探讨煤矿采煤工艺的适用条件与应用.docx

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探讨煤矿采煤工艺的适用条件与应用随着社会经济的快速发展，煤矿企业必须要优化采煤工艺，提高采煤量，才能提高经济效益。在优化采煤技术时，要综合考虑煤矿的地质环境以及采煤工艺的适用条件，根据实际情况采用最适合的采煤技术。1、煤矿的采煤工艺(1)综合采煤工艺煤矿综合采煤工艺是指贯穿于采煤工作全过程的机械化连续作业，机械化连续作业是指在采煤、运输、支炉、采空区处理等方面实现完全机械化，综合机械化采煤工艺的使用可以提高煤矿的开采量，同时也大大降低了作业强度，为矿井开采作业的开展提供了安全保障，是最具应用价值的回采工艺技术，更标志着采煤工艺的主流发展方向。其主要包括以下几点:割煤:在割煤过程中，主要工序流程包括两个阶段，分别为破煤以及装煤，在此环节中运行的采煤设备包括滚筒式采煤机以及刨煤机，但通常主要是使用滚筒式采煤机。其主要特点有以下几点:在上行或着下行状态下的前滚筒和后滚筒都能进行割煤工作，并且在采煤机割煤的同时，在滚筒螺旋叶片和旋转抛掷作用下可以将割好的煤直接装进输煤机。与双滚筒式采煤机进行对比，刨煤机具有以下几个优点:其结构比双滚筒式采煤机更加简单，更容易实现无人操控且成本较低更容易检修。双滚筒式采煤机与刨煤机的结构如下图所示:图1MBJ-2A型刨煤机运煤:运煤工作主要包括以下两个步骤:第一在采煤机对煤壁进行破煤后要利用破碎机、转载机、可伸缩带式输送机将切好的煤炭从工作面运出;第二将煤炭从综采工作面运出。安装的刮板输送机长度和运输能力必须要符合生产要求，同时，刮板输送机运输能力一般应该比采煤机生产力要大，这样可以有效避免输送机超载运行。综采工作面的支护和采空区的处理:综采工作面支护结构选用液压支架实现，通常为掩护式液压支架，支架上覆盖高压乳液，通过抬升液压柱的方式为综采工作面顶板提供支护作用力。同时，还可以依托于液压支架完成包括切顶、护帮、推溜、移驾等在内的相关工作。在工作面回采过程中，常用支护方式为及时支护以及滞后支护这两大类，其中滞后支护方式适用于周期压力较大综采工作面，或顶板相对稳定工作面，及时支护方式则适用于顶板破碎程度较高的工作面，在此基础之上应用全部垮落法处理采空区。(2)普通采煤工艺在综采工作面采煤机落煤、装煤并利用刮板输送机等设备将煤炭运出后，对顶板采用人工支设单体柱进行支护的施工工艺被称为煤矿普采工艺。相比于综合机械化采煤工艺，普通机械采煤工艺是采用人工来完成支护工序、普采工作面机械设备的功率比综采工作面的设备功率要小。虽然普采工艺的安全系数和施工效率较低、劳动强度较大，但是它的适应性要比综采技术强。齐梁直线柱和错梁直线柱是普采工作面支护工作中所采用的两种方式，一般采用较多的是错梁直线柱布置方式，采用单体液压支柱和金属顶梁对工作面进行联合支护，其排距一般为1.0m，间距为0.8m。(3)爆采工艺爆破采煤工艺是指采用爆破落煤的方式完成工作面开采作业，整套施工工艺借助于专门机械设备或人工完成对煤炭资源的装载、运输工作，并配合人工支护顶板，提供安全支撑。与普采以及综采工艺技术相比，爆破采煤工艺尚未达到完全的机械化运作模式，装煤、运输仍然在一定程度上依赖于人工方式进行。但同时，本方法在开采面作业时间中具有极强的适应性特征，对复杂条件的工作面开采作业有良好适用性。落煤。在采用爆破法落煤时要注意以下几点:工作面煤壁要保持平直，确保爆破定向准确，保证煤块大小均匀并且不能影响到工作面的支护。在众多爆破法中毫秒延期定向爆破法可以缩短爆破时间，使出块率大大提高，从而提高了爆采工作面的生产效率，这是煤矿企业采用较多的爆破方法。装煤。爆破施工无法使全部煤块直接装上刮板输送机，因此部分煤块的清理和装载工作需要人工来完成，如果施工条件允许，也可以使用煤矿防爆装载机来完成。(4)连采工艺房柱式采煤是连采工艺所采用的主要方式，破煤和装煤是煤房工作使用连续采煤机完成的，运煤采用的是梭车或者可伸缩输送机，锚杆用来支护顶板，搬运物料和清理工作面使用的是铲车，并且全部实现了在破、装、运、支等工艺上的机械化作业。