开采工艺范文

开采工艺范文（精选10篇）

开采工艺 第1篇

1 煤矿的主要开采技术

1.1 充填式煤矿开采技术

充填式的煤矿开采技术原来使用的是水砂进行填充, 但是这种工艺方法具有较为复杂的工序流程, 在实际中运用所达到的效果不是太好。于是便选用了新型充填开采材料, 诸如膏体以及矸石等。使用新型的填充开采技术能够对堆存煤矸石和压煤的困扰进行有效地解决, 而且能够使得煤矿开采生态循环化。

1.2 煤与瓦斯共存煤矿开采技术

煤与瓦斯共存的煤矿开采技术是有效对覆岩层的矿压进行利用, 使用抽采工艺, 从而对煤层的卸压时间进行有效把握。煤与瓦斯共存的开采技术需要在高低压与低透气性的技术问题上进行研究攻克, 并且认真处理了高低压、地温和冲击地压等实际问题。煤与瓦斯的共存开采技术, 能够对沿空留巷的问题进行有效解决, 而且该技术在煤矿开采技术中有一定的创新和改革。在煤与瓦斯共存开采技术中, 简化了交替的通风降温以及采掘方式, 使得煤矿能够连续进行开采工作。

1.3 壁式体系的煤矿开采技术

在上世纪的八十年代, 以美国为首的发达国家就已经在煤矿的开采中采用壁式体系的煤矿开采法, 并在煤矿开采工程中有非常理想的成效。就一个煤矿工作面而言, 该开采技术能够大幅度提升煤矿的产能速率。在国际上, 该种开采方法已经被广泛使用。鉴于我国国内的许多煤层自身环境的多样性和复杂性, 采取壁式体系开采的方法非常适合煤矿开采。

2 探讨煤矿开采的工艺工程

2.1 高效集约化的生产技术

煤矿开采的工艺追求开采的高效集约化, 并向这个目标进行技术创新与改革。为了能够实现煤矿集中化的生产, 并能够使得单个工作面的产量提高, 研究可靠性的采煤设备和工艺是非常有必要的。生产系统和开采布置注重简单性和高效性, 在煤矿生产的过程要有相应配套开发技术去进行科学有效的管理以及实时的监控, 并对机械化开采煤矿要特别重视。

2.2 硬顶板控制技术

煤矿开采中, 需研究小地压、浅埋的硬顶板控制技术。该技术主要是利用岩层间的定向水压以及深孔倾斜进行爆破来处理。利用此项技术, 能够对煤矿随意进行开采, 这样回收煤炭比较多, 并能破碎掉顶煤, 进而使得在煤矿开采工作面中的工作能够安全顺利进行。

2.3 开采近距离煤层的技术

目前, 在近距离煤层上利用采煤机进行相关开采作业将会难有较好的开采效果。究其原因, 主要是没有有效解决好主电机和机面高度之间的矛盾, 因而需要把现有的电机更换成体积较小而功率比较大的电机。在对近距离煤层的开采中, 已经研制出了能够放顶多个煤液压的支架类型, 另外也在对总体系统的配套技术和高效的开采技术进行相应的研究工作。

2.4 综合开采设备的保障系统

如果要使开采煤矿实现高产、高效的目的, 就需要支架围岩系统和能够实时地对采运设备进行监控的配套系统, 进而提升开机的总体效率。在研究煤矿开采工艺工程时, 其重点所要研究的则是如何利用电液控制阀系统对整个支架围岩进行有效控制, 进而改善支架支撑的位态、顶板的状态以及液压系统的信息等。监控系统能够对采煤机的工作温度、磨损状况和刮板输送机的运行状态进行长期有效的监控, 从而对其采取有效措施。

3 煤矿开采工艺的展望

3.1 对采场围岩进行有效控制

煤矿的开采工作要保证顺利安全进行, 就要求岩层控制技术必须要科学合理, 同时也要综合成本与效率进行考量。因而可以利用现代先进的数值法与解析法对我国的煤层的开采地质条件进行科学分析, 同时利用煤矿开采的平衡机制与显现规律来对围岩技术进行改进与完善。目前的围岩控制技术的成本高、工艺复杂, 因而需要对围岩技术进行深入研究, 寻找新的材料与技术对采场岩层进行有效控制。

3.2 煤炭地下气技术

煤炭地下气技术是国际首创技术, 用于控制地下煤炭的燃烧从而获得可燃性的气体。该技术具有成本低、人工需求少、效率较高的优点, 对于我国的劣质煤矿以及复杂地质的煤矿的开采工作非常实用。该技术能够使得煤矿开采之后没有污染物排放, 从而减少对周围生态环境的污染。我国目前对于这种技术正处于研究阶段, 很多地方还不甚有效、合理。如果该技术得以研究成熟, 就能够解决煤矿开采的污染问题, 从而促进我国生态与经济协调持续发展。

4 结语

随着我国科技的飞跃进步, 煤矿开采的工艺与技术也在不断地创新与改革。虽然目前我国的煤矿开采的工艺和技术基本满足社会的需求, 但相对于国际化煤矿开采的开采能力与生态保护, 还需要不断实现技术的先进性与开采的机械化。

参考文献

[1]刘腾飞.煤矿开采导水裂缝发育高度及影响因素分析[J].煤田地质与勘探, 2013 (03) .

开采工艺 第2篇

刘 毅 2002年4月4日

【摘 要】稀土开采是造成江西省龙南县土地沙漠化的直接原因，稀土开采工艺的改变，使产生水土流失的方式发生变化.稀土开采工艺由池浸法改为原地浸矿法，表面上减少了水土流失，但随着时间的推移，造成浸矿的山体滑坡严重，并且具有滑坡时间和地点的不确定性，因而治理目标不明确.过去池浸法产生的尾砂堆流失量仍很大，因此矿区治理任务仍很艰巨，要搞好矿区水土保持，必须加强监督力度和深度，搞好水资源保护，提高综合治理水平和发挥专项资金效率.【关键词】池浸法；原地浸矿法；水土流失；综合治理；稀土矿区；江西省龙南县

稀土矿区水土流失是由人为破坏地面和堆置尾砂弃物而造成水土资源的破坏和损失.稀土开采是造成成江西省龙南县土地沙漠化的直接原因，现在已有667hm2土地沙化，并以每年60hm2的速度增加.稀土矿区的水土保持是有效拦截尾砂的关键，是水资源和土地资源整治的重要组成部分，是恢复良好生态环境和保证矿区安全生产的重要保障.江西省龙南县1970～1996年开采的稀土，都是采用池浸法生产的，即把含有稀土的土壤运到固定的水池，沉浸后24h，再回收液体.从1997年开始，则采用原地浸矿法开采稀土，即从山坡上开挖灌液 孔，从孔中灌注硫铵液，然后从山脚开沟回收液体.稀土矿区的山体分为三层：A层是由花岗岩发育的红壤表土层，厚度为1～5m，土壤鲜红，石英砂粒较细，直径为0.2～2mm，具有较好的粘结性；B层是含有稀土的心土层，厚度为4～30m，含有较多粗粒石英，直径为2～10mm，土色为灰白；C层则是较坚硬的花岗岩母质层，水分渗透性弱.1 两种采矿法造成水土流失的方式

开采工艺的改变，对植被和土壤的破坏程度不相同，造成水土流失的方式和产生水土流失量也不相同，因而防治目标和防治措施也不相同.1.1 池浸法造成水土流失的方式

池浸法由四个方面造成水土流失：首先是砍光树、铲净草皮，使表土丧失天然保护作用；第二是剥离了A层红壤表土层，形成1万～5万m3/hm2的松散红土层，水土流失主要以悬移质的方式流失，含泥沙量为250～400kg/m3；第三是B层含有稀土的土壤经池浸后变成了尾砂，石英含量达80％以上，尾砂堆侵蚀沟密度达90％以上，水土流失主要以推移质的方式流失；第四是裸露后的花岗岩质层风化速度加快，形成新的水土流失源.池浸法开采面宽、动土量大，水土流失也大，但剥离的红壤表土层和池浸后的尾砂都堆放在一定的坑沟里，防治目标明确，工程拦截效果明显.池浸扰乱了水资源系统，破坏了表土植被和土壤，致使地下储水功能丧失，地表水文平衡改变，平均初渗量是没开采前的8～10倍.1.2 原地浸矿法造成水土流失的方式

原地浸矿法由三个方面造成水土流失.第一种是对植被的破坏，表现为两种情况：一种是开挖灌液孔和工人来往践踏对植被的破坏；另一种是灌注硫铵液，造成植被根系萎缩，生长停滞，致使植物的根系逐步丧失固水保土作用.第二种是开挖灌液孔产生大量的泥沙.第三种是生产过程中，由于灌液孔布置不合理，灌注液体超量，或者达到一定雨强的而水通过灌液孔易造成山体滑坡、崩塌.由于原地浸矿法动土量比池浸法少，表面上减少了水土流失，但随着时间的推移，满山遍坡的灌液孔不断崩塌，或造成山体滑坡，而且崩塌、滑坡在时间上和地点上具有不确定性，造成治理目标的不明确，在治理上难以达到有的放矢.2 稀土矿区水土流失现状

