煤礦采煤新技術(shù)的研究

煤礦采煤新技術(shù)的研究

為了滿足當(dāng)今社會(huì)工業(yè)發(fā)展的需要，不斷開發(fā)出新的煤礦技術(shù)是必要的。煤礦技術(shù)的生產(chǎn)狀況發(fā)生了重大變化，從傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)轉(zhuǎn)向機(jī)械生產(chǎn)。在社會(huì)與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的形勢(shì)下，對(duì)煤礦產(chǎn)品的需求量也增加的非?？?，出現(xiàn)矛盾的是采煤技術(shù)的發(fā)展速度卻沒有跟上科技的發(fā)展速度。所以，對(duì)于煤礦業(yè)而言，采煤新技術(shù)是當(dāng)且需要解決的首要問題。一、煤礦開采的歷史進(jìn)行探討我國(guó)的能源非常豐富，在這些豐富的能源中，煤礦大約占了我國(guó)一次性能源的70%。我國(guó)的煤礦儲(chǔ)量非常豐富，因此具備充足的資源條件?？墒且?yàn)槲覈?guó)的地域廣闊，造成了煤礦分布的非常分散，結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，因此采煤方法也都有所不同。煤礦開采在我國(guó)已經(jīng)具有多年的歷史，作為一個(gè)古老的行業(yè)怎樣來(lái)滿足當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的種種需求是一個(gè)值得研究探討的問題。煤礦采煤新技術(shù)的不斷研發(fā)也將會(huì)帶動(dòng)采煤礦工業(yè)的向前發(fā)展。二、煤炭企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀煤礦開采具有悠久的歷史，根據(jù)歷史記載，自我國(guó)宋代，采煤工藝就已經(jīng)比較全面，因此我國(guó)煤炭開采技術(shù)基礎(chǔ)非常深厚?？墒?，時(shí)代在不斷變遷經(jīng)濟(jì)也在不斷發(fā)展，煤礦開采技術(shù)也需要有所變革，也要逐漸面向經(jīng)濟(jì)建設(shè)。想要有效保證煤礦采煤能夠高效高采，首先一定要形成具有當(dāng)代意義的科技理念，研發(fā)出新的采煤技術(shù)。近幾年，我國(guó)的采煤工藝也逐漸豐富化，多元化，在這種形勢(shì)下想要確保采煤工作仍能收到良好的成效，研發(fā)采煤的高產(chǎn)技術(shù)，提高工作人員采煤的技術(shù)水平具有重要的意義。下面對(duì)我國(guó)當(dāng)前的煤礦采煤新技術(shù)逐一進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。（一）處理速度極的技術(shù)這項(xiàng)技術(shù)主要研究的是埋深淺與低壓小的控制技術(shù)。具體主要是依靠?jī)A斜頂板以及巖層定向水力壓裂等處理速度極快的技術(shù)，這樣就可以保證做到隨采隨冒，最終將頂煤礦的回收率有效提高，并且可以做到在進(jìn)行垮落時(shí)按照步距來(lái)進(jìn)行。這種采煤新技術(shù)的有效應(yīng)用，既可以保證加快了頂煤破碎的速度，又能確保生產(chǎn)的安全。（二）放頂煤開采快速推進(jìn)技術(shù)的研究這項(xiàng)技術(shù)包括頂煤深孔爆破處理技術(shù)與高壓注水壓裂技術(shù)。頂煤的冒放性差、塊度大的綜放開采技術(shù)的配套設(shè)備技術(shù)。對(duì)技術(shù)進(jìn)行不斷研究與完善，能夠保證頂煤的快速破裂又能夠保證對(duì)頂板進(jìn)行合理控制，對(duì)放頂煤的新型液壓支架也非常有利。將這些都進(jìn)行合理確定后，對(duì)輸送機(jī)的作用來(lái)進(jìn)行布置。在兩個(gè)硬條件進(jìn)行放頂煤開采快速推進(jìn)技術(shù)的研究，并且分析設(shè)計(jì)綜放開采回采的合適工藝，不斷對(duì)開采技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，最終有效減少了放煤的時(shí)間。使工作效率也得到了明顯的提升。（三）薄煤層氣壓機(jī)的研制此項(xiàng)技術(shù)主要研發(fā)的是那些體積比較小，但是功率很大，效率高而且可靠的薄煤層刨煤機(jī)與開采機(jī)。并針對(duì)刨煤機(jī)來(lái)研制出用于綜采的液壓支架。針對(duì)薄煤層，來(lái)研發(fā)出高校開采技術(shù)以及總體配套技術(shù)。