在应用本工艺方法对工作面煤炭进行开采的过程中，按照7.0m煤房划分开采区域煤层，形成若干个规则分布的煤柱，煤柱宽度结合施工现场实际条件确定。在煤房中完成回采作业，参考开采过程中顶板稳定情况对煤柱进行回收。本工艺方法同步展开开采面掘进以及回采作业，煤房施工环节同步完成开采作业面掘进任务，煤柱回收阶段同步进行回采作业。煤房施工结束后需要将锚杆锚索联合应用于顶板支护，采煤设备以后退方式进行回收作业。2、适用条件分析受到开采作业面施工条件、机械设备参数、现场管理、覆层条件等诸多因素的影响，导致采煤工艺的选择必须综合对煤矿开采作业面实际条件的考量，严格遵循经济性、安全性、高效性的基本原则，以科学选择采煤工艺为工作面开采作业的高效运行提供技术支持与保障。(1)综合采煤工艺的适用条件综合采煤工艺的机械化水平较高，安全性能和工作效率也普遍较高，这也使得它的生产成本和采购成本大大提高，且部分企业为了追求高质量，选择从国外进口综采设备，如果设备出现故障，其维修难度和维修成本也大大增加，同时，综采工艺对于煤层覆层的条件、操作水平和管理水平的要求也普遍较高，因此，我国的煤矿企业一般在煤层发育稳定、地质结构少、煤层倾角不超过50度的回采工作面上才会采用综合机械化采煤工艺。(2)普采工艺的适用条件普采工艺的机械设备、设备功率和生产能力都不如综采工艺。普采工艺对于机械设备的要求也没有综采工艺高，因此，我国的煤矿企业普遍选择采用国产设备，一方面在成本投入上相对较低，另一方面比较综采工艺技术有更好的适应性。目前，针对短距离以及大倾角工作面可推广应用普采工艺技术，以保障工作效率理想，回采效率可靠。一般中型及以下的煤矿企业会采用这种操作简单且生产组织较易的普采工艺。(3)爆采工艺的适用条件爆采工艺的机械设备投入较少，依靠爆破施工来完成落煤工序，相较于前两个工艺而言，爆破工艺对于机械设备的要求较低，采购成本也相对较低，并且爆破工艺的适应性较强，但也降低也它的安全性能，存在着较大的安全隐患。爆破工艺不适合用于高瓦斯矿井以及煤与瓦斯突出煤层的工作面。目前我国的煤矿企业对于急倾斜煤层及地质结构复杂的煤层才会采用爆破采煤工艺。(4)连采工艺的适用条件机械化程度较高，适应性强，投资少、采掘同时进行是连采工艺所具备的优点，但是连采工艺在施工时也面临着一个难题，那就是通风安全问题，并且煤炭的回收率较低。连采工艺一般应用于房柱式开采，其主要适用条件有以下几点:必须要具备简单的地质结构且煤层的埋藏深度较浅，对煤岩层的硬度要求高，煤层倾角较小，一般为不超过15度的中厚煤层或薄煤层。我国的煤矿企业一般很少将连采工艺作为工作面的独立采煤工艺，一般将连采工艺作为辅助工艺运用。3、后续工作在选择了合适的开采工艺后，为保证开采工作的顺利进行还需要做好很多准备。要制定并遵循设备维修保养制度，加强检查工作。为了机械设备在施工过程中能够正常运作，要定期对设备进行维修和养护，发现问题要及时处理，保证设备的完好性。同时，在维修保养的工作中要对整个维修过程进行记录，落实工作责任，保证维修工作的准确性。要定期对设备的使用展开培训，制定出周全的培训计划，订立合理的目标，落实行动，推动培训目标的实现。安全高效的开采工作需要很多步骤的配合，每一步都不容有失，要根据矿山的具体情况对开采工艺及相关工作进行调整，达到最优状态。4、结束语煤矿企业必须要根据煤层覆层情况、施工条件以及地质结构情况，并遵循安全，高效，经济的原则来对采煤工艺进行选择，从而最大限度的提高开采效率，避免资源浪费，同时可以提高开采过程中的安全系数，减少安全事故的发生，保证人身安全和财产安全。选择合理的采煤工艺，既弥补了煤矿井下地质条件的不足，又能够提高回采效率，对我国煤炭开采事业起着十分重要的作用。本文通过对几种采煤工艺的介绍，并对其适用条件进行了分析，希望能为我国煤矿企业选择合理的采煤工艺提供参考价值。参考文献：[1]陈绪刚,李广存.煤矿采煤工艺及适用条件分析研究[J].内蒙古煤炭经济,2017(22):40+68.[2]郝廷正.浅谈煤矿采煤工艺技术优化[J].能源与节能,2017(01):119-120+145.[3]张艳伟.井下采煤工艺与技术分析[J].能源与节能,2017(01):180-181.武福明.煤矿采煤工艺及适用条件分析[J].当代化工研究,2020(09):137-138.