2.1 池浸法产生的尾砂仍是水土流失的重要来源

根据龙南县稀土矿生产科的测定，池浸法生产稀土按体积比每生产1kg稀土需挖取土方1.1～1.4m3.根据统计，1970～1996年累计共生产稀土6985.89t，测算形成的尾砂有768万～978万m3，加上开路、建池、建房，形成的裸露尾砂有1500万m3以上.尾砂沙性重、松散，抗冲性能小，据测定抗冲指数为0.19，侵蚀模数达2万～4万t／（km2·年），池浸后的水如果没有经过处理，pH值为4，铅含量为2～10mg/m3.2.2 原地浸矿的山体是水土流失的重大隐患

原地浸矿的灌液孔一般深1.5～3m，孔与孔之间的距离为2～3m，由于开挖灌液孔山坡产生的泥沙量达7000m3/hm2，为达到离子交换，灌注的硫铵液浓度至少为3％，土壤浸液时间为150～400d.由于硫铵液浓度大、土壤浸液时间长，造成树草根系萎缩、树叶枯黄，丧失了天然保护作用，加上灌液孔布置不合理，或者灌液超量，造成表土崩塌量达150m3/hm2以上.2.3 原地浸矿法开采点多、面广，呈现水土流失源的多样性

由于原地浸矿法开采工艺较简单，从灌液到出稀土时间短，经济效益好，并改制为个体、股份制经营，使得开采点多、面广.根据水保、地矿、环保几家联合调查，目前已办理开采证的有40多家，收集尾矿点的（在坑尾收集业主排放的废水，重新沉淀生产稀土的）有31家，开采面积1800hm2.目前这些开采业主文化程度参差不齐，对开采工艺掌握的水平有高有低，这就是形成水土流失地段不确定性的主要原因，而且其中929hm2准备开采的稀土矿都是在水土保持设施范围以外，开采面积也从20世纪80年代的32km2扩展到现在的70多km2.矿业主对水土保持生态环境建设理解不同，也是造成水土流失多样性的重要原因.2.4 矿区特殊小气候

矿区大量的尾砂堆，厚达3～15m，尾砂物理性粘粒含量为6.26％～19.2％，石英粒含量达80％以上.到了夏伏季节，尾砂地表温度达62.5℃，采地温度达58.5℃，尾砂堆石英含量大、反射强、水分蒸发量大，在矿区易形成水气小循环.根据几年的观察统计，7～9月，由于台风引起的降雨频率矿区高于全县，并且台风引起的降雨 时间短、降雨量大、汇流时间短、径流量大，极易形成严重水土流失.如1996年8月13日，降雨量达64.2mm/h，大量的泥沙冲毁了3座主要的拦砂坝，石方量达1500m3，完全被淤埋的农田达23.36hm2，直接经济损失165万元.2001年8月25日全县都没有下雨，但矿区却下了大暴雨.3 水土保持对策

目前，矿区建造各种类型的拦砂坝152座，拦截尾砂1亿多m3，恢复植被79.06hm2，其中33hm2为百喜草种籽采摘基地，矿区建立了一个水保矿区综合实验基地，从事种养业年产值可达60万元。

稀土矿区治理是龙南县水土保持工作的一个重点，对此龙南县县委、县政府都高度重视，制定了一系列相关政策，龙南县水土保持局在治理过程中也积累了大量的经验.在新的生产工艺和新的水土保持生态环境形势下，搞好矿区水土保持必须贯彻好《水保法》关于“谁破坏、谁治理”的原则，行使好“五权（指方案审批权、收费权、监督检查权、竣工验收权、处罚权），落实好“三同时”制度，正确处理好治标与治本的关系，是恢复良好生态环境和降低治理成本的关键。

3.1 严格执法，加强水保监督力度

充分行使好“五权”，对新办矿点严格执行“三同时”制度，水保工程措施要严格按照水保部门设计的方案和要求进行施工，并且这些工程款不能抵作以后上交的防治费，仅此项就节约资金150多万元。目前，稀土矿区已实施水保方案的矿点有26个，累计收取水保防治费达1600万元，处理破坏水保设施案件6起，由矿业主建筑、维修破坏的水保设施资金达15万元.通过依法行政，严格执法，保证了“三同时”制度的正常实施。

3.2 把好水土保持方案编制关，加强监督力度

针对原地浸矿法产生水土流失的特点，在矿业主申报水保方案时，要求：（1）必须有开挖灌液孔的弃土堆放点；（2）矿业主根据形式、土层合理布置灌液孔，防止崩塌、滑坡现象；（3）开采后的灌液孔要进行回填，并按照水保局的要求，在不同山坡地段上种植不同的树草.为保证措施的落实，与矿业主签订相关责任状，并按每600元/hm2收取一定的保证金。3.3 提高综合治理水平

提高综合治理水平是降低成本的关键.要在稀土矿区搞好试验对比工作，不断总结提高和推广。

3.3.1 发挥工程措施的拦截效果，降低工程造价

龙南县水保局在池浸法开采过程中，采取了“逢坑必建坝，大坝套小坝，层层拦截”的办法来锁住黄沙，此法曾在全国第二次稀土会议上被称作稀土矿区水土流失防治工作的“龙南模式”，在池浸法开采的32km2范围内建造拦砂坝140多座，坝体有土坝、干砌石重力坝、浆砌石重力坝、双曲重力拱坝、土石结合坝等，坝体拦截泥砂库容从几百方到23万m3.总结了不少稀土矿区工程治理的经验，但由于拦砂坝工程成本高，对于仍处于经济比较落后的县情来说，也是一种开 发与发展的矛盾.因此水保科技人员经过长期的摸索、总结，探索出了一条适合稀土矿区、经济合理、坝体安全稳固的办法，即根据小流域的集雨面积、未来开发方向和规模、对下游人民群众的生命安全等因素，先在小支流中建造土坝，在比较集中汇流地段中建造干砌石重力坝，对于处于“关卡”的坑尾处建造浆砌重力坝。3.3.2 选择适宜的草灌乔，充分发挥植物的固水保土作用 开采前的山坡上是一个草灌乔生长良好的亚热带绿针阔叶林，其郁闭度达85％以上，水质清澈.乔木以马尾松、杉木、枫香、木荷、紫楠、黄檀为主，灌木以小叶石楠、杜鹃、毛冬青、黄端木、胡枝子为主，草木有芒箕、雀稗、有刺芒野枯草、四脉金茅、狗尾草.池浸法开采后的尾砂堆砂粒含量达80％以上，养分含量小，不保水，透水性高，根据人工降雨试验，透水性为12.34mm/min.暴雨一来，水土流失严重，夏伏季节温度高，植物生长困难.为此，我们把尾砂堆分成三区，在三区上做好水平条带，移盖客土，根据三区的水土流失特点和规律，种植相应的树草.第一区为尾砂堆顶至山腰.这区由于汇水量不大，侵蚀沟为细沟和浅沟，乔木以种植木荷为主，灌木种植紫穗槐、黄荆，草以猪屎豆、圆果雀稗、狗尾草等乡土草种为主.第二区从山腰至山脚.这区汇水量集中，容易产生崩塌，侵蚀沟较深，以种植耐瘠、耐沙淹、耐高温的植物蔓荆，充分发挥其发达的根系的固沙防风作用.第三区是从山脚至河旁，这区为尾砂冲击扇，土地是悬移质沉淀下来的红壤土，粒结性强，肥力高，种植苦楝、湿地松、梧桐，河旁种植杨树、柳树，灌木以胡枝子、刺槐为主，草木以百喜草、猪屎豆、象草为主，并混合种黄竹.实践证明，这种组合的植物群组，适应性强，生长快，能达到理想的郁闭度，治理成本较低，拦截泥沙效果明显.3.4 水资源利用和保护

龙南县属中亚热带湿润气候，全年平均降雨量为1560mm，3～6月份降雨量占全年的55％，7～9月份占26％，近几年达35％.稀土矿区地表年径流量为0.62亿m3，地下多年平均储水量0.19亿m3，占地表年径流量的30.6％，年均蒸发量1376mm.由于开采稀土和废弃尾砂造成了地表水损失、地下水损失和水质污染，并缩短了汇流时间，提前了洪峰出现时间.由于植被丧失了天然固水保土作用，如在野猪湖矿区原来多年平均流量为0.26m3/s，现在仅有0.1m3/s，并且水的泥沙含量达20％～70％，已严重影响下游35hm2农田灌溉用水，而湿稀土生产需水量为800～1700m3/t，如果稀土市场旺销，每年生产稀土5000～6000t，需水量400万～1020万m3，这些排出的水质不经过处理，则废水的NH3-N含量达3500～4000mg/L，经过地表水和地下水稀释，春季的NH3-N含量达80～110mg/L、秋季的NH3-N含量达90～160mg/L，pH值在5.6～6.5之间，而水稻生产适宜的NH3-N含量为25mg/L.水质污染问题已由县环保局责成每个矿业主从源头控制，经过多次循环利用和净化处理.并在坑尾处建立污水处理站，采用五级沉淀和加碱爆气法，使NH3-N含量控制在40mg/L以下.3.5 发挥专项资金效益 首先建立一个稳定的稀土砂防治费收取渠道.长期以来，龙南县政府根据稀土产量，统一收取防治费，由水保局统一安排使用和治理，这样既保证了工程的质量，又保证了治理的连续性.及时、足额收取“两费”是保证矿区治理的关键.目前，已办理水土保持许可证64件，累计收取稀土尾砂防治费1600多万元.在财务上设立专门账户，做到专款专用，避免挪用、挤占现象.在水土保持措施上，则必须经过技术人员精心勘测和设计，定出方案，再经过讨论，择优实施.在施工过程派专职施工人员进行施工，并与施工队签订责任状，使水土保持工程做到项目法人制、技师终身制，工程在10万元以上的拦砂坝则实施招投标制的规范化建设，使专项资金发挥效益.*文中有关数据由龙南县环境监测中心、水文站、气象站提供.参 考 文献