（四）需進(jìn)一步的研究與完善對(duì)于這種技術(shù)應(yīng)該加強(qiáng)支架結(jié)構(gòu)，并且針對(duì)這種技術(shù)應(yīng)該進(jìn)行進(jìn)一步的研究與完善，主要體現(xiàn)在增加其防滑性與防倒性，防止四連桿發(fā)生改變，防止會(huì)損害千斤頂?shù)男袨?。最終保證其可靠性。（五）巷道圍巖狀態(tài)的攻關(guān)研究。在地層這種技術(shù)主要是用來(lái)控制煤層開采時(shí)的礦壓，預(yù)防并治理沖擊低壓，治理熱害與瓦斯，對(duì)深井進(jìn)行及時(shí)的通風(fēng)以及對(duì)井向進(jìn)行合理的布置；需要進(jìn)行進(jìn)一步研究的是應(yīng)力場(chǎng)與其分布的特點(diǎn)，除此之外還有深井圍巖的狀態(tài)；要時(shí)刻關(guān)注深井場(chǎng)地環(huán)境發(fā)生的變化。需要進(jìn)行攻關(guān)研究的是：應(yīng)力場(chǎng)以及分布的特點(diǎn)；深井巷道快速掘進(jìn)及支護(hù)技術(shù)與相應(yīng)的裝備；深井高采高銷技術(shù)與深井開采熱害處理技術(shù)等。（六）采煤新技術(shù)的特點(diǎn)準(zhǔn)確進(jìn)行類似材料的模擬并進(jìn)行數(shù)值的模擬計(jì)算，不斷研究地表沉陷的特點(diǎn)規(guī)律，并對(duì)上覆巖層的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)也要進(jìn)行研究。探索總結(jié)出地表、地下水資源以及建筑物保護(hù)所需要的優(yōu)化參數(shù)以及準(zhǔn)確合理的開采系統(tǒng)，完善沉降控制理論與重要的技術(shù)。不斷研發(fā)多種充填技術(shù)與組合沖天技術(shù)，并對(duì)其進(jìn)行合理應(yīng)用。除此之外針對(duì)村莊，主要研究對(duì)房屋進(jìn)行加固、改造以及重建的技術(shù)，也要研究出保護(hù)村莊的有效開采技術(shù)。對(duì)進(jìn)水體的開采設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新與完善，優(yōu)化工藝參數(shù)，完善裝備。對(duì)于三下采煤新技術(shù)而言，其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）條帶開采技術(shù)。其主要是將準(zhǔn)備開采的煤層區(qū)域進(jìn)行劃分，劃分成非常正規(guī)的條帶形狀，在采一條的同時(shí)，也要留下一條，并且要確保所留下的條帶煤柱能夠承受住上覆巖層的全部重量，在此時(shí)，地表只會(huì)發(fā)生很小的變化和移動(dòng)，但是這種做法也有很多的缺點(diǎn)，會(huì)造成過(guò)多的資源損失，同樣其優(yōu)點(diǎn)就是在遷移村莊時(shí)會(huì)非常方便，減少了諸多的在維修以及賠償方面的成本花銷，這種途徑對(duì)于采煤行之有效。（2）井柱采煤開采技術(shù)。這種技術(shù)主要針對(duì)的是豎井保護(hù)柱的回收而應(yīng)用的，對(duì)于這種技術(shù)而言，主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：在進(jìn)行開采的過(guò)程中，為了能夠?qū)策M(jìn)行有效的保護(hù)，并且對(duì)煤柱進(jìn)行安全的回收，此時(shí)就需要進(jìn)行多種技術(shù)方法的綜合利用；在研究這種采煤技術(shù)時(shí)，其主要的研究對(duì)象是巖體內(nèi)部出現(xiàn)的變形與移動(dòng)；這種技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，其涉及的技術(shù)有兩方面，一種是井筒的保護(hù)技術(shù)，一種是井下開采技術(shù)。（3）留設(shè)煤柱頂水開采。對(duì)于這種開采技術(shù)來(lái)講，主要是在回采的上限到水體這一段距離中留設(shè)一段煤柱，并且能夠保證這個(gè)煤柱與地層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相適應(yīng)，最終可以有效保證在水體進(jìn)行安全的開采。這種煤柱主要有三種類型，分別為防塌煤柱、防水煤柱以及防砂煤柱，對(duì)于防砂煤柱與防塌煤柱這兩種類型來(lái)講，都屬于部分頂水開采，只有防水煤柱屬于完全頂水開采。（4）頂疏干與疏降水體開采。這種技術(shù)具體是在進(jìn)行開采或者開采前的過(guò)程中，有效應(yīng)用鉆孔或者巷道的方式，對(duì)礦區(qū)、井田的地下水位以及礦區(qū)來(lái)進(jìn)行降低或者疏干，最終可以有效確保安全進(jìn)行含水層上方或者下方煤層的開采。