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[摘 要]近年来,科技技术在迅猛发展。在煤矿开采中,煤矿掘进支护技术被广泛应用,受到了煤矿企业和采煤施工人员的重视。文章主要分析了煤矿开采中的采煤技术,并论述了煤矿掘进支护技术的发展现状,对煤矿掘进支护技术难题提出了解决对策及管理方法。
[关键词]煤矿开采技术 掘进支护技术 安全管理
中图分类号:TD 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)30-0390-01
一、引言
随着现代经济的发展,我国对于煤矿开采也提出了更高的要求,力求高产、高效、高安全性。目前,我国有近八成的煤矿开采都要在地下进行,井工必须要在井下开展作业,为了方便采煤和运输,还要在地表下开掘出大量的巷道。由于地下矿井的地质条件较为复杂,再加上施工环节恶劣,所以就要搞好煤矿的掘进支护和围岩的稳定水平,这样才能使煤矿生产的安全水平得到提高。总的来说,煤矿开采技术的发展趋势就是采煤技術和高新技术的良好结合,不仅追求良好的经济效益,还要促进环境的优化,确保采矿人员的生命安全。
二、煤矿开采中的采煤技术分析
1、采煤技术背景概述
在理论上看,影响采煤技术及方法的因素有很多种,可概况为几下几种:煤层赋存状况、地質构造、煤层厚度及硬度、顶底板条件、煤层结构、煤质条件及煤矿矿井的生产能力。目前,长臂采煤方法和放顶采煤方法是我国采用的采煤方法,并且这两种采煤方法日渐成熟,被广泛应用。此外,目前对于地质构造复杂等难采煤层采煤方法和技术来说还有很大的发展空间。
2、采煤技术分析
综采工艺。采煤综合机械化简称为综采工艺,也就是在采煤工作中所有的生产工序都实现了机械化连续作业,从而使劳动幅度大大降低,单产及安全性得到了提高,这是采煤工艺现代化发展的一个重要方向。总的来说,综采工艺包含了以下一些要点:割煤,割煤中有破煤与装煤两个主要工序。割煤工序主要使用的是滚筒式采煤机和刨煤机。为适应采高的变化和煤层顶底板的起伏,滚筒式采煤机一般可采用可调高的双滚筒采煤机来割煤。双滚筒采煤机的特点为:无论是上行还是下行,前滚筒在上面割煤、后滚筒在下面割煤都是适用的,在割煤时整个机械同时利用滚筒的螺旋叶片和滚筒旋转的抛掷作用,将煤直接装入到刮板输送机。与滚筒式采煤机相比,刨煤机有以下优点:设备造价低、机构简单、容易检修和管理、能实现自我控制、工作时可无人操作,在薄煤层机械化方面刨煤机始终占有更为重要的位置。运煤,所谓的运煤是指将采煤机割下的煤炭装入刮板输送机的过程,这一过程主要包括煤炭从工作面运出后经工作面运输巷中的桥式转载机、可伸缩式输送机运出综采工作面。
工作面支护和采空区处理,工作面的主要工作状况是以高压液体为动力的液压支架自行完成一系列工序,如对工作面顶板的支撑、切顶,挡矸、推移、前移刮板输送机以及处理采空区等。工作面主要有两种支护方式:及时支护和滞后支护。在周期压力大和稳定性好的顶板区适合采用滞后支护方式。而采空区多采用费用较低、简单可靠的的全部跨落法的处理方式。
深矿井开采技术。深矿井开采的关键技术是煤层开采的矿压控制、瓦斯和热害治理及深井通风、冲击地压控制、井巷布置。目前,比较通用的解决矸石问题技术是在井下直接处理、作为充填材料,这样既减少污染又节约了一定的开采费用。研发新设备,提高采煤的装备技术。研发新型设备是发展采煤技术的关键,先进的生产工具可以带动产生,也在一定程度上避免浪费及经济损失。在深井煤矿开采中,使用的新设备必须是大功率的,这样就大大提高了煤炭产出的安全性和可靠性。炮采。所谓的炮采就是指爆破落煤,之后人工装煤、机械化运煤。炮采技术在20世纪80年代得到了一定的更新,摩擦式金属支柱被防炮崩单体液压支柱所替代,也在一定程度上控制了工作空间,装煤技术也进一步提高,主要是采用弯曲刮板输送机运煤,在摩擦式金属支柱或单体液压支柱及铰接顶粱所构成的悬壁支架掩护下,输送机移近煤壁,体力劳动得以减轻。
