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极薄煤层和薄煤层的采煤工艺

时间:2013-08-18 15:35来源:中国论文榜 作者:边春林 点击:
煤是国家经济发展中的重要能源,在煤炭开采的过程中经常会遇到薄煤层,其自身的特殊性导致,煤炭企业开采缓慢,开采技术要求高。当前针对薄煤层开采主要使用机采和炮采。国内外针对薄煤层开采工艺也进行了研究,取得了很好的效果。文章重点阐述了相关的采煤工
  1 薄煤层资源及开采状况与特点
  一般认为,厚度小于1.3m的煤层为薄煤层,厚度小于0.8m的煤层属极薄煤层。我国在近80个矿区中的400多个矿井中,赋存着750多层薄煤层,保有工业储量98.3亿t,可采储量61.5亿t,约占总可采储量的19%,其中厚度在0.813m的占86.02%,厚度小于0.8m的占13.98%。
  直到二十世纪九十年代,我国薄煤层煤产量占我国总煤产量的百分之八到百分之十,而超薄煤层所占的比例更加少。开采薄煤层和开采厚煤层相比,所使用的采煤机械化程度比较低,而对于极薄煤层的开采需要在一定的条件下才可以,首先,经过勘测,煤的质量必须是优质的;其次,相邻的主煤层如果有瓦斯爆炸的危险或者是冲击地压的危险,我们可以把极薄煤层作为主煤层的解放层;第三,主矿区都已经开采完毕,剩下的只有极薄煤层的情况。
  薄煤层与超厚煤层之间有很大的差别,其有自身的特点,我们只有认识薄煤层的特点才能够更好地进行开采,其特点如下:开采的高度比较低,采煤人员在开采的过程中不能站立,只能依靠爬行或者是侧卧;开采条件比较差,设备的移动比较困难;掘进率比厚煤层高,而且工作面的接替不是很容易;机械化产出比比较高,但是获得的经济效益不是很好,正是由于这些特点导致薄煤层开采发展速度缓慢,当前采煤行业对薄煤层开采技术进行了一定程度的研究,当前主要使用的开采技术包括炮采以及机采,而相对比较成熟的采煤工艺包括以下几点,下面我们就进行具体阐述。
  2 长壁采煤工艺
  这种采煤工艺主要可以应用在安歇赋存比较稳定而且地质结构比较简单的薄煤层开采过程中。在开采的过程中不论是使用普采工艺还是综采工艺,薄煤层和厚煤层的开采相比不同的地方主要就是开采薄煤层除了可以使用滚筒采煤机作为破煤设备,还可以使用刨煤机,选择哪种设备需要考虑煤层的厚度。
  在煤层开采的过程中最为常用的设备还是滚筒采煤机,其具有很强的破煤能力,当前我国研制出来的滚筒采煤机种类已经接近了二十种,具体的可以分为两大类,一类是爬底式,一类是骑溜式,在选择使用时应该考虑煤层的采高,当采高小于零点八米的时候,我们一般选择爬底式采煤机,当采高在零点八米到零点九米之间时采用骑溜式采煤机。
  随着我国煤矿开采技术的不断发展,人们越来越重视薄煤层的开采技术,当前我们使用最广泛的破煤设备主要是BM-100型薄煤层骑溜式滚筒采煤机,这种设备主要应用于采煤高度在零点八到一点三米之间,煤的固定系数小于二点五的薄煤层。
  煤矿开采中最为常用的是刮板输送机,其溜槽的最小高度应该在一百五到两百毫米范围内,我们可以把滚筒采煤机的空间高度减去溜槽的高度,这样在开采的过程中就大大的降低了对煤层空间高度的要求。
  除了上面提到的滚筒式采煤机外还用一种破煤设备-刨煤机,我们主要是通过机械上的刨刀来刨落煤块,然后通过刮板输送机把,煤炭运走,这种机械设备具有煤块大、产生的粉尘少,工作效率比较高等特点,此外,这种设备还具有操作简单,造假比较低,而且修理起来也比较方便,现在也开始应用在各大煤矿开采企业中。
  在一些薄煤层矿区已经开始使用刨煤机,其取得的效果也是十分显著的,在以前的薄煤层开采过程中我们也使用过炮采、截煤机等采煤工艺,相比而言,还是刨煤机取得的经济效益最高。
  由于薄煤层的开采高度比较小,所以煤层工作面矿压显现程度比较轻,对于工作面的支护采用带帽点柱,支柱之间的间距也可以适当的增大。如果采用的是液压支架支护,我们一般都会使用薄顶梁。