准东露天煤矿开采工艺的选择 第3篇

关键词：露天煤矿开采工艺选择

1 露天煤矿开采工艺选择的原则

①开采工艺选择必须遵循市场经济原则，力求投资少，成本低、效益好，尤其是初期效益更为重要；②工艺的选择既要与露天的当前规模相适应，又要考虑露天矿规模的滚动发展；③应优先选择大型的先进设备，实现高产、高效，以赢得最佳的经济效益；④应根据本矿特点，选择适应本矿开采技术条件的开采工艺；⑤结合本矿区具体条件，对该地区大陆干旱荒漠气候，夏季高温炎热，冬季严寒，常年多风等不利因素应充分考虑。

2 开采工艺选择

2.1 开采工艺综述 本矿煤层倾角4°～31°，浅部陡，深部缓，露天开采煤层浅部为单一巨厚煤层，向深部逐渐变为分岔双煤层至深部变为多煤层，其单一煤层区Bm煤层的平均厚度达69.43m。因此从工艺的适宜性和可靠性上来讲，目前开采工艺中开采成本比较低的两种工艺——吊斗铲倒堆开采工艺和轮斗——胶带连续开采工艺在本矿的使用上受到一定限制。

就轮斗——胶带连续开采工艺而言，由于本矿目前暂无土岩的岩石物理力学指标及切割力试验结论，且矿区地处严寒地区，气候条件恶劣，台阶表层在漫长的冬季易形成坚硬的冻结层，会影响轮斗挖掘机采装效率的发挥。故本次设计不再将轮斗——胶带工艺作为参选工艺进行比选。

其次从吊斗铲倒堆开采工艺来看，当煤层倾角在10°以下时，符合采用吊斗铲工艺倒堆剥离物的必需条件，而本矿煤层埋藏倾角在4°～31°，尤其首采区开采的浅部煤层倾角较陡，无法采用吊斗铲工艺倒堆剥离物。

此外，从单斗铁道开采工艺分析，该工艺优点是运输成本较低，但要求限制坡度小，一般不大于20‰，折返站长度至少要250m，要求煤层底板台阶工作线长度不小于1000m，要求剥离台阶工作线长度至少在1100m以上。从建设期来看该工艺也较其它工艺要长。其人员多、效率低、劳动强度大也为不利因素。因此国内外均已将其列入淘汰开采工艺。从我国目前露天矿的开发设计和建设上来看，该工艺也已基本上不再作为一种主导工艺来推选。

2.2 适合本矿的开采工艺 有可能选择的开采工艺有：①单斗——汽车间断工艺；②单斗——自移式破碎机－胶带输运机－排土机或单斗——汽车－半固定破碎机－胶带输送机－排土机的半连续开采工艺，以下简称单斗－汽车－胶带机半连续工艺。下面就两种工艺进行研究。

2.2.1 单斗——汽车工艺 单斗——汽车工艺在我国已有多年的历史，应用该工艺已经具有了成熟的管理经验，该工艺具有如下特点：①拉沟长度短，基建工程量小，建设速度快；②工作线长度短，易于分区开采，初期生产剥采比小，矿山前期经济效益好；③运输设备爬坡能力大，机动灵活，矿山生产系统简单；④生产设备性能可靠，具有成熟的矿山管理经验；④容易向其它工艺过渡和发展，可以随时增加投入设备而扩大规模；⑥能尽早实现内排，实现复土造田，恢复矿区生态环境；⑦与其它开采工艺相比，耗油量大，生产成本较高。

2.2.2 半连续开采工艺 半连续工艺的特点：半连续工艺兼有连续工艺和间断工艺的优势，其主要优点有：①可采用卡车及胶带机联合运输，从而减少油耗及降低运输费用；②利用胶带输送机爬坡能力强的特点，可缩短运距，减少沟道工程量；③以胶带运输代替汽车运输，实现以电代油，在油价持续上涨的情况下，可以大大降低运输成本。

2.3 拟比选的开采工艺 露天矿生产规模为20.00Mt/a，按推进强度要求，并考虑首采区服务年限等要求，采区宽度优化为1200m，采深由初期的200m逐步加深到首采区开采结束的300m，深部剥离物外排时运距增加，最深部剥离物外排运距达5.05km，因此采用单一的单斗——汽车开采工艺经济上极不合理，必须采用适合本矿的单斗挖掘机——汽车-半移动破碎机-胶带输送机-排土机或单斗挖掘机-自移式破碎机-胶带输送机-排土机的半连续工艺及几种工艺的组合工艺。下面从本矿开采技术特点对其进行详细研究。

2.3.1 向西推进剥离开采工艺比选 ①上部剥离开采工艺(一期剥离量14.20Mm³/a)：上部剥离距排土场运距初期略远，向北推进后运距较近，初期单斗汽车运距3.2km，向北推进后为2.3km。这一开采时期仅3年时间，综合运距要小于2.6km。根据一般规律，当汽车运距小于3km时，为经济运距。故设计推荐上部剥离采用单斗——汽车开采工艺。②中部剥离开采工艺：向西推进中部如采用单斗——汽车开采时运距大于3km，已达到3.7km，采用汽车运输已不经济；实现向北推进后(此时已开始内排)中部采用单斗-汽车开采时运距为3.3km，也大于3km，因此中部剥离宜采用单斗-半固定破碎机或单斗-自移式破碎机的半连续工艺。值得指出的是，向西推进时由于全部需要外排，此时运距按排弃至东部外排土场进行计算，而向北推进时由于中、下部已可以实现内排，运距按内排时计算，该时期上部部分剥离物仍需外排，对其运距按内、外排分别进行计算，得出。采掘场两个推进方向工作线长度及运距估算表见表1。中部剥离开采工艺比选(向西推进)见表2。③下部剥离开采工艺：向西推进下部汽车开采运距已达到4.6km，远大于3km，向北推进(实现内排时)下部汽车开采运距为2.0km，此时深部宜采用单斗——汽车开采工艺。下部剥离开采工艺比选(向西推进)见表3。

3 总结

3.1 向西推进方案 从方案比较可以看出，单斗-自移式破碎机半连续工艺投资省、成本低。较过去一般工艺比较中单斗-自移式破碎机半连续工艺投资高、成本低不同，其原因主要为大型汽车(200t级以上)价格较高、本矿开采深度大，造成外排运距较远导致汽车数量较多所致。由于本矿生产规模大，并考虑将后进一步扩大产能的可能，因此选用了较大型采运设备。

从上述向西推进方案比选来看，上部剥离的汽车运距最近，采用单斗——汽车开采工艺，此时也可以采用外包方式；中部采用单斗-自移式破碎机半连续工艺最为优越，较单斗——汽车工艺投资省34350万元，较单斗-半固定破碎机半连续工艺投资省16640万元，年运营费用分别节约7395万元和5240万元，具有明显的优越性；下部由于采用单斗-自移式破碎机半连续工艺，因而对其仅进行其它两种工艺的比较，采用单斗-半固定破碎机半连续工艺较单斗-汽车工艺投资省34990万元，年运营费用节约12580万元。

3.2 向北推进剥离开采工艺比选 向北推进(实现内排时)上部实现内排时间晚，运距远，此时向西推进采用的单斗——汽车开采工艺已不合理，把中部的单斗-自移式破碎机半连续工艺调至上部可以更进一步发挥其胶带运输的优点；中部剥离物的开采则可以把向西推进时下部采用的单斗-汽车+半固定破碎机半连续工艺调整上来，可以充分发挥汽车调度灵活及半固定破碎机胶带运输克服运距较远的不利因素；而对于向北推进实现内排后深部运距最近，此时深部可以把向西推进上部采用的单斗——汽车开采工艺调整下来。

露天煤矿开采工艺探讨 第4篇

露天煤矿开采工艺的发展, 主要是由相应开采设备的制造能力决定的。当前我国露天煤矿的开采量占全国煤炭总产量的比例比较低, 一方面由于我国煤炭资源的煤层赋存条件相对复杂, 另外一方面主要是由于我国相应的露天煤矿开采设备制造水平落后, 很多设备都需要进口。我国可以露天开采的煤炭经济储量达到460亿吨, 因此, 提高我国露天煤矿的建设速度, 提升煤炭资源的利用率, 对于我国这样一个人口众多, 人均资源占有水平较低的国家而言, 有着非比寻常的重要作用和意义。

一当前露天煤矿开采工艺的特点

当前, 我国露天煤矿开采工艺的划分主要是以物料流是否连续来进行划分的, 一般可以分为间断式、连续式以及半连续三种基本的形式。还有的是按照开采工艺的不同环节:采掘、运输、排卸等是否由不同的设备来完成, 通常可以将开采工艺分为独立式和合并式两种开采工艺系统。对于露天煤矿的开采工艺系统而言, 其发展主要是由煤层的赋存条件以及开采设备的制造能力决定的。我国当前的大型露天煤矿开采工艺通常具备以下特点:

