談煤礦不同條件的井下開采技術(shù)
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摘要:伴隨科學(xué)技術(shù)水平的日漸提升，許多先進(jìn)技術(shù)在煤礦開采領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。采用高效的采煤工藝與先進(jìn)的采煤方法，有助于提高煤礦開采的可靠性、安全性與產(chǎn)量。本文基于各種條件下，就煤礦井下開采常用技術(shù)作一探討。
關(guān)鍵詞:開采技術(shù);小煤礦開采;長壁開采
積極推動(dòng)采煤工藝的持續(xù)更新與完善，不僅對煤炭開采技術(shù)的強(qiáng)化有利，而且還能推動(dòng)此領(lǐng)域的深層變革。對于當(dāng)前的采煤工藝來分析，其以高效、高可靠性、高產(chǎn)能及高安全性作為發(fā)展方向，主要途徑為:大力研究高效、強(qiáng)力、可靠且安全的采煤設(shè)備與生產(chǎn)系統(tǒng)，積極推動(dòng)現(xiàn)代高新技術(shù)與采煤技術(shù)的深層融合，對傳統(tǒng)采煤工藝進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)與完善等。本文基于不同條件，就煤礦井下開采常用技術(shù)作一探討。
1各硬度條件下所采用的開采技術(shù)分析
(1)硬厚頂煤控制技術(shù)。針對此技術(shù)而言，其主要用于那些支承壓力比較小，而且埋深比較淺的一些硬厚頂煤進(jìn)行開采，從根本上來分析，其由兩部分構(gòu)成，其一，即比較常用且實(shí)用、高效的頂煤深孔預(yù)爆破技術(shù)，其二是高壓注水壓裂技術(shù)，以此使頂煤體能夠做到隨采隨冒，最終達(dá)到提升回收率的目的。(2)硬頂板控制技術(shù)。對于此技術(shù)來講，研究對象主要是那些有著較小地壓，而且在具體埋深上比較淺的一些硬厚頂板的開采，多借助頂板快速處理技術(shù)(比如傾斜深孔爆破等)，能夠?qū)崿F(xiàn)隨采隨冒;因此，這除了對頂煤回收效率的大幅提升，有重要的促進(jìn)作用外，還能使基本頂根據(jù)事先設(shè)定好的步距而自動(dòng)垮落，因而能為工作面安全生產(chǎn)提供切實(shí)保障。(3)頂煤塊度大、冒放性差的綜放開采成套設(shè)備配套技術(shù)。研究不僅對放頂煤有利，而且對頂板控制、頂煤破碎也有利的新型液壓支架，以此達(dá)到對后部輸送機(jī)能力給予明確。
2緩傾斜薄煤層的長壁開采分析
主要對高可靠性、功率大及開發(fā)體積小的薄煤層刨煤機(jī)、采煤機(jī)進(jìn)行研究;研究對薄煤層工作面進(jìn)行開發(fā)的高效開采技術(shù);研制與刨煤機(jī)綜采相適應(yīng)的液壓支架。需對支架結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度進(jìn)一步進(jìn)行強(qiáng)化與完善，并強(qiáng)化支架防滑、防倒，以及避免四連桿變形、頂梁焊縫開裂等，最大程度縮小其與中厚煤層高效、高產(chǎn)指標(biāo)之間的差距，提高支架的整體可靠性與穩(wěn)定性。
3綜采高產(chǎn)高效設(shè)備保障系統(tǒng)分析
要想從根本上實(shí)現(xiàn)高效、高產(chǎn)，便需要采取切實(shí)措施，促進(jìn)開機(jī)率的提升，并以采運(yùn)設(shè)備、支架-圍巖系統(tǒng)為對象，對其開展實(shí)時(shí)監(jiān)控。在今后較長的一段時(shí)間里，借助電液控制閥組將會(huì)成為研究、開發(fā)的重點(diǎn)所在，此設(shè)備不僅能對支架實(shí)施有效操縱，而且還能圍繞支架-圍巖系統(tǒng)，對其實(shí)施持續(xù)性、高質(zhì)量改善;另外，該系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)作中，還能有針對性、計(jì)劃性與目的性的檢測、診斷液壓系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，以及乳化液泵站的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài);監(jiān)測采煤機(jī)的油-磨屑(在線、離線狀態(tài));監(jiān)控刮板輸送機(jī)及帶式輸送機(jī)的全面狀態(tài)。