我国煤炭开采的现状及展望
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我国煤炭开采的现状及展望
作者:王有鑫 王磊
来源:《中国科技博览》2014年第06期
摘 要:采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题和中心采煤工艺的发展将带动煤矿开采各环节的变革,现代采煤工艺正在向高产高效高安全性和高可靠性方向发展,基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合分析了当前煤矿开采中开采技术的重要性,探讨矿井开采的关键技术问题以及对矿井开采技术的发展方向进行了展望
关键词:煤矿开采技术;应用;发展方向
中图分类号:TD822
1.我国煤炭开采的现状
在当今科技经济发展的新形势下, 煤炭开采技术的研究必须面向国内国外两个市场、 面向经济建设主战场, 立足于煤炭开采技术的前沿, 立足于中国煤炭发展战略所必要的技术储备, 立足于煤炭工业中长期发展战略所必须的关键技术的攻关, 立足于煤炭工业工程实际问题的解决, 重点从事中长期研究开发和技术储备, 跟踪产业科技前沿, 开发有自主知识产权的以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术, 占领技术制高点[1]。
2.我国煤炭开采的技术发展方向
2.1采煤方法和工艺
采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革, 现代采煤工艺的发展方向是高产、 高效、高安全性和高可靠性, 基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合, 研究开发强力、 高效、 安全、 可靠、 耐用、 智能化的采煤设备和生产监控系统, 改进和完善采煤工艺。在发展现代采煤工艺的同时, 继续发展多层次、 多样化的采煤工艺, 建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国长壁采煤方法已趋成熟,放顶煤采煤的应用在不断扩展, 应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高, 急倾斜、 不稳定、 地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间, 主要方向是改善作业条件, 提高单产和机械化水平。开发煤矿高效集约化生产技术、 建设生产高度
集中、 高可靠性的高产高效矿井开采技术。以提高工作面单产和生产集中化为核心, 以提高效率和经济效益为目标, 研究开发各种条件下的高效能、 高可靠性的采煤装备和工艺,
简单、 高效、 可靠的生产系统和开采布置, 生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术, 发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化, 进一步改进工艺和装备, 提高应用水平和扩大应用范围, 提高采煤机械化的程度和水平。 龙源期刊网
(1) 开发浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术, 主要解决以下技术难题。硬顶板控制技术, 研究埋深浅、 地压小的硬厚顶板控制技术, 主要通过岩层定向水力压裂、 倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术, 使直接顶能随采随冒, 提高顶煤回收率, 且基本顶能按一定步距垮落, 既有利于顶煤破碎, 又保证工作面的安全生产。硬厚顶煤控制技术, 研究开发埋深浅、 支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术, 包括高压注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术, 使顶煤体能随采随冒, 提高其回收率。顶煤冒放性差、 块度大的综放开采成套设备配套技术, 研制既有利于顶煤破碎和顶板控制, 又有利于放顶煤的新型液压支架, 合理确定后部输送机能力。两硬条件下放顶煤开采快速推进技术, 研究合适的综放开采回采工艺, 优化工序, 缩短放煤时间,提高工作面的推进度, 实现高产高效。5~ 5. 5m 宽煤巷锚杆支护技术, 通过宽煤巷锚杆支护技术的研究开发和应用, 有利于综采配套设备的大功率和重型化, 有助于连续采煤机的应用, 促进工作面的高产高效[2]。
(2) 缓倾斜薄煤层长壁开采。主要研究开发: 体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机、 刨煤机; 研制适合刨煤机综采的液压支架; 研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。
(3) 缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采。应进一步加强完善支架结构及强度, 加强支架防倒、防滑、 防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、 防止严重损坏千斤顶措施等的研究,
提高支架的可靠性, 缩小其与中厚煤层( 采高 3m 左右) 高产高效指标的差距。
(4) 各种综采高产高效综采设备保障系统。要实现高产高效, 就要提高开机率, 对支架围岩系统、采运设备进行监控。今后研究的重点是: 通过电液控制阀组操纵支架 和改善 支架围岩系统控制, 进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统; 乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断; 采煤机在线与离线相结合的
油磨屑监测和温度、电信号的监测; 带式输送机、刮板输送机全面状态监控。
2.2大力发展“三下”采煤技术
建筑物下、铁路下、水体下、承压水体上开采,简称“三下一上”开采。通常在煤矿生产过程中,建筑物下、铁路下、水体下保留煤柱不进行开采。随着我国煤矿开采强度和开采范围的不断增加,“三下”采煤问题越来越突出,不但导致矿井不能合理进行开采,而且也造成了大量煤炭资源的积压。根据相关资料,我国的“三下一上”压煤量达137.9亿,因此,深入研究“三下”采煤技术,将“三下”压煤开采出来,并减少矿区废弃物,保护矿区环境是我国煤矿企业亟待解决的问题,煤矿企业应该深入研究开采上覆岩层运动和地表沉陷规律,研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数,发展沉降控制理论和关键技术,来节约煤炭资源和提高煤炭产量。
2.3采矿设备的机械化自动化高效化 龙源期刊网
目前,虽然我国的采矿技术有一定的进步 ,但是,全盘地实现机械化还是极少数的,这样低水平的工艺制约了我国的高效率采矿所以要加大研究大孔穿爆设备 中深孔全液压凿岩机具井巷钻进机械以及铲运机为主体的装运设备振动出矿和连续采矿及与之配套的辅助机械等系列设备,实现无轨化高效化和半自动化自动化是矿山设备的发展趋势。
2.4深井采矿技术
随着我国浅部资源的日益枯竭,需要不断地向深部挖掘,对于深井的采矿虽无明确的概念和定义,但是,一般把深度超过的矿山称为深井采矿由于矿藏埋藏较深,地压增大,岩温增高,所以,在开采的过程中会遇到不曾遇到过的技术难题,比如矿山的提升排水支护通风等诸多方面的困难都会随之增大,这样就要求采矿工艺技术和机械设备必须适应这种变化只有不断地提高采掘技术和矿山机械设备性能,发展安全高效低耗采矿技术,才能开采越来越多的深矿资源[3]。
3.结论
应用现代科学理论新方法与高新技术,研究解决采矿问题,探求采矿规律;采矿科学与其它科学(计算机科学材料科学等)的相互结合,丰富和扩展了煤矿开采技术,是当今煤矿开采技术的发展方向。
参考文献
[1]张洪亮.我国煤矿开采技术初探[J].中国新技术新产品,2010,13.
[2]魏同.煤矿开采技术[J].科技期刊,2010-03-29.
[3]王庆海.世界煤矿开采[J].煤矿现代化,2008-10-20.