三、煤矿掘进支护技术的发展现状
目前,我国在不断增加煤矿开采的强度和范围,其巷道的布置也在向多个方向进行发展,针对巷道支护当中一系列问题的存在提出了更高的要求。
1、在巷道的断面大小和形状方面,为提高断面的利用率和掘进的速度,要求拱形断面完成向矩形断面过渡与发展的要求,这样也便于迅速推进采煤工作面。与此同时,只有当小断面发展到大断面时,一些高开采强度和大型采掘设备的开采要求才能得以满足;
2、在巷道的层位方面,进一步提高工人的掘进速度,就要求永久性的巷道完成从岩巷到煤巷的过渡与发展,也有利于建井周期的缩短;
3、在回采巷道的数量方面,要求其将单巷布置转变为多巷布置,以此来满足大型矿井的通风、运输和高瓦斯矿井的一些必然要求。
四、煤矿掘进支护技术难题的解决对策及管理方法
1、利用吊环式的前探梁
三根吊挂的前探支架可以用来作临时的支护。可以采用11#的矿用工字钢或是π型的钢制作作为前探梁,并且要求其长度大于3m,用吊环将其固定好。其中,处于中间位置的一根要沿着巷道的中线进行布置,同时保持两侧的前探梁和中间那根相距1m为宜。每根前探梁至少要有2个固定的点,确保前探梁和迎头端面的距离应该要小于或是等于0.3m。在前探梁的上方使用一些专用的木契、构木和方木等。吊环强度和前探梁的强度要保证相互匹配。待上述这些工作全部完成后再使前探梁前移。
2、在吊链的时候采用前探梁
煤矿开采中,可采用三根吊挂的前探支架当作是临时的支护。可以采用π型的钢制作作为前探梁,并保持其长度大于3.5m,用吊环将其固定好。布置中间的那根依旧沿巷道的中线进行,对于两侧的前探梁要和中间那根相距在1.0m到1.2m之间。与此同时,每根前探梁都至少有2个固定的点。前探梁和迎头端面的距离也不能大于0.3m。同时超前支护和两帮的距离也不能不超过0.3m。前探梁在架设之前,要做好敲帮问顶的工作,清理好浮矸活石,然后前探梁才能够进行前移。这些工作都要在完好的临时支护或是永久支护当中进行,杜绝出现空顶作业而带来不利影响。
3、加强掘进效率管理
一方面,我们要对信息化技术进行充分的利用,收集与分析煤矿开采的相关信息,这些信息主要包括煤炭资源的需求量、煤炭价格的变化趋势、与煤炭资源生产相关的政策等,只有保证相关信息的及时性和准确性,才能为煤矿开采提供必要的依据。此外,开煤矿开采量可以根据需求量和价格变动来确定,进而更好的掌握煤炭市场的变化情况,也保证了煤炭企业的经济效益。另一方面,详细计算煤炭的运输成本,煤炭价格的变动不仅与市场需求有关,也与运输成本有直接关系,鉴于运输设备、道路等多方面因素的影响,导致煤炭发生较大的价格浮动也是必然。所以,煤矿掘进支护技术的应用过程中,运输成本是不可忽视的一个因素。
4、做好安全生产管理
煤矿掘进支护技术在煤矿开采中的应用要做好安全管理,这是工程中的重中之重,忽略了安全管理,就可能会引发安全事故,出现人员伤亡和经济损失。在煤矿开采安全事故中,发生最为频繁的事故类型就是矿井透水事故和易燃气体爆炸事故。因此,煤矿掘进支护技术应用的安全管理中,要高度重视这两种事故类型。首先,加强对掘进设备的管理,定期检查排水管、排水泵等设备,确保能正常排水,杜绝漏水隐患,这样就有效的预防矿井透水事故的发生;其次,对煤矿井下的电力设备进行定期检查,保证电源的持久性和有效性,一旦发生意外便可以提供足够的储备用电,保证设备能持续的运转。通过制定科学的规章制度和管理措施,将安全管理作为一项重要的任务执行,将责任落实到人,全面开展好安全管理工作。