第一, 剥离主要通过单斗汽车工艺为主。我国当前的几个主要露天煤矿开采都是利用的这种工艺, 如伊敏河、霍林河、安太堡露天煤矿。最近新建的一些露天煤矿也有很多采用的这种开采工艺。

第二, 对于露天煤矿开采过程的表土剥离而言, 在条件适宜的前提下, 可以选择连续的开采工艺系统, 我国的黑岱沟、元宝山、哈尔乌素等露天煤矿都是采用的这种开采工艺。

第三, 煤炭的开采过程主要通过半连续的开采工艺系统进行, 这种开采方式大多应用在那些生产能力巨大, 多在百万吨以上, 而且煤炭的开采深度在100米以上的大型露天煤矿开采中。

第四, 很多大型的露天煤矿大多使用的是综合开采工艺系统, 也就是在统一矿山的开采中, 同时采用两种或者两种以上的煤矿开采工艺系统进行开采。

第五, 对于那些条件允许的露天煤矿而言, 多数已经开始设计和使用一些大型拉斗铲倒堆开采工艺。

第六, 煤矿开采运输中所使用的设备逐渐朝着大型化的方向发展。露天煤矿所使用的单斗挖掘机斗容从以往的3～4m3逐渐提高到了25～27m3, 一些露天煤矿使用斗容更大的挖掘机;运输中所使用的车辆也从原来的载重20～23吨, 上升到了154～219吨, 一些煤矿使用的车辆载重更大。

二我国露天煤矿开采工艺的现状

1.轮斗连续开采工艺

这种露天煤矿开采工艺现在在部分露天煤矿仍有使用, 比方说:准格尔黑岱沟露天煤矿现在仍然有四台轮斗挖掘机在正常使用, 每年的生产能力可以达到1300～1500万立方米;元宝山露天煤矿也有两台轮斗挖掘机正在运行, 而且每一台轮斗挖掘机的年生产能力在800万立方米左右, 比其设计时的年生产能力高出许多;而在小龙潭露天煤矿也有六台轮斗挖掘机, 但是由于其实际生产能力并没有达到设计的要求, 所以现在已经停止使用。上述这些仍在使用轮斗连续开采工艺的露天煤矿大多建设于上个世纪的九十年代以前, 而近些年设计和建设的露天煤矿, 轮斗连续开采工艺也只是停留在设计阶段的考虑, 很多时候, 因为这种工艺的灵活性以及开采条件和经济方面的原因, 无法真正在露天煤矿广泛应用。

2.单斗——卡车开采工艺

这种工艺是当前露天煤矿开采工艺中发展较为成熟的一种, 在我国当前露天煤矿中的应用率也达到了85%以上, 特别是在一些生产规模不大的露天煤矿生产中, 绝大多数都采用了这种开采工艺。从多年的实际生产经验来看, 这种工艺当卡车的运输距离超过3公里时, 其运输成本将会呈现非线性的增长趋势, 实际生产过程中, 多数露天煤矿的剥离物运输距离都在3公里以内, 只有煤的运输距离较远。所以, 在露天煤矿生产过程中, 经常采用单斗——卡车开采工艺与带式运输机共同使用的开采运输工艺。

3.吊斗铲倒堆开采工艺

吊斗铲倒堆这种露天煤矿开采工艺的最大优点就是节省了生产中的运输环节, 从而使生产成本大大降低, 但是这种开采工艺要求煤层属于近水平赋存, 而且煤层的整个厚度需要控制在40米以内, 开采工作面长度要大, 一般最小也要在两千米以上, 否则, 开采设备的生产效率将会受到非常大的影响。在我国使用这种开采工艺的煤矿只有准格尔黑岱沟露天煤矿, 所使用的吊斗铲的斗容达到了90m3, 该开采设备的有效工作半径达到了100米, 年剥离生产效率可以达到2611万m3, 可以说该开采设备的生产效率非常高。

4.单斗——自移式破碎机——带式输送机半连续开采工艺

这种开采工艺与传统的轮斗连续开采工艺相比, 其机动性和适应性大大增强, 而其灵活性却要比单斗——卡车开采工艺低很多, 虽然这易开采工艺增加的破碎这一生产环节, 但是它却有效的降低了运输成本。

我国露天煤矿最早采用这一开采工艺的伊敏一号露天煤矿, 这一开采工艺的设计年生产能力为900万吨, 每个小时的破碎能力可以达到8000吨。随着这一开采工艺在我国的成功使用, 在我国接下来新建的露天煤矿生产中, 这种开采工艺还会得到越来越多应用。

三我国露天煤矿开采技术的发展趋势

1.设备大型化、开采集中化、生产规模化

未来的露天煤矿开采, 必然会朝着优势资源的集中化开采的方向发展, 充分发挥规模化生产的优势, 从而进一步提升露天煤矿开采的经济效益, 利用大的集团化经营方式, 对露天煤矿实行集约化的经营方式, 从而保证露天煤矿开采的经济效益进一步提升。

2.传统开采工艺的创新

随着露天煤矿开采相关科技水平的提升, 以原来传统开采工艺为基础的新工艺创新发展, 将会是一种必然的趋势。这种露天煤矿开采技术的发展, 将会不断吸收相关科技及成果, 促使相关联学科间更好的融合, 并不断推动更新的科技及技术发明创新。

3.露天煤矿绿色开采技术

露天煤矿开采环境问题复杂、多样、特殊、敏感, 由于特定历史因素影响对矿业城市地质环境和生态环境的影响和破坏非常巨大。露天煤炭绿色开采技术是未来露天煤炭开采技术的发展趋势。

4.露天煤炭开采数字化、自动化

如今, 已有多种新技术可以供应并且可以用于露天开采, 其中不仅有先进的数字计算技术设备, 而且还有精密可靠的全球卫星定位系统、高速高频双向无线数据通信技术、平面显示器等等。同时, 这些新技术乃是目前正在开发的各种矿山控制系统的基础。

矿山数字化是国家战略资源安全保障体系的重要组成部分, 是评价矿山资源生态环境的重要数据基础。数字矿山建设是资源可持续发展的重要基石, 是化解高危行业风险的根本途径。数字矿山是建立在数字化、信息化、虚拟化、智能化、集成化基础上的, 由计算机网络管理的管控一体化系统, 它综合考虑生产、经营、管理、环境、资源、安全和效益等各种因素, 使企业实现整体协调优化, 在保障企业可持续发展的前提下, 达到提高其整体效益、市场竞争力和适应能力的目的。数字矿山的最终目标是实现矿山的综合自动化。

四结语

总之, 我国露天煤矿经过半个多世纪的发展, 已经进人了大型化、集中化、现代化的新时代。规模化、新技术、综合工艺、联合开采、集约化生产、开采—复垦一体化、的新时代。只有熟练掌握和应用露天煤矿各式开采技术, 才能取得最大的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]贾荣军, 白砺滩露天煤矿开采工艺方案比选, 煤炭工程, 2012, 07 (7)

[2]周国辉, 某大型露天煤矿开采工艺探析, 城市建设理论研究 (电子版) , 2012 (13)

开采工艺 第5篇

【关键词】悬移支架;实践;探讨

龙湖矿57煤层在西一采区煤厚为2．9-3．05m，由于地质条件复杂，断层多，给回采工作带来很大困难，万吨掘进率也很高，特别是57煤层以前不能一次采全高，使用单体液压点柱式支护方式需留0．6米厚的底煤，资源浪费严重，一采区右三片57埋藏深度为122-169米，煤层软，牌号为焦煤，煤层瓦斯涌出量接近于0m3／td，属低沼气矿井，煤塵爆炸指数为37％，直接顶为2．5米厚的黑色细砂岩，水文地质条件简单，煤层倾角平均22°，走向为270米，倾向长135米，地质储量14．7万吨，可采储量14万吨。

１．支架选择

选择了改进后的支架，其顶梁长度2480mm，8柱位，前探梁采用翻转式结构，大大提高了支架控制和适应顶板及防倒和防推的能力，改进后的悬移支架经过力学模型计算和强度校核符合要求。

2.开采实践

2.1工作面主要设备

工作面基本支架为悬移支架，配套设备有

丌型长梁长4．0米8根

铰接顶梁HDJB-800型

用于超前支护采煤机MG200-WI截深0．6米

刮板输送机SGZ-730~220工作面运输S

CW-40T下巷运输

皮带运输机SPJ-800下巷运输

乳化液泵BB-80／350

煤电钻MZ-1．2

2.2工作面支护与矿压显现

根据采高、控顶距进行了支护设计，采高平均为3．0米，最大控顶距为4．0米，最小控顶距为3．4米，确定悬移支架间距为1．0米，下端头采用4对8架4．0米的π型长粱对溜头进行支护，每对间距0．8米，溜尾处仍用悬移架支护，此处支架滞后工作面支架0．6米，机道上采用支架的前探梁进行支护，上、下顺槽采用两排单体液压支柱配顺向铰接顶梁进行20米超前支护，超前支护柱距1．0米，采后码底宽2．5米顶宽2．0米的矸石墙及柱距0．5米的贴帮柱与每米一架的木棚联合沿下顺槽沿空留巷。

