關(guān)于煤礦生產(chǎn)工藝的探討

劉偉

（神華神東煤炭集團(tuán)上灣煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多 017209）

隨著我國(guó)煤炭生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展，在長(zhǎng)期采煤實(shí)踐當(dāng)中積累了豐富的采煤經(jīng)驗(yàn)，煤礦生產(chǎn)工藝也獲得很大的發(fā)展。特別是近年來(lái)國(guó)家對(duì)于煤炭生產(chǎn)的重視，我國(guó)的煤礦生產(chǎn)工藝又獲得進(jìn)一步的提升。煤礦生產(chǎn)工藝的提升極大的促進(jìn)了我國(guó)煤礦生產(chǎn)工作的效率，為煤礦開(kāi)采企業(yè)創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟(jì)效益，煤礦生產(chǎn)工藝的不斷進(jìn)步推動(dòng)著我國(guó)煤礦開(kāi)采事業(yè)的不斷發(fā)展進(jìn)步，極大地滿(mǎn)足了人們生產(chǎn)生活對(duì)煤礦資源的進(jìn)一步需求，在煤礦生產(chǎn)事業(yè)不斷發(fā)展過(guò)程中我們要積極的推進(jìn)煤礦生產(chǎn)工藝的研發(fā)與創(chuàng)新。

1 采煤方法和工藝

隨著我國(guó)煤炭缺口的不斷加大，煤礦在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中應(yīng)該不斷的采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，降低單位采煤的成本，保證煤炭生產(chǎn)過(guò)程的安全，在保證煤炭供應(yīng)的同時(shí)，也使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益獲得改善。

1.1 開(kāi)發(fā)“埋深淺、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效現(xiàn)代開(kāi)采成套技術(shù)”，主要解決以下技術(shù)難題

這項(xiàng)技術(shù)利用定向水力壓裂技術(shù)，能夠迅速對(duì)煤礦的頂板進(jìn)行處理，使頂煤的回收量大大增加。這項(xiàng)技術(shù)的使用能夠保證基本頂按定步距垮落，在很大程度上增強(qiáng)了生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的安全性，方便對(duì)頂煤進(jìn)行破碎。

硬厚頂煤控制技術(shù)，具體包括：頂煤深孔預(yù)爆破處理以及高壓注水壓裂兩項(xiàng)技術(shù)，能夠快速處理深度較淺，較低支撐壓力下的硬厚頂煤，在很大程度上增加頂煤的回收量。在頂煤開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中經(jīng)常遇見(jiàn)塊度大以及冒放性差的問(wèn)題，而綜合機(jī)械化放頂煤回采相關(guān)技術(shù)以及大量的配套設(shè)備的采用在很大程度上解決了這些問(wèn)題，提高了煤炭生產(chǎn)的效率。

放頂煤開(kāi)采快速推進(jìn)技術(shù)比較適合在兩硬條件下使用，在具體的采煤過(guò)程當(dāng)中選擇合適的綜合機(jī)械化放頂煤回采技術(shù)，對(duì)工藝的流程進(jìn)行科學(xué)的優(yōu)化，能夠有效地提升工作效率，使煤炭企業(yè)能夠在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)量大幅度上升，增加經(jīng)濟(jì)效益。而隨著寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的不斷取得進(jìn)步，能夠進(jìn)一步加固開(kāi)采巷道的支護(hù)能力，使大型的開(kāi)采設(shè)備能夠得到更加廣泛的利用，提升作業(yè)效率。

1.2 緩傾斜薄煤層長(zhǎng)壁開(kāi)采

對(duì)于這種煤層的開(kāi)采，一般選擇具有較高可靠性和功率的小體積采煤機(jī)，在支護(hù)方面應(yīng)該選擇合適的液壓支架，從而保證機(jī)械綜采的順利開(kāi)展。針對(duì)薄煤層的特點(diǎn)有針對(duì)性的研究相應(yīng)的配套技術(shù)。

1.3 緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長(zhǎng)壁采

對(duì)于支架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的完善，采取相應(yīng)的措施增加其強(qiáng)度，做好相應(yīng)的研究工作，側(cè)重于加強(qiáng)支架的防滑、防倒能力，加強(qiáng)支架的可靠性。

1.4 各種綜采高產(chǎn)高效綜采設(shè)備保障體系

對(duì)于煤炭生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，開(kāi)機(jī)率是衡量其生產(chǎn)的一個(gè)重要指標(biāo)，只有保證開(kāi)機(jī)率才能夠保證產(chǎn)量。這方面應(yīng)該強(qiáng)化對(duì)對(duì)于支架-圍巖系統(tǒng)的控制，采用先進(jìn)的設(shè)備能夠?qū)ο嚓P(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)的監(jiān)測(cè)和采集，比如對(duì)采煤機(jī)工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)以及其它設(shè)備工作狀態(tài)的監(jiān)控。

2 深礦井開(kāi)采技術(shù)

