1、煤矿开采科技探讨摘要：目前的社会进步的全新形式之下，煤矿开采科技的不断进步及日渐完善最终是采矿科技发展的主题。在不断进步的采煤工艺下，逐渐探索多层次、多样化的采煤工艺，创建独具独特的采煤工艺理念。我们国家的采煤办法逐渐变得成熟起来，放顶煤采煤的运用也在不断的发生变化，运用水准和理念探究的广泛度也在不断的提升。文章针对煤矿开采科技进行相关论述。 关键字：煤矿开采；科技 中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号： 1 采煤方法和工艺 开发煤矿高效集约化生产科技、创建生产高集中、高可靠性的高产高效矿井开采科技来提升工作面单产和生产集中化为核心,以便于提升高效率和经济利益为总体目标，探究研发在不
2、同条件下的高效能、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科技,发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化,进步改进工艺和装备,提高应用水平和扩大应用范围,提升采煤机械化的程度和水准。 1.1 开发“埋深浅、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套科技”,需消除一下几方面的科技难题。 硬顶板控制科技,研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制科技,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科技,使直接顶能随采随冒,提高顶煤回收率,且基本顶能按定步距垮落,既有利于顶煤破碎,又保证工作面的安全生产。 硬厚顶煤控制科技,研究开发埋深浅、支承压力小条
3、件硬厚顶煤的快速处理科技,包括高压注水压裂科技和顶煤深孔预爆破处理科技,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科技,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,合理确定后部置输送机能力。 两硬条件下放顶煤开采快速推进科技,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。 5.5m 宽煤巷锚杆支护科技,通过宽煤巷锚杆支护科技的研究开发和应用,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。 1.2 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
4、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科技和高效开采术。 1.3 缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁采 应进一步加强完善支架结构及强度,加强防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变、防止严重损坏千斤顶措施等的研究,提高可靠性,缩小其与中厚煤层(采高 3m 左右)产高效指标的差距。 1.4 各种综采高产高效综采设备保障体系 要实现高产高效,就要提高开机率,对“支架围岩”系统、采掘运设备进行监控。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
5、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 深矿井开采科技 深矿井开采的关键科技是:煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等;需要攻关研究的是:深井围岩状态和应力场及分布状态的特征;深井作业场所工作环境的变化;深井巷道(特别是软岩巷道)快速掘进与支护科技与装备;深井冲击地压防治科技与监测监控科技;深矿井高产高效开采有关配套科技;深矿井开采热害治理科技与装备。 3 “三下”采煤科技 提高数值模拟计算和相似材料模拟等,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
6、理开采系统和优化参数,发展沉降控制理论和关键科技,包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统;研究与应用各种充填科技和组合充填科技,村庄房屋加固改造重建科技,适于村庄保护的开采科技;研究近水体开采的开采设计、工艺参数优化和装备,提出煤炭开采与煤矿城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源优化等关键科技。 4 优化巷道布置,减少矸石排放的开采科技 改进、完善现有采煤方法和开采布置,以实现开采效益最大化为目标,研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺科技评价体系专家系统,实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。 5 采场围岩控制科技 5.1 进一步完善采场围岩控制理论
7、 以科学合理、优化高效的岩层控制科技来保证开采掘活动的安全、高效、低成本为目标,深入总结我国几十年的矿山压力研究成果,以理论分析(解析法)、现代数学力学(统计分析预测、数值法)和实测法相结合运用先进的计算机科技,深入研究各种煤层地质及开采条件。 5.2 研究坚硬顶板与破碎顶板条件下应用高科技低成本岩层控制科技 目前,由于应用高压注水、深孔预裂爆破处理坚硬顶板和应用化学加固科技存在工艺复杂、成本高的问题,因而需进一步研究开发新科技、新工艺、新材料来解决这些问题。 5.3 放顶煤开采岩层和支架围岩相互作用机理 研究放顶煤开采力学模型、围岩应力、顶煤破碎机理、支架顶煤直接顶基本顶相互作用关系;运用离
8、散元等方法研究顶煤放落规律,提出放顶煤优化准则和提高顶煤回收率的途径。 5.4 支护质量与顶板动态监测科技 在总结缓倾斜中厚长壁工作面开展支护质量与顶板动态监测方面,应进一步在坚硬顶板、破碎顶板、急倾斜、放顶煤工作面开展支护质量与顶板动态监测,同时应不断完善现有的监测科技,发展智能化监测系统,改进监测仪表,使监测仪表向直观、轻便、小型化方向发展。 5.5 冲击地压的预测和防治 通过计算机模拟研究冲击性矿压显现发生的机理;进一步完善冲击性矿压显现监测系统,发展遥控测量和预报科技,完善冲击性矿压综合防治措施的优化选择专家系统。 5.6 研究开发新型的支护设备 研究硬煤层、硬顶板放顶煤液压支架,完善
9、液压支架性能和快速移架系统,开发耐炮崩、轻型化单体液压支柱和厚煤层巷道锚索和可伸缩锚杆。6 小煤矿科技改造和机械化开采科技 实施国家关闭小煤矿,淘汰落后生产科技和生产设备,提高平均单井规模的科技政策,开发小型煤矿机械化、半机械化开采科技和装备,改进小煤矿的采煤方法和开采工艺,提高采煤工作面的单产和工效;提高小煤矿的顶底板控制科技水平,最大限度地减少顶底板事故率。 7 煤炭地下气化科技 煤炭地下气化科技是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧,通过对煤的热化学作用而产生可燃气体的过程。煤炭地下气化科技属于一种特殊的采煤方法,它是国际首创。煤炭地下气化科技具有投资少、安全、工期短、见效快、用人少、效率高、成本低、效益好等优点,尤其适合我国煤矿地质条件复杂、劣质煤比例高、 “三下”压煤严重的矿区。具有广阔的推广应用前景。应继续研究完善“长通道、大断面、两阶段”和“矿井式气化”两种典型煤炭地下气化工艺,进行较大规模的地下气化试验研究,摸索实现“两个控制、三个稳定”的科技途径,并实现连续、稳定生产探索应用的途径. 参考文献 1 李钟. 巷道支护现状及发展趋势(一)J. 岩土工程界，2001(01). 2 李钟. 巷道坑支护现状及发展趋势(二)J. 岩土工程界，2001(02).