[关键词]煤矿开采技术 掘进支护技术 安全管理
中图分类号:TD 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)30-0390-01
一、引言
随着现代经济的发展,我国对于煤矿开采也提出了更高的要求,力求高产、高效、高安全性。目前,我国有近八成的煤矿开采都要在地下进行,井工必须要在井下开展作业,为了方便采煤和运输,还要在地表下开掘出大量的巷道。由于地下矿井的地质条件较为复杂,再加上施工环节恶劣,所以就要搞好煤矿的掘进支护和围岩的稳定水平,这样才能使煤矿生产的安全水平得到提高。总的来说,煤矿开采技术的发展趋势就是采煤技術和高新技术的良好结合,不仅追求良好的经济效益,还要促进环境的优化,确保采矿人员的生命安全。
二、煤矿开采中的采煤技术分析
1、采煤技术背景概述
在理论上看,影响采煤技术及方法的因素有很多种,可概况为几下几种:煤层赋存状况、地質构造、煤层厚度及硬度、顶底板条件、煤层结构、煤质条件及煤矿矿井的生产能力。目前,长臂采煤方法和放顶采煤方法是我国采用的采煤方法,并且这两种采煤方法日渐成熟,被广泛应用。此外,目前对于地质构造复杂等难采煤层采煤方法和技术来说还有很大的发展空间。
2、采煤技术分析
综采工艺。采煤综合机械化简称为综采工艺,也就是在采煤工作中所有的生产工序都实现了机械化连续作业,从而使劳动幅度大大降低,单产及安全性得到了提高,这是采煤工艺现代化发展的一个重要方向。总的来说,综采工艺包含了以下一些要点:割煤,割煤中有破煤与装煤两个主要工序。割煤工序主要使用的是滚筒式采煤机和刨煤机。为适应采高的变化和煤层顶底板的起伏,滚筒式采煤机一般可采用可调高的双滚筒采煤机来割煤。双滚筒采煤机的特点为:无论是上行还是下行,前滚筒在上面割煤、后滚筒在下面割煤都是适用的,在割煤时整个机械同时利用滚筒的螺旋叶片和滚筒旋转的抛掷作用,将煤直接装入到刮板输送机。与滚筒式采煤机相比,刨煤机有以下优点:设备造价低、机构简单、容易检修和管理、能实现自我控制、工作时可无人操作,在薄煤层机械化方面刨煤机始终占有更为重要的位置。运煤,所谓的运煤是指将采煤机割下的煤炭装入刮板输送机的过程,这一过程主要包括煤炭从工作面运出后经工作面运输巷中的桥式转载机、可伸缩式输送机运出综采工作面。
工作面支护和采空区处理,工作面的主要工作状况是以高压液体为动力的液压支架自行完成一系列工序,如对工作面顶板的支撑、切顶,挡矸、推移、前移刮板输送机以及处理采空区等。工作面主要有两种支护方式:及时支护和滞后支护。在周期压力大和稳定性好的顶板区适合采用滞后支护方式。而采空区多采用费用较低、简单可靠的的全部跨落法的处理方式。
深矿井开采技术。深矿井开采的关键技术是煤层开采的矿压控制、瓦斯和热害治理及深井通风、冲击地压控制、井巷布置。目前,比较通用的解决矸石问题技术是在井下直接处理、作为充填材料,这样既减少污染又节约了一定的开采费用。研发新设备,提高采煤的装备技术。研发新型设备是发展采煤技术的关键,先进的生产工具可以带动产生,也在一定程度上避免浪费及经济损失。在深井煤矿开采中,使用的新设备必须是大功率的,这样就大大提高了煤炭产出的安全性和可靠性。炮采。所谓的炮采就是指爆破落煤,之后人工装煤、机械化运煤。炮采技术在20世纪80年代得到了一定的更新,摩擦式金属支柱被防炮崩单体液压支柱所替代,也在一定程度上控制了工作空间,装煤技术也进一步提高,主要是采用弯曲刮板输送机运煤,在摩擦式金属支柱或单体液压支柱及铰接顶粱所构成的悬壁支架掩护下,输送机移近煤壁,体力劳动得以减轻。