根据实际回采情况，直接顶初次垮落步距为11米，初次来压后直接顶随采随冒。

2.3悬移支架的稳定性分析

悬移支架由于自己无整体的底座，只有在对顶板实行有效支撑的情况下才能保持稳定，在回采过程中，根据现场实际情况对支架上支柱的支设方向需进行适当调整，使向采空区迎山及向上迎山合理，以适应顶板变化及煤层倾斜变化。

在回采过程中，支架的支护高度—般为3．0米，实践和分析均表明，要想使支架稳固，必须将支柱支在坚硬的煤层底板上并且在顶板不平处垫坑木调平，只有这样才能保证支架稳固，不头尾上、下摆动，规范的操作是最好的防倒架与防推架措施，并能实现安全移架

3.支架的适应性分析

由于悬移支架的自动化程度低，使用的为双向式单体外柱，每割一刀煤必需移动整个工作面的支架，也就是要反打所有支柱，使劳动强度增大，但使用悬移支架投资费用低、拆装方便、维护操作要求不高、支回合一，因此只要应用条件恰当，同样可达到较好的经济效益。

由于悬移支架支回合一，克服了大支护高度的单体液压支柱配铰接顶梁支护的很多缺点，使悬移支架能够适应不宜采用绦采支架开采的煤厚为2．3~3．0米中厚煤层一次采全高工艺要求，从而大大提高上述煤层开采的回收率和效率。

4.技术经济效益

使用悬移支架支护后回来巷道掘进率由145m／万t降到116m／万t，简化了生产系统，降低了巷道掘进量和维修费用，并大大减少了煤炭资源的损失，与原炮采工作面相比，吨煤直接成本由14．6元／t降至9．8元／t，工作在平均效率也有很大提高，由于悬移支架重量轻，拆装方便，使悬移支架工作面可如单体支柱工作面一样沿大断层构造的自然边界布置，从而又可减少设计煤柱损失。

5.结束语

(1)首先针对使用的采煤机及配套的刮板输送机尺寸需对悬移支架进行必要的优化设计，在放顶煤工作面优化设计尤为重要。

(2)悬移支架大支护高度开采工艺也是不适合综合机械化地质条伯下开采工：艺的有益补充，是不宜采用综采工艺的煤厚为2．3-3．0米稳定煤层和煤厚为3．0米左右不稳定煤层开采的理想选样，同样有广泛的推广和应用前景。

浅析煤矿开采技术工艺及发展 第6篇

随着社会的发展, 人们对能源的需要量也越来越大。煤矿资源是中国的主要能源之一, 为了满足社会发展需求, 人们在开采煤矿的过程中开始大量应用一些新技术、新方法。进入新世纪后, 社会各行各业都得到迅速发展, 煤炭工业作为中国主要的重工业, 极大推动了中国社会的发展, 但在开采煤矿过程中也会有很多污染环境的废物产生, 且煤炭开采过程会破坏很多自然资源, 所以要想使煤矿企业在新世纪的发展更加长远, 就必须科学、合理地规划煤矿企业发展。

1中国煤矿开采技术现状

1.1开采技术丰富

中国国土面积比较大, 地貌不同, 所以煤层具体位置的差异也比较大, 这就使得在中国具有多种多样的煤矿开采技术。在传统的煤矿开采技术分类中, 主要是依据主井、副井的形式进行划分, 主要的开采方式包括平巷开采、斜井开采、综合开采、立井开采等开采方式, 其中, 受地质、地形、地貌影响最为严重的是平巷开采方式, 所以开采煤矿时很少使用这种方法。中小型矿井主要用到的是斜井开采方式, 此外在开采一些中型或大型较小坡度的煤层, 及表面土层较薄且无流沙层的煤矿时也会用到这种开采方式。综合开采技术主要适用于开采较深层次的煤矿, 而立井开采技术由于其生产力比较强且开采技术整体相对简单, 所以比较适用于开采土层比较厚、大倾斜角的煤层。

1.2开采技术层次不齐

中国是多种所有制并存的经济体制, 再加上各煤矿企业技术水平差异较大, 因此中国煤矿工业是大、 中、小型煤矿企业并存的组成结构, 这就造成了开采技术层次不齐的局面, 就目前中国煤矿企业整体布局来看, 中国大多数煤矿企业仍是小型煤矿, 一些大中型煤矿及特大型煤矿主要是国家所有[1]。

1.3开采技术各具特色

各地区地理环境不同, 造成各地区煤层条件不同, 这就给煤矿开采企业开采煤矿带来了巨大挑战, 但随着科技进步, 在矿井开拓技术上煤矿企业已取得了巨大进步, 已形成了因地制宜的矿井开拓技术, 一般而言, 同一套开采技术与开采系统在大多数情况下都可采用, 但在煤层赋存条件特殊的地区, 就必须采用特殊的方式开采煤矿。

2煤矿开采技术中的不足

决定煤矿开采过程合理与否的关键就是煤矿开采技术, 它在煤矿开采事业中作用重大。但随着社会发展, 人们对于煤炭的需求量也越来越大, 传统煤矿开采技术已很难满足煤炭市场需求, 在传统煤矿开采技术实际应用过程中会经常遇到各种问题, 这严重影响到煤矿企业的整个开采进程, 中国煤矿开采技术中存在的不足大致可分为以下两方面。

2.1对水资源循环规律破坏严重

无论采用哪一种方法开采煤矿, 都会在一定程度上破坏水资源, 例如常使用的长壁采煤法, 在一定程度上不但会破坏地表及岩层, 且水资源的循环规律也会受到严重影响。此类破坏自然资源的现象, 是煤矿开采过程中最为严重的问题, 煤矿开采企业及政府部门必须高度重视, 并采取行之有效的方法及时解决和处理。

2.2瓦斯处理技术有待完善

瓦斯排放是煤矿开采过程中主要的污染来源之一。 易燃性是煤矿瓦斯的主要特点, 这就使得煤矿安全在一定程度上严重受瓦斯排放威胁, 瓦斯爆炸事件一旦发生, 不但会给整个煤矿带来巨大经济损失, 甚至会造成大规模人员伤亡事故, 所以污染物的排放在实际煤矿开采过程中要尽量减少, 为更好地保证煤矿企业的安全生产, 在实际煤矿开采作业中瓦斯抽放工作必须要做好, 瓦斯处理技术必须要科学、完善。中国煤矿企业的重大安全事故, 很多都是由于所开采煤层中过多的瓦斯含量造成的[2]。

3煤矿开采技术的发展前景

3.1加强开采工艺的多元化发展

要想跟上煤矿开采的时代步伐, 就必须不断改进和完善采煤方法与采煤工艺。要想使煤炭市场日益增长的社会需求得到满足, 在采煤工艺的发展过程中重点一定要放在发展多样化且设计多种层次的采煤工艺上, 为对中国今后的采煤作业进行更好的指导, 必须从中国的采煤业现状出发, 逐步建立一套符合中国采煤业现状的采煤工艺体系。长壁采煤法是中国目前应用得比较成熟的采煤工艺, 此外在放顶煤采煤技术研究方面, 中国取得的成效也非常显著, 相关实践表明, 放顶煤技术在深度和广度上都比长壁煤开采技术有了很大提升。就目前中国采煤技术的研究现状而言, 尚且缺乏完善的采煤工艺来开采一些地质不稳定、倾斜角度过大的煤层, 这种不足促使广大研究人员不断探索, 逐步完善和发展采煤工艺, 从而改善采煤作业人员的工作环境, 进而提高煤矿企业工作效率。

3.2完善开采场围岩的控制技术

为有效避免在煤矿的开采作业中, 因使用大型机械过大程度破坏当地地质环境, 进行煤矿开采作业前, 研究煤矿地质相关工作人员要以煤矿开采场周围实际情况为基础, 对地质周围岩结构的压力、结构等多方面因素进行综合考虑, 对采场围岩相关控制理论要不断进行完善, 特殊分析特殊煤层的开采作业, 例如在一些不稳定的地质环境及坡度较大的煤层环境中, 对围岩与放顶煤开采岩层之间的作用机理要进行仔细研究, 为了更好地确保煤矿开采作业的安全性, 要及时检测支护板的质量状态与顶板动态, 另外还有一些岩层控制技术是丞待解决的岩层技术问题, 比如对于冲击地压的有效预测和防治等问题。上述这些问题均是保证煤矿开采效率, 提高煤矿开采质量的关键因素, 必须要引起相关部门的重视[3]。

3.3重视深矿井开采技术

有效预测与防治冲击地压, 是影响到深矿井煤矿开采的关键技术, 在开采煤矿的过程中对矿压要进行科学、合理控制, 对井巷布置要不断进行优化, 对瓦斯气体处理及开采过程中产生的热害等问题要科学、 有效。以中国目前深矿井开采的现状为基础, 建议要重点开发与研究以下几方面:a) 要正确应对深矿井中工人工作环境的变化;b) 对深矿井围岩的状态与应力场在其周围的分布情况要正确检测;c) 对深井冲击压的检测与防治技术要不断进行完善;d) 要重点研究与开发一些与深井高产高效相适应的配套技术。

4结语

虽然中国煤矿资源总量比较多, 但由于中国的人口基数较大, 煤炭人均占有量相对比较少。中国现有的煤矿开采技术, 不但浪费了大量煤炭资源, 还对环境造成了严重污染, 更有甚者危害到了人们的生命财产安全, 对社会的和谐发展已造成严重影响。因此要想使中国有限的煤炭资源发挥出最大化的作用, 还需相关人员继续努力, 不断创新煤矿开采技术, 进而促进煤矿开采效率的不断提高。

参考文献

[1]胡炳南.我国煤矿充填开采技术及其发展趋势[J].煤炭科学技术, 2012, 10 (11) :67-68.