（七）工作面充填采礦法在我國(guó)，大多數(shù)的煤礦都會(huì)出現(xiàn)水體下壓煤、鐵路下壓煤以及建筑物下壓煤的問題，想要有效解決這些問題，充填采礦法非常有效。對(duì)于這種方法主要是利用充填的材料來(lái)對(duì)采煤工作面采空區(qū)的巖層進(jìn)行充填控制的一種方法。此種方法具有很多的優(yōu)點(diǎn)，可以有效降低工作面由于承受壓力所出現(xiàn)的礦壓顯現(xiàn)，能夠加強(qiáng)巷道的維護(hù)，并對(duì)采場(chǎng)進(jìn)行提高，能夠緩解地表發(fā)生變形以及地表出現(xiàn)下沉，最后增加了煤礦的采出數(shù)量，能夠?qū)Φ孛娴臉?gòu)筑物、建筑物以及環(huán)境等進(jìn)行有效保護(hù)。在對(duì)充填采礦法進(jìn)行分類時(shí)，由于它們的充填材料各不相同，所以可以將其分為三類，分別為水砂充填法、膏體充填法以及矸石充填法。（八）及時(shí)研究制定合理的預(yù)防自移支架類型在對(duì)采場(chǎng)頂板進(jìn)行控制時(shí)，重點(diǎn)控制的就是直接頂，所以做好支架圍巖二者之間關(guān)系的研究顯得至關(guān)重要。此項(xiàng)技術(shù)的研究?jī)?nèi)容主要包括;有效防止單位的支柱工作面出現(xiàn)頂板事故；準(zhǔn)確確定支護(hù)時(shí)的阻力與液壓自移的支架類型；防止液壓自移支架的端面發(fā)生頂板冒落的情況。當(dāng)前，高壓注水、化學(xué)加固技術(shù)與深孔預(yù)裂爆破處理堅(jiān)硬頂板這些技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中遇到了許多的問題，主要體現(xiàn)在工藝極其復(fù)雜并且成本投入非常多，所以需要不斷開發(fā)出新的技術(shù)，制造出新的工藝，選擇新的材料來(lái)有效解決這些問題。在研究頂煤放落規(guī)律時(shí)采用離散元的方法，最終合理制定了放頂煤的優(yōu)化準(zhǔn)則，并且有效提高了頂煤的回收率。（九）第二代煤炭工藝對(duì)于煤炭地下氣化而言，主要就是對(duì)地下的煤炭進(jìn)行燃燒，并且能夠?qū)θ紵M(jìn)行有效控制，對(duì)煤進(jìn)行熱力作用以及化學(xué)作用，最終使煤轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w的整個(gè)過(guò)程。這個(gè)過(guò)程具有非常多的特點(diǎn)，其工藝包括了采煤、建井以及地面氣化的三個(gè)重要工藝，將以往的采煤方法進(jìn)行有效轉(zhuǎn)變，將物理轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)采煤，在很大的程度上減少了采煤、運(yùn)輸煤、洗選等工藝的設(shè)備安排，也減少了大量的人力投入，所以具有非常多的優(yōu)點(diǎn)，通常表現(xiàn)為其安全性能非常高、投入成本很少、獲得的效益明顯并且對(duì)環(huán)境只會(huì)造成很少的污染，被全國(guó)各地廣泛關(guān)注，稱其為第二代采煤方法。值得人們大力推廣，在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的創(chuàng)新完善，對(duì)工藝進(jìn)行不斷優(yōu)化研究，最終能夠保證連續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)。此項(xiàng)技術(shù)的合理應(yīng)用，在很大程度上減少了采煤、建井以及選煤的工程成本投入，減少了運(yùn)輸煤炭所需要的費(fèi)用，也降低了地面建氣化站設(shè)施的成本投入，最終有效增加了煤炭資源的利用率。三、煤炭開采綠色開采的途徑想要有效協(xié)調(diào)好環(huán)境與煤炭開采二者之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)資源與環(huán)境的綠色開采是根本的途徑。這種綠色開采技術(shù)意在有效減少煤炭對(duì)環(huán)境以及一些資源造成的嚴(yán)重影響，最終獲得良好的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于綠色開采而言，其主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯共采；（2）進(jìn)行保水開采；（3）煤炭地下氣化。煤炭企業(yè)采空液的高端化利用，進(jìn)