另外還有對巷道布置工作進(jìn)行全面優(yōu)化，改進(jìn)開采技術(shù)，減少矸石排放，對已有采煤方法進(jìn)行持續(xù)完善，達(dá)成開采效益最大化的基本目標(biāo);除此之外，還應(yīng)研究工藝技術(shù)評價(jià)體系專家系統(tǒng)，積極研究開發(fā)煤礦地質(zhì)條件開采巷道布置技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)煤層地質(zhì)條件與開采布置、開采方法之間的深層匹配。當(dāng)前，用深孔預(yù)裂，對那些頂板比較堅(jiān)硬的地方，實(shí)施針對性爆破，并用各種實(shí)用的化學(xué)加固技術(shù)，對其開展相關(guān)性處理，不僅在具體工藝上，比較復(fù)雜，而且在成本上，也比較高。所以，需要根據(jù)當(dāng)前需要，善于應(yīng)用各種先進(jìn)技術(shù)，推動(dòng)技術(shù)工藝的不斷更新，以便更好的將所存在的各種突出問題給有效解決掉。
4放頂煤開采與支護(hù)之間的有機(jī)結(jié)合
(1)支架-圍巖與放頂煤開采巖層之間所存在的作用機(jī)理。以放頂煤開采力學(xué)模型為對象，對其開展深入研究，以及研究其與頂煤破碎機(jī)理、圍巖應(yīng)力之間所存在的關(guān)聯(lián)性;另外，借助離散元等操作方法，深入、全面研究頂煤放落的基本規(guī)律，然后以此為依據(jù)，制定更加貼合實(shí)際的放煤優(yōu)化準(zhǔn)則，并給出能夠有效提升頂煤回收率的各種實(shí)用且高效方法。(2)動(dòng)態(tài)監(jiān)測頂板與支護(hù)質(zhì)量的技術(shù)。在對緩傾斜中厚長壁工作面實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測過程中，需要做好諸如破碎頂板、堅(jiān)硬頂板、放頂煤工作面及急傾斜等環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測工作，與此同時(shí)，還需要持續(xù)的對傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)加以改進(jìn)與優(yōu)化，使檢測系統(tǒng)變得更加智能化、高效化;另外，對監(jiān)測儀表進(jìn)行改建，使此類儀表變得更加的小型化、輕便化與智能化。(3)預(yù)測與預(yù)防沖擊地壓。借助計(jì)算機(jī)，對沖擊性礦壓的出現(xiàn)機(jī)理進(jìn)行模擬，以此為基礎(chǔ)，不斷優(yōu)化沖擊性礦壓顯現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)，推動(dòng)預(yù)報(bào)技術(shù)、遙控測量技術(shù)的持續(xù)更新。
5煤礦井在各條件下開采所需要的各種事項(xiàng)
首先，針對那些已經(jīng)無法滿足當(dāng)前需要的開采設(shè)備，需及時(shí)淘汰，或給予升級、優(yōu)化?，F(xiàn)階段，我國部分煤礦仍然運(yùn)用的是那些已經(jīng)落伍的開采設(shè)備，一些煤礦企業(yè)較少將資金用于采購先進(jìn)的煤礦井下開采設(shè)備，此情況會(huì)煤礦井下開采效率與質(zhì)量提升，會(huì)造成不利影響。另外，煤炭企業(yè)在監(jiān)管煤礦井下開采設(shè)備方面，存在力度不足的情況，不能高效使用開采設(shè)備，易造成開采質(zhì)量與效率的降低。因此，需要積極增加開采設(shè)備的投入，多引進(jìn)一些實(shí)用且高效的開采設(shè)備，合理使用，提高其開采效率。其次，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃與標(biāo)準(zhǔn)。在作業(yè)之前，井下作業(yè)人員需要做好井下地質(zhì)勘測工作，確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、全面，且以此為依據(jù)，為更好的開展井下開采作業(yè)提供依據(jù)與支撐。
6結(jié)語
綜上，為了能夠從根本上提升煤礦井下作業(yè)的質(zhì)量與效率，煤礦企業(yè)需要做好各種條件下的煤礦開采工作，結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況及需要，選擇與之相適應(yīng)、相匹配的技術(shù)，以此來更好的提升整個(gè)井下開采的質(zhì)量與水平。
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作者：趙儀強(qiáng) 潘志鵬 張舟 單位：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