[2]张亮亮.煤矿开采技术的发展困境及其解决方法[J].中国化工贸易, 2014, 6 (21) :32-33.

浅析煤矿开采技术及工艺发展 第7篇

1 煤矿开采技术分析

深部矿井开采的关键在于对煤层在开采过程当中的矿压水平进行合理控制, 对开采过程中可能出现的冲击地压问题进行可靠防治, 对深部矿井开采区域中存在的瓦斯以及热害进行合理控制, 对开采区域内井巷的合理布置与优化。除以上常规技术以外, 为了使深部煤矿开采的优势得到进一步的体现, 巩固开采的质量与效果, 还需要将对软岩巷道的快速掘进技术、巷道支护技术、冲击地压防治技术以及地压监测监控技术作为研究的重点。

同时, 在煤矿开采作业的实施过程当中, 为了能够在不影响煤矿开采效率的基础之上, 实现对矸石排放的合理控制, 还需要严格重视对巷道布置方案的优化工作。具体的技术措施为:结合煤矿开采的实际情况, 对当前所使用的采煤方法以及开采布置方案进行优化与完善, 在严格遵循煤矿开采效益水平最大化的基本原则上, 综合对工艺技术评价专家体系的应用, 实现对煤矿开采方法、开采现场布置以及开采区域地质条件的充分匹配。特别是需要通过对现行巷道布置方案进行合理简化的方式, 使巷道的布置更加的集中, 工作面参数更加的合理与科学。最大限度的实现工作面单一煤层的集中开采作业, 将开采与回采集中起来加以实施。通过对该技术措施的落实, 使煤矿开采过程中所对应的岩巷掘进率水平能够得到合理的降低, 开采期间所产生的矸石直接在矿井下处理, 将开采中的矸石回收应用于工作面充填作业, 达到降低出矸率, 提高开采作业综合效率的目的。

同时, 还需要加大对于煤炭地下气化的研究与应用工作。在当前煤矿开采作业蓬勃发展的背景之下, 一种将地下工作面煤炭资源集中收集, 集中控制, 集中燃烧, 依赖于煤炭资源自身热化学作用的发挥, 生成一定比例可燃气体的技术称之为煤炭开采中的地下气化。此技术在煤矿开采工作中的应用能够有效降低开采期间的成本投入, 使煤矿开采的工作效率得到稳定的提升, 兼顾良好的综合效益。

对采场围岩控制技术及其相关理论的研究与发展, 也是当前技术条件下在煤矿开采工作中需要特别关注的问题。为了能够使煤矿开采活动更加的稳定与安全, 开采的效率得到可靠保障, 就需要综合对矿山压力相关理论研究成果 (包括统计分析预测理论、数值理论、实测理论、解析理论、计算机理论) 的综合应用, 对开采区域所对应的煤层地质条件以及开采条件进行合理的分析与评估, 使岩层控制技术能够更加的高效与科学。特别是针对我国当前在煤矿开采工作中高压注射技术、深孔预裂爆破处理坚硬顶板技术、化学加工技术存在的问题, 还需要相关人员特别重视对硬顶板条件以及破碎顶板条件下, 岩层控制技术的研究工作。在此过程当中, 配合对煤矿开采工作面放顶煤开采岩层以及支架-围堰结构相互作用关系的分析, 基于离散元分析的方式, 评估相关开采区域所对应的顶煤放落规律, 从而实现对工作面放煤的合理优化, 优化顶煤的回收率。

2 煤矿开采工艺发展分析

首先, 结合我国当前已探明的煤炭资源实际情况来看, 未来可进一步加大对于壁式体系采煤技术的开发与应用工作。此项开采工艺技术的优势表现在单位开采效率高、工作效率高以及采出率高等多个方面, 且对于多种煤矿开采区域均具有良好的效果。西方发达国家对于本技术的应用经验显示:通过对壁式体系采煤技术的合理应用, 能够使矿井所对应的年产量以及全员功效水平得到显著的提升。故而, 针对我国复杂多样的煤层赋存条件, 考虑到复杂的开采条件, 主要应当以对壁式体系综采技术、长壁开采技术的应用作为重点关注对象。总的来说, 当前值得进一步发展的壁式体系采煤技术有如下几种类型:

其一为走向长壁采煤法:煤矿开采过程当中, 沿煤层倾斜方向布置工作面, 同时在回采工作面上方、下方分别沿走向布置回风平巷以及运输平巷, 以此种方式形成一个完整的, 可供回采工作面和采区巷道之间的通风、运输和行人的通道, 并沿煤层走向方向从采区边界向采区上山 (或下山) 方向回采;其二为倾斜长壁采煤法:回采工作面沿走向布置, 沿倾向推进。即在井田范围内, 沿煤层走向布置主水平大巷, 在大巷两侧沿倾斜向上山或下山方向掘进工作面的运输斜巷和回风斜巷, 掘至采区边界后, 掘进开切眼使两斜巷连通。在开切眼和巷道内安装设备, 沿煤层倾斜方向, 用仰斜或俯斜方式采煤。其主要优势在于能够实现对巷道布置的合理减缓, 工作面长度得到了合理提升, 且可以在运输斜巷当中布置相应的输送机, 在回风斜巷当中直接完成对轨道的铺设工作, 从而使得设备与材料的运输更加的稳定与可靠。

其次, 需要从煤矿开采设备的研发与创新角度入手, 重视对大功率以及高可靠性采煤机以及刨煤机设备的研发工作。当前技术条件支持下, 薄煤层开采环境下的采煤机总装机功率可达到500k W单位以上, 满足薄煤层的煤炭资源开采需求。但需要注意的一点是, 开采设备还存在主电机功率与机面高度方面的矛盾问题。故而, 在对薄层采煤机设备进行研发的过程中, 需要特别重视对薄层采煤工作面输送机长度的合理考量, 促使采煤机即相关设备开采量得到进一步的提升, 全力促进放顶煤综采效率的实现与完善。

3 结束语

大量的实践研究表明, 在不同的煤层赋存条件作用之下, 煤矿开采技术的选取会存在比较明显的差异。就我国而言, 近年来煤矿开采领域中采煤方法得到迅速发展, 生产技术指标明显改善, 普通机械化采煤工作面的装备发展较快, 综合机械化采煤工作面向大功率、电牵引、程序化发展。本文重点针对当前煤矿开采技术的发展现状以及相关工艺的发展趋势进行了分析与探讨, 希望能够引起同行的关注与重视。

参考文献

厚煤层分层开采的综采工艺分析 第8篇

关键词：厚煤层,分层开采,综采采煤工艺

1 倾斜分层金属网假顶下行垮落开采

1.1 铺顶网开采

综采工作面通常多为铺顶网, 其方法与炮采工作面相近。工作面金属网与两端平巷的金属网要连接起来。

1) 滞后工作面铺设底网。此方法在巷道断面小、出口顶板破碎时适用。工作面推进1.2m, 在出口处老塘边调整和改变支柱, 做出铺网空间, 顺工作面铺双层底网, 并与工作面顶网搭接不应小于0.5m, 在巷道的另一帮要留有0.5m以上的网头, 贴在煤壁上。将网连接好后, 回掉靠采空区的一排支柱。2) 超前工作面铺设顶网。在巷道断面大、顶板较好时适用。即在工作面出口前6~8m的距离内, 把原拱形支架用木支架换出, 在木支架顶梁下挂好双层顶网, 再在网下打抬棚。顶网在巷道两侧要留有足够长的网头, 随着工作面推进, 与工作面顶网连接起来。3) 超前底网的铺设。巷道压力大、断面变形严重的条件下, 要将平巷超前工作面一段距离内的浮煤清理好, 铺上金属网。把原拱形支架替换的木支架的抬棚柱打在网上, 为不破坏网, 可“穿鞋”。底网巷道两侧也应留有足够的网头, 靠工作面侧应留1m, 便于工作面推进时与工作面顶网连接好。

工作面顶网铺好后, 余下的网头应反转吊挂在顶梁上, 防止采煤机割煤时割坏顶网网头。连好后移支架后, 顶梁下降后再移支架, 应保证移支架时不把顶网拉坏。当金属网假顶下采煤时, 避免金属网的下沉和破碎。1) 及时支护新暴露出来的假顶, 尽可能缩小假顶的暴露面积, 避免金属网下沉, 导致崩网漏矸事故。2) 在煤壁片帮造成假顶下沉后, 要在支架顶梁上设走向梁, 实施超前支护, 减少假顶受拉, 避免由于过度弯曲而出现崩网的事故。3) 在假顶下割煤, 采煤机的滚筒不得靠近顶板运行, 防止割破顶网。网下留的300mm左右的顶煤可能在采煤机割过后自动落下来.若顶煤比较坚硬, 割煤后还可能有未落的顶煤, 要在移架前及时处理掉, 不然在支架卸载前移时, 此部分顶煤可能突然大面积掉落, 使顶网暴露面积突然增大, 还可能从梁端至煤壁间崩落, 导致冒顶事故。4) 网兜通常可能在相邻两架间的空隙出现。如果出现网兜, 要及时处理, 避免继续扩大。解决的办法是在两架间的网兜下面架一走向棚托住网兜, 使它不继续下坠和扩大。5) 支架必须排列整齐, 支架间保持均匀, 保证有效控制顶网, 避免顶网受力不均而崩裂。