三、煤矿掘进支护技术的发展现状
目前,我国在不断增加煤矿开采的强度和范围,其巷道的布置也在向多个方向进行发展,针对巷道支护当中一系列问题的存在提出了更高的要求。
1、在巷道的断面大小和形状方面,为提高断面的利用率和掘进的速度,要求拱形断面完成向矩形断面过渡与发展的要求,这样也便于迅速推进采煤工作面。与此同时,只有当小断面发展到大断面时,一些高开采强度和大型采掘设备的开采要求才能得以满足;
2、在巷道的层位方面,进一步提高工人的掘进速度,就要求永久性的巷道完成从岩巷到煤巷的过渡与发展,也有利于建井周期的缩短;
3、在回采巷道的数量方面,要求其将单巷布置转变为多巷布置,以此来满足大型矿井的通风、运输和高瓦斯矿井的一些必然要求。
四、煤矿掘进支护技术难题的解决对策及管理方法
1、利用吊环式的前探梁
三根吊挂的前探支架可以用来作临时的支护。可以采用11#的矿用工字钢或是π型的钢制作作为前探梁,并且要求其长度大于3m,用吊环将其固定好。其中,处于中间位置的一根要沿着巷道的中线进行布置,同时保持两侧的前探梁和中间那根相距1m为宜。每根前探梁至少要有2个固定的点,确保前探梁和迎头端面的距离应该要小于或是等于0.3m。在前探梁的上方使用一些专用的木契、构木和方木等。吊环强度和前探梁的强度要保证相互匹配。待上述这些工作全部完成后再使前探梁前移。
2、在吊链的时候采用前探梁
煤矿开采中,可采用三根吊挂的前探支架当作是临时的支护。可以采用π型的钢制作作为前探梁,并保持其长度大于3.5m,用吊环将其固定好。布置中间的那根依旧沿巷道的中线进行,对于两侧的前探梁要和中间那根相距在1.0m到1.2m之间。与此同时,每根前探梁都至少有2个固定的点。前探梁和迎头端面的距离也不能大于0.3m。同时超前支护和两帮的距离也不能不超过0.3m。前探梁在架设之前,要做好敲帮问顶的工作,清理好浮矸活石,然后前探梁才能够进行前移。这些工作都要在完好的临时支护或是永久支护当中进行,杜绝出现空顶作业而带来不利影响。
3、加强掘进效率管理
一方面,我们要对信息化技术进行充分的利用,收集与分析煤矿开采的相关信息,这些信息主要包括煤炭资源的需求量、煤炭价格的变化趋势、与煤炭资源生产相关的政策等,只有保证相关信息的及时性和准确性,才能为煤矿开采提供必要的依据。此外,开煤矿开采量可以根据需求量和价格变动来确定,进而更好的掌握煤炭市场的变化情况,也保证了煤炭企业的经济效益。另一方面,详细计算煤炭的运输成本,煤炭价格的变动不仅与市场需求有关,也与运输成本有直接关系,鉴于运输设备、道路等多方面因素的影响,导致煤炭发生较大的价格浮动也是必然。所以,煤矿掘进支护技术的应用过程中,运输成本是不可忽视的一个因素。
4、做好安全生产管理
煤矿掘进支护技术在煤矿开采中的应用要做好安全管理,这是工程中的重中之重,忽略了安全管理,就可能会引发安全事故,出现人员伤亡和经济损失。在煤矿开采安全事故中,发生最为频繁的事故类型就是矿井透水事故和易燃气体爆炸事故。因此,煤矿掘进支护技术应用的安全管理中,要高度重视这两种事故类型。首先,加强对掘进设备的管理,定期检查排水管、排水泵等设备,确保能正常排水,杜绝漏水隐患,这样就有效的预防矿井透水事故的发生;其次,对煤矿井下的电力设备进行定期检查,保证电源的持久性和有效性,一旦发生意外便可以提供足够的储备用电,保证设备能持续的运转。通过制定科学的规章制度和管理措施,将安全管理作为一项重要的任务执行,将责任落实到人,全面开展好安全管理工作。