采產業來說,在給我們帶來巨大經濟效益、緩解能源危機的同時,也給我們唯一的賴以生存的地球帶來了難以恢復的破壞和污染,而這些破壞也有事實依據,頻發的煤礦事故就是板上釘釘的不可磨滅的印記。就破壞的范圍來講,水資源是一大破壞點,但是一直為我們所忽視的土地資源也是一大破壞點,還有對大氣的污染。目前來說,幾乎所有國家都很在意溫室效應,但是煤礦開采過程中,卻難以避免地會產生大量的二氧化碳,對大氣層造成巨大的破壞,而煤礦在使用過程中也會釋放大量的熱和有害氣體,污染了環境。另外,煤礦開采對開采的工作人員的身體健康也造成了危害,幾乎所有的開采人員都有職業病,類似塵肺病。
結語
綜上所述,在傳統開采技術的基礎上,結合先進的科學技術,進行合理的創新,從而有效地提高生產效率,提高煤礦企業的經濟效益和社會效益。
參考文獻:
[1]李繼東.試論煤礦采礦的新技術與開采方法[A].科技部.2014年全國科技工作會議論文集[C].科技部:,2014:1.