1.2 铺底网开采

铺顶网尽管对松软顶板有利, 而也有其缺点:

1) 铺网时其长边平行煤壁, 下分层开采时在接缝上, 有可能导致扯网开缝;2) 顶网铺在顶梁与顶板之间, 整个过程顶梁移动升降5~6次, 有对顶网造成破坏的可能;3) 人工铺网, 作业人员劳动强度大, 还受片帮、冒顶的威胁, 并吸入大量粉尘, 有害于身体健康;4) 顶网网头悬挂在顶梁下, 对采煤机割煤有影响, 支架移架时应不破坏顶网, 影响采煤和移架速度。

1.3 自动铺网联网工艺

国产的自动扣压联网机构能与各种形式的液压支架配套使用, 有柱后自动铺联网和柱前自动铺联网两种方式。

1.3.1 柱后自动铺联网方式

这种联网方式是由自动扣压联网法与PLZ400一17/35型液压支架配套的。支架不同于一般支撑掩护式支架的特点是掩护梁上加了尾梁.长度加长, 前、后连杆距离加大, 使续网有足够的空间。自动铺联网通过压网齿和联网机构在推移支架和输送机的过程中实现。

1.3.2 柱前自动铺联网方式

这种联网方式是由自动扣压联网与PLZ600一19.5/31型液压支架配套实现。该支架为短四连杆、短掩护梁式掩护式支架。因铺联网机构在支架底座与输送机间, 支架的顶梁和前梁比其它支架长, 前梁是可伸缩式, 有利于及时支护工作面前端顶板。柱前自动铺联网适合坚硬难冒顶板的上分层工作面使用。自动铺联网支架, 可提高工效, 降低成本, 经济效益提高;铺联网自动化程度高, 可降低作业人员的劳动强度;铺联网机构动作简单可靠, 对井下条件的适应能力强;联网强度此人工联网强度高, 下分层开采见网完整, 有利于生产安全。

2 缓倾斜煤层分层恒底式上行采煤

这种方法是将缓倾斜厚煤层按倾斜分层, 各分层工作面依次沿煤层底板布置, 把上面分层垮落后的煤作为顶板, 第一分层工作面回柱放顶或移架后.上覆煤层垮落下沉, 经注水压实重新胶结后成为稳定的和强度的再生煤体。采完第一分层后, 间隔一段时间, 沿煤层底板在再生煤体中重新布置工作面, 同时第二分层工作面的顶板, 经过了一次垮落、破碎而重新压实的再生煤体。待第二分层采完后, 一段时间, 再沿煤层底板布置第三分层的工作面, 一直到沿煤层底板把厚煤层全部采完。

2.1 恒底式采煤的优点

巷道系统简单, 分层巷道始终沿煤层底板开掘, 与上山的联系简单可靠, 采区掘进率低;采煤工艺简单, 可不铺设人工假顶, 节省材料, 工效高, 成本较低;各分层工作面的底板是煤层的原生底板, 支架直接支在底板上, 对发挥支架的支撑能力有利;采煤工作面沿底板推进采煤, 工作面结束时, 设备搬迁距离近, 便于搬迁;在煤层顶板含水大或复合顶板等条件下, 采用恒底式采煤对于消除水患及冒顶的威胁, 实现安全生产非常有利。

2.2 恒底式采煤的缺点

破碎煤体容易翻结, 压实后易形成再生煤体;对防煤层自燃不利, 使开采技术变得复杂;煤矸易于混杂, 采煤中如果出现局部冒顶, 会使各分层在局部冒顶处采煤时有局部煤矸混杂现象, 影响煤质及含砰率。灰分、含砰率随开采分层数的增加而增加;若采前注水不及时或效果不好, 在落煤、装煤、运煤、放顶过程中煤尘飞扬, 空气中煤尘含量增高, 不利于矿井生产安全。

2.3 适用条件

1) 在缓倾斜和倾角小的倾斜煤层顶板松软破碎, 弯曲性好, 顶板含水, 而煤层遇水容易胶结。如果采用倾斜分层下行垮落方法有困难时, 运用恒底式采煤法有很好的适应性。2) 中等硬度煤层, 黏结性强, 容易破碎, 煤体冒落后, 在上覆岩层重压及水或泥浆作用下, 可能形成再生煤体。3) 煤层不易自燃, 煤层的瓦斯含量不适合过大, 不然会给底分层开采时带来通风的困难。4) 如果开采顶板含水大的厚煤层, 煤层及顶板岩层要有较好的再生能力, 具有较强的隔水性能。

2.4 安全技术措施

中厚复合煤层开采工艺研究与应用 第9篇

中厚煤层被国内外视为难采煤层, 开采这种煤层时, 职工劳动强度大, 安全性差, 煤炭回收率低, 产量工效低, 万吨掘进率高。综采工作面“三机配套”选型困难, 工作面液压支架防倒防滑、运输机防滑、工作面下出口的可靠支护和防护、防止煤矸下滚下窜伤人等一系列重大难题不好解决。由于中厚煤层地质条件复杂等因素影响, 采煤机械化的发展远较缓倾斜煤层缓慢, 因此, 国内目前仍以炮采为主, 主要的采煤方法:倒台阶式采煤法;仓储采煤法;钢丝绳锯采煤法;伪倾斜柔性掩护支架采煤法等。

1 回采工艺

1.1 回采工艺流程

割煤→伸前探梁→移前溜→移架→放顶煤→移后溜

1.2 进刀与割煤

正常情况下, 完成一个循环后将机头 (尾) 刮板推进煤壁, 推进刮板长度为30 m左右;然后采煤机斜切进刀割通三角煤, 并清扫干净三角煤段浮煤, 调整前部刮板, 使采煤机平行于煤壁;调整采煤机方向和前后滚筒高度, 开始割煤循环作业。此种进刀方法也可在上一班完成作业后, 停采煤机时直接将采煤机头斜切进刀, 以便下一班接班后便可开始割煤。

1.3 装煤与运煤

由采煤机螺旋滚筒配合挡煤板将落煤装入刮板输顺机, 经转载机、皮带运输机、南皮带下山皮带运输机进入煤库, 再经主皮带运输机运出地面, 铲煤板装余煤, 架间浮煤人工清理至刮板输顺机, 浮煤每个循环清扫一次, 推移输送机后, 由清扫浮煤工逐架清扫至工作面运输机内。

1.4 拉架

拉架滞后采煤机滚筒3 m~5 m, 移架时先收前探梁和护帮侧板及侧护板, 降架幅度不宜过大, 能够满足移架即可;当顶板破碎时, 应采用带压移架方式, 移架必须做到降一架, 移一架, 移过后及时升起并打开前探梁护帮板, 支架升起后必须接顶严实, 达到设计初撑力, 同时将支架调整移成一条直线并伸出侧护板。支架支柱中心距偏差不得超过±100 mm, 以保证支架的切顶性能。

1.5 移前溜

按从下 (上) 向上 (下) 的顺序分段拉后溜。工作面前部刮板输送机的推移溜是以支架为支承。由支架推移千斤顶 (拉后溜千斤顶) 整体推移, 推移输送机必须滞后采煤机后滚筒10 m~15 m, 移溜时溜槽在水平方向的弯曲度不大于3°, 且每段的推移千斤必须保证三个同时工作, 以免损坏千斤。弯曲段长度不得小于15 m左右, 移到位的输送机必须达到平、直、稳, 同时操作手把打至零位。

1.6 放顶煤

工作面采用每割一刀煤放一次顶煤的作业形式。滞后移架3 m~5 m放顶煤, 放顶煤采用单轮间隔顺序放煤的方法。两人相距5架支架进行。即第一人放3#、5#、7#奇数架, 第二人放4#、6#、8#偶数架;上下端头3架支架不允许放顶煤。放煤顺序由运输机头部 (尾部) 向尾部 (头部) 进行, 放煤工序与割煤工序平行作业, 放煤时放煤工根据后溜的煤量适当控制放煤量, 以免压死后溜。放煤时将支架放煤摆梁收回, 顶煤就会自动流入溜则, 不得一次将摆梁收回摆动最大角度。放煤过程中要相互配合, 尽可能少让顶煤溢出溜则外, 当有大块煤卡在放煤口影响放煤时, 则反复上下摆动尾梁, 把大块煤压碎, 当发现窜矸时要及时将摆梁伸出, 防止矸石混入煤中。