  3 螺旋钻机采煤
  这种采煤工艺主要是在二十世纪六十年代发展起来的,美国是最先使用这种技术进行开采的,取得的效果十分显著,原苏联、德国等也对这种开采技术进行了一定的研究,并纷纷给予肯定,同时在煤矿开采中广泛使用。而我国在二十世纪九十年代开始引进这种薄煤层开采技术,所使用的螺旋钻机是一种高效的采煤设备,该采煤工艺相对来说比较简单,在已经开采的巷面中,可以通过螺旋钻机向两边的煤层中钻进,该设备上装有截齿,可以使钻杆直接钻入到煤层当中。
  螺旋钻头直径的选择应该根据煤层的实际厚度以及赋存的稳定性来定,一般应该比煤层的厚度小五十到一百毫米。在螺旋钻头钻进的过程中,通过上面的螺旋叶片带出煤并通过运输机运到指定的位置。在巷道两侧钻孔,深度一般保持在三十到四十米,在钻孔的过程中经常会出现顶板脱落的现象,为了避免此问题,我们一般使用有一定宽度的支撑煤柱。
  使用这种方式采煤,提高了生产人员的工作环境,改善了其安全条件,此外,机械化程度也比较高,而且回采效率也十分高。
  但是我们在看到这种采煤技术优点的同时我们也要看到其的缺点,这样才能够更好扬长避短。例如,接长或者缩短钻杆的时间占总工作时间的比重比较大,必须留设钻孔间煤柱,这样降低了采出率。虽然这种方法有缺点,但是它却有着别的开采工艺无法代替的有点,所以我们仍然可以看作是解决薄煤层开采的重点开采工艺。
  4 连续采煤机房柱式采煤
  随着我国经济的快速发展,各大煤矿业开始提高自身的开采技术,进一步获得更高的竞争能力。我国某煤炭企业引进了连续采煤机,开采的薄煤层厚度在零点七到一点三米,取得的利润是十分可观的。这种开采技术有其自身的特点,采掘合一,生产人员可以一边开采一边掘进,可以利用煤柱支撑顶板,而在开采的过程中也可以把煤柱全部收回。在开采厚度比较大的煤层时,通常使用的设备包括采煤机、输送机等等。我们应该掌控好各个环节,才能够做好薄煤层开采工作。
  国外在极薄煤层中已试验了可遥控的连续采煤机,作业人员在煤房外遥控连续采煤机,煤房间留有支撑煤柱,煤房内不支护,采出的煤由随机延伸的输送机运出煤房。许多学者认为遥控连续采煤机房柱式开采是解决极薄煤层开采的可能技术发展方向之一。
  5 急倾斜煤层钢丝绳锯采煤
  某矿采用钢丝锯采煤法开采厚1.2m,倾角850的急倾斜薄煤层,工作面单产l600t/M,直接工效8t/工。工作面呈走向布置,斜长10m,走向长度150m,工作面下巷布置电机、绞车、对轮、导向轮和手动葫芦,工作面上巷布置尾轮、导向轮和手动葫芦。绞车牵引的钢丝绳分两段,与煤壁接触段称锯绳段,锯绳上安装截齿,在上下两巷中运行的钢丝绳称牵引绳,锯绳在绞车牵引下沿工作面煤壁做往复运动,锯齿在煤壁上拉出两条沟槽,一次锯深约0.2m。随着沟槽加深,沟槽两帮的煤在矿山压力作用下自行破碎脱落,并沿工作面下滑,经溜煤眼滑到运输平巷的运输机上外运。
  采过后的空间不支护,工作面沿走向每推进15m,留2-3m宽的煤柱支撑顶板,并将正在工作的空间同采空区隔开。因此,在工作面前方每隔15m预先要掘好一个切割眼。采用此种采煤法,工人不进入工作面,在平巷中操纵绞车,支移立柱,通过手动葫芦移动绞车、尾轮和拉紧锯绳等;因此,减轻了工人的劳动强度,节约了坑木,提高了劳动效率。
  6 结束语
  综上所述,我们主要阐述了薄煤层开采和厚煤层开采之间的区别,针对薄煤层的特点以及机械设备的选用进行了更为具体的论述,希望能够引起相关人士的重视,提高我国煤矿开采技术,进一步促进我国经济的快速发展。
  参考文献
  [I]赵景镛.不稳定煤层开采方法[M].徐州:中国矿业大学出版社,1998.
  [2]朱银昌,等.难采复杂煤层的开采[M].北京:世界图书出版社,1998.

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