煤矿采矿技术应用现状分析与改进路径
摘要
关键词
煤矿采矿技术;应用现状;改进路径
正文
引言
煤矿资源具有不可再生性,若按传统采矿方法进行大规模开采,其地质环境将变得十分脆弱,从而加重矿山地质灾害,对区域生态环境产生重大影响。在中国日益重视环境保护与节能的形势下,要使煤矿资源得到最大程度地发挥,必须从矿井实际情况和基本需求出发,对现行的煤矿采矿技术进行改进,并将具体的采煤工序进行整合,从而促进煤矿生产的发展,确保科学技术的进步。
1.我国煤矿采矿技术的应用现状
1.1.深矿井开采技术
深井采矿技术是我国煤矿广泛使用的一项开采工艺,广泛用于大型、环境较为复杂的矿井,可对采矿过程中的支护措施进行有效的调控,降低地应力,减少外界温度、压力等外部因素对开采过程的影响,为开采提供了一个安全、稳定的环境。深矿井采矿技术也同样面临着如下问题:与地表埋得很深,难以对其进行有效的探测;在深井采矿中,由于温度升高,压力增加,瓦斯量增加,给采矿带来困难;深矿井采矿技术的开采效果受到外界环境的显著影响,现有的不足之处还需深入研究。
1.2.爆破采煤技术
爆破采煤技术主要应用于大面积、大厚度区域,市场上普遍采用的小型爆破采煤技术,是基于爆破采煤技术而开发的一项新工艺。爆破采煤是有危险性的,如果爆破角度、爆破范围等方面出了问题,就可能导致整个煤层的结构发生破坏,进而造成塌方,对施工人员的人身安全及施工进度产生不利影响。所以,在进行爆破采煤时,不仅要有好的支护、通风和排水设施,而且要有一定的难度,通常只能在煤层较薄、爆破难度较小的地区使用。
1.3.充填采矿技术
充填法是指在采煤时,在采场周围充填一定的充填材料,以防止其在受压作用下垮落。以支护采空区两帮岩石为目的,为上一步法的回采奠定了基础。充填采煤法适用于不允许有大面积裸露的矿体和围岩不稳的矿体。目前,我国煤矿充填采矿技术中,以细石子、砂土等填充材料为主。充填采矿是我国目前正在大力推广的一项开采技术,其既能保障工作人员的人身安全,又能对地质环境进行一定的保护。
2.煤矿采矿技术改进策略
2.1.采用现代化勘测技术
做好矿山排水工作,首先要做好环境调查工作。在开采前,必须采用现代化的勘测技术,对矿山周边的水源和水量进行监测,确保相关数据的准确可靠。对矿山环境存在的问题,要及时进行治理与评估,确保整体项目的安全性。同时,建设部门也要完善排水体系,对井下地下水的方向与流量进行分析,预防可能出现的安全问题,并及早进行设备的安装与检修。建设单位应加大对排水设施的投入,确保其正常运行。当前,部分地质勘探单位采用现代化地球物理勘探技术,运用计算机技术、重力测量技术、磁测技术、红外技术、超声波技术等手段,对矿山环境进行勘察,运用多种先进的技术,对矿区环境进行全方位的勘察,并利用计算机对数据进行模拟与处理,为采掘企业制定最佳开采计划及开采路径。
2.2.使用绿色煤矿采集技术
2.2.1.分层采煤技术
对于深部矿井,采用分层开采技术,能有效地针对其分布特点采取针对性的措施,增加资源储量。目前,较为普遍的分层开采技术有:第一,斜分层采煤法,是指按照煤层的厚度和特点,将其划分为与煤层水平方向平行的多个层面,然后按照不同的设计方案对其进行分类。在回采过程中,要按照“向下-向上”的原则,保证了“垮落”方法对顶板的有效控制。倾斜分层开采技术应结合具体条件,选择倾斜内错型、倾斜外错型等井巷布置方案。第二,分层同采工艺,即在相同的地区,布置上、下两个层面的工作面,采取错层开采方式。第三,分层开采工艺,即在相同地段,采取先分后分的方式进行开采,从而达到相应的开采效果。以条带法为例,首先,条带法按实际条件进行分层,确保条带煤采出后,其支撑的覆岩质量指数不变,从而减少地表变形和地表沉降。其次,对工作面进行了走向条带与倾角条带两种情况,其中,方向带式开采方式的换采次数较少,斜带开采方式的采场率较高。最终,条带法适用于建筑物密集区,或铁路、桥梁、隧道等交通干线下开采,减少对周围环境的冲击,维持采动区整体水平,减少操作不当带来的安全隐患。
2.2.2.小规模爆破式落煤采煤技术
近年来,小型爆破式采煤工艺技术被大量采用,采用适当的支护方法,不仅能确保回采效果,而且还能确保施工方案的合理性。在技术处理体系中,实施综合支护措施,保持通风,规范通风设施,尽量减少爆破排气,保证煤矿的安全生产。另外,在进行小型爆破式采煤工艺的过程中,也要重视排水系统的处理,把积水及时排出,减少对开采工作的影响,改善工作面的利用率和总体质量。
2.2.3.放顶煤技术
放顶煤技术是一项较新的开采技术,其特点是高产高效,采用并联开采方式并联开采,并联采出煤系统可提高80%以上。采用放顶煤开采技术,可大幅度降低采场率,减少工作面换面次数,大幅度降低能耗和吨煤量,同时,根据地质条件及煤层赋存状况,采取相应的技术措施,并与机采工艺相结合,提高综放工艺的利用率。同时,顶煤开采过程中,要综合考虑煤层强度、采深、软弱面的性质、煤层的脏污程度、直接顶板的质量和钻孔质量等因素,才能更科学地进行开采。因此,顶煤开采技术可在深部、浅埋采场推广,且可与设备配套,实现循环利用,具有较好的经济和生态效益。在此基础上,构建顶煤开采技术应用体系,充分考虑基础参数(初撑、工作阻力、平均荷重、支撑减阻等)对顶煤开采的作用机理,建立更加合理、高效的开采技术规程。
3.结束语
综上所述,当前,我国煤矿开采技术已取得较大进展,产量和质量不断提高。然而,在环保意识日益增强的情况下,传统采矿技术已显得有些落后,因此,要跟上时代的需求,不断地进行技术创新与改善,运用先进的设备与材料,将技术的优势发挥到极致,提高矿井的生产效率与总体品质,为进一步提高矿井的生产效益奠定了良好的基础,为未来的煤矿开采技术发展奠定了坚实的保障。
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