2 工作面地质概况

该工作面位于东一采区右部, 右四/36A工作面, 走向300 m, 倾向125 m, 工作面倾角23°~27°, 平均25°, 煤层厚度为2.7 m~3.0 m, 平均采高2.85 m, 储量15×104t (含腰石) , 该煤层属复合煤层, 煤层中部有一层腰石, 厚度为0.2 m~0.6 m, 岩性属粗粒砂岩, 腰石下煤层厚度1.8 m, 腰石上煤层厚度为0.3 m~0.4 m。伪顶为0.3 m页岩, 还夹有0.1 m厚凝灰质砂岩、底板均为细砂岩, 煤层结构复杂, 煤层呈单倾斜赋存状态。

3 合理确定开采方案

由于晋圣凤红煤矿没有综采设备, 针对东一采右四/36A煤层条件, 经专业领导及工程技术人员共同研究分析有两个方案:a) 采全高;b) 托腰石留顶煤开采。托腰石的不利因素:a) 伪顶难控制;b) 安全系数低。而采全高的不利因素只是工人劳动强度增加。此方案的优点是:a) 安全上有保障;b) 煤炭损失小。所以最终该工作面确定开采方案为采全高。

3.1 回采工艺选择

根据工作面走向、倾向、倾角、可采储量等地质条件, 工作面采取走向长壁后退式高档方式回采, 采空区采取全部垮落法管理顶板。

3.2 支护选择

采用放顶煤支架支护顶板, 采空区全部自然垮落法管理顶板。

3.2.1 初采时的顶板管理

初采时要求安全出口不小于700 mm, 超前支护不小于30 m。严格控制采高为2.2 m。且要求端头支架与过渡支架初撑力都达到设计要求。初采时必须紧抓工程质量, 工作面要求三直、两平、两畅通。初采开始时, 要对上下顺槽进行加强支护, 使用π型梁和单体液压支柱, 一梁三柱进行加强支护, 在后溜正对位置打设一排密集支柱, 支柱采用木点柱, 点柱中心距200 mm。

3.2.2 来压及停采前的顶板控制

在此期间还需加强工作面矿压观测, 准确测定周期来压步距, 并根据周期来压步距适当调整停采线位置, 使停采线位置避开周期来压。为缓和停采期间的矿压显现, 在距工作面停采线20 m时停止放顶煤, 在距停采线15 m时停止回收非采煤帮上的锚杆。停采后割煤机必须停在机尾处。当工作面距停采线还有12 m时, 开始铺单层金属菱形网;距停采线9 m时, 开始铺双层金属菱形网;距停采线7 m时, 增加钢丝绳护顶;工作面推进到距停采线3 m时, 停止移架, 摘开支架与前溜连接头, 由单体支架顶溜, 继续割煤至停采线, 顶板采用锚杆、锚索、菱形网、梯子梁联合支护, 割一刀, 支护一排。

4 结语

合理选择回采工艺和科学管理, 取得了倾斜中厚复合煤层高档工作面开采的成功, 为中厚复合煤层高档工作面开采, 提供了宝贵经验, 同时也取得了可观的经济效益。

浅论煤矿开采技术与工艺发展 第10篇

我国煤矿开拓技术具有开拓方式多样;大、中、小型矿井并存和矿井开拓各具特点三个方面的特征, 其具体内容如下。

1.1 开拓方式多样

开拓方式多样是我国煤矿开拓的主要特征之一, 这主要是由于我国煤层的不同赋存条件决定的。在我国煤矿开拓中, 作为分类标志的基本型式主要是以主井、副井的井简型式, 一般都包含了平响开拓、斜井开拓、综合开拓、立井开拓等等方面。平响开拓受到了各种地质因素 (地质、地形、地貌等构造) 条件的限制, 在矿井中应用不广。中小型矿井一般采用较多的是斜井开拓, 同时还被广泛的应用于煤层倾角较小, 表土层方面不厚, 无流砂层的一些矿区中大型或者特大型的矿井;综合开拓主要是随着矿井的不断延深, 在技术改造方面得到了广泛的应用;而立井开拓的生产系统比较简单, 具有很强的生产能力, 因此被广泛的应用于表土层较厚、倾角较大、煤层埋藏较深含有流砂层的井田。

1.2 大、中、小型矿井并存

大、中、小型矿井并存是我国煤矿工业结构的现状, 就目前而言, 在我国煤矿工业结构中, 小型煤矿数量最多。既有受地质变动和破坏轻的无限煤田, 又有受地质变动和破坏较多的有限煤田, 井田的几何尺寸相差悬殊。同时, 由于矿井开采技术水平上的差异, 以及多种所有制的存在, 使得我国矿井大小井型并存。我国国有重点煤矿以大、中型矿井为主, 还有一部分大型和特大型矿井;地方国有煤矿以中、小型矿井为主, 其平均生产能力为8.45万吨。由于井型的差异, 使得并田的几何尺寸相差悬殊。

1.3 矿井开拓各具特点

由于我国煤层赋存条件的多样性, 对于采煤业来说, 在煤矿开采中, 矿井开拓还存在着各具特点的特征。

从我国煤矿赋存现状出发, 煤矿开拓技术的开采条件较为特殊, 不同地区的煤层赋存各具特点, 因而形成了特殊的开拓方式和开拓系统。一般来讲, 多数地形都可以采用开拓系统, 针对不同地区的煤层赋存条件, 则需采用特殊的开拓方式。在工艺技术方面, 对不同的矿井开拓也应采用不同的工艺技术。

2 煤矿开采技术分析

采煤方法是煤矿生产的核心技术。采煤方法的适用性和先进性是除资源条件外决定矿井生产效率的主要因素。我国煤矿开采技术主要有以下五种形式特点, 一是能源结构长期以煤为主;二是煤炭资源地区分布不均;三是开采煤层条件类型多样;四是多种办矿体制并存;五是多层次多样化的开采技术协同发展。我国煤矿开采以井工开采为主, 露天开采的比重不大。采煤机械化是煤矿开采技术的核心和技术层次的主要标志, 我国与世界先进来煤国家相比, 在广度和深度上都存在相当大的差距。我国煤层赋存条件多样, 开采技术条件各异, 因而促使了采煤方法向多样化方向发展。我国是世界上采煤方法种类最多的国家。常见的几种主要采煤方法为:单一走向长壁采煤法;刀柱式采煤法;倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法;单一倾斜长壁采煤法;倾斜分层倾斜长壁下行垮落采煤法;倾斜分层长壁上行充填采煤法;放顶煤采煤法;水平分层、斜切分层下行垮落采煤法;水平分段放顶煤采煤法;掩护支架采煤法;水力采煤法;柱式体系采煤法。

3 采煤工艺的发展趋势

采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革, 随着应用的水平与理论的研究的深度与广度逐步提高, 煤矿采煤工艺的发展主要呈现两个发展趋势, 即壁式体系采煤技术和采煤机方面的创新, 下文将逐一进行分析。

3.1 壁式体系采煤技术

壁式体系可实现连续采煤, 具有单产高、工效高、采出率高及适用性强等优点。我国煤层赋存条件多样, 开采条件较复杂, 主体将发展以壁式体系纵才为主的不同类型的长壁式开采技术。我国国有重点煤矿矿井缓斜煤层可采储量及产量比重均在85%左右, 综采程度尚不到50%, 长壁综采是今后发展的主要方向。另外, 我国缓斜厚煤层储量丰富, 从厚煤层中采出的产量占国有重点煤矿的40%以上, 也主要采用倾斜分层长壁开采。虽然近几年来, 我国较广泛采用放顶煤开采, 分层开采的比重有下降的趋势, 但目前仍占主导地位。分层开采的装备与中厚煤层有通用性, 特点是:顶分层需增设铺网工艺及有关装备;中下分层需在网下进行开采。缓斜厚煤层采用命层综采在中国、前苏联等国得到广泛应用。但从长远来看, 壁式体系采煤技术仍是煤矿开采技术的发展趋势。

3.2 采煤机方面的创新

采煤工艺的发展趋势还表现在采煤机方面的创新上。采煤机是综采成套装备的主要设备之一。发展大功率、高可靠性薄煤层采煤机、刨煤机是一个趋势。只有大功率, 才会有更高的可靠性与更广的适应性。就目前而言, 制约我国薄煤层采煤机发展的一个主要因素是:主电机功率与机面高度的矛盾较难解决, 研制适用于薄层采煤机使用的体积小、功率大的电机是当务之急。我国薄层采煤工作面输送机的设计长度一般仅为150～200 m, 而国外普遍为250 m, 有的达300 m以上, 差距较大。改革开放以来, 我国的采煤机研发有了长足的发展, 研制了30余种放顶煤液压支架架型。并对矿压显现规律、顶煤碎裂规律及可放性、放煤规律等进行了大量的研究、对生产起了重要指导作用。我国在架型结构功能、参数、理论研究及使用效果等方面居国际领先水平。我国厚煤层储量大, 因此, 加快完善与发展放顶煤综采具有重要现实意义。

4 结语

总之, 我国煤矿开采技术与工艺发展具有长期性和复杂性, 为进一步发展现代采煤工艺, 应改进小煤矿的采煤方法和开采工艺, 适应壁式体系采煤技术和采煤机方面的创新的煤矿开采发展趋势。对煤矿企业而言, 煤矿企业则应结合煤矿实际情况, 加大理论研究, 不断探索煤矿开采技术与工艺发展趋势, 发展多层次、与多样化的采煤的工艺, 促进煤矿开采技术与工艺发展, 只有这样, 才能提高采煤工作面的单产和工效。

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