當(dāng)前煤炭開(kāi)采越來(lái)越深，因此要加強(qiáng)深礦井開(kāi)采方面的技術(shù)研究，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：煤層開(kāi)采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風(fēng)、井巷布置等；需要攻關(guān)研究的是：深井圍巖狀態(tài)和應(yīng)力場(chǎng)及分布狀態(tài)的特征；深井作業(yè)場(chǎng)所工作環(huán)境的變化；深井巷道(特別是軟巖巷道)快速掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)與裝備；深井沖擊地壓防治技術(shù)與監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)；深礦井高產(chǎn)高效開(kāi)采有關(guān)配套技術(shù)；深礦井開(kāi)采熱害治理技術(shù)與裝備。

3 “三下”采煤技術(shù)

對(duì)于礦井的地質(zhì)以及巖層的情況進(jìn)行深入的研究，大力推廣相應(yīng)的模擬技術(shù)，對(duì)煤礦開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中發(fā)生的地表沉降相關(guān)規(guī)律進(jìn)行科學(xué)的研究，對(duì)煤炭開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中造成的各種問(wèn)題進(jìn)行有效的控制，將副作用降低到最低的限度。大力研究煤炭開(kāi)采廢料的回填技術(shù)，從而有效地改善采空區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，對(duì)沉降地區(qū)的房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的加固，防止沉降造成的損害。通過(guò)相關(guān)的技術(shù)以及生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，有效地降低煤礦開(kāi)采造成的采空區(qū)地表沉降對(duì)上部建筑以及居民的影響，做好相關(guān)的復(fù)墾工作，使煤炭開(kāi)采和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)進(jìn)行。

4 優(yōu)化巷道布置，減少矸石排放的開(kāi)采技術(shù)

煤矸石對(duì)于環(huán)境有較大的危害，其相關(guān)處理一直是煤炭開(kāi)采當(dāng)中的一個(gè)大問(wèn)題。通過(guò)對(duì)礦井巷道的優(yōu)化，從而為煤炭的開(kāi)采打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，減少煤炭開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中煤矸石的數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的和諧發(fā)展。

5 采場(chǎng)圍巖控制技術(shù)

5.1 進(jìn)一步完善采場(chǎng)圍巖控制理論

煤礦開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中的圍巖控制對(duì)于開(kāi)采的安全性具有直接的影響，因此要加強(qiáng)圍巖控制理論相關(guān)問(wèn)題的研究，對(duì)當(dāng)前的巖層控制技術(shù)進(jìn)行合理的優(yōu)化控制，在確保生產(chǎn)安全的同時(shí)還要盡可能的降低成本。在研究的過(guò)程當(dāng)中應(yīng)該充分的利用當(dāng)前的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及其它學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)。

5.2 研究堅(jiān)硬頂板與破碎頂板條件下應(yīng)用高技術(shù)低成本巖層控制技術(shù)

目前，由于應(yīng)用高壓注水、深孔預(yù)裂爆破處理堅(jiān)硬頂板和應(yīng)用化學(xué)加固技術(shù)存在工藝復(fù)雜、成本高的問(wèn)題，因而需進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新工藝、新材料來(lái)解決這些問(wèn)題。

5.3 放頂煤開(kāi)采巖層和支架-圍巖相互作用機(jī)理

研究放頂煤開(kāi)采力學(xué)模型、圍巖應(yīng)力、頂煤破碎機(jī)理、支架-頂煤-直接頂-基本頂相互作用關(guān)系；運(yùn)用離散元等方法研究頂煤放落規(guī)律，提出放頂煤優(yōu)化準(zhǔn)則和提高頂煤回收率的途徑。

5.4 支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

在總結(jié)緩傾斜中厚長(zhǎng)壁工作面開(kāi)展支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面，應(yīng)進(jìn)一步在堅(jiān)硬頂板、破碎頂板、急傾斜、放頂煤工作面開(kāi)展支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，同時(shí)應(yīng)不斷完善現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)技術(shù)，發(fā)展智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，改進(jìn)監(jiān)測(cè)儀表，使監(jiān)測(cè)儀表向直觀、輕便、小型化方向發(fā)展。

5.5 沖擊地壓的預(yù)測(cè)和防治

通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬研究沖擊性礦壓顯現(xiàn)發(fā)生的機(jī)理；進(jìn)一步完善沖擊性礦壓顯現(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，發(fā)展遙控測(cè)量和預(yù)報(bào)技術(shù)，完善沖擊性礦壓綜合防治措施的優(yōu)化選擇專(zhuān)家系統(tǒng)。

5.6 研究開(kāi)發(fā)新型的支護(hù)設(shè)備

研究硬煤層、硬頂板放頂煤液壓支架，完善液壓支架性能和快速移架系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)耐炮崩、輕型化單體液壓支柱和厚煤層巷道錨索和可伸縮錨桿。

6 小煤礦技術(shù)改造和機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)

對(duì)于一些技術(shù)裝備非常落后的小煤礦應(yīng)該予以關(guān)停，從而防止對(duì)煤炭資源的浪費(fèi)，防止發(fā)生安全事故。對(duì)于一些規(guī)模較大的小煤礦應(yīng)該積極鼓勵(lì)其進(jìn)行技術(shù)改造，提高機(jī)械化生產(chǎn)的水平。在開(kāi)采的過(guò)程當(dāng)中應(yīng)該積極采用新的工藝，在保證生產(chǎn)安全的前提下，提高產(chǎn)量。

7 煤炭地下氣化技術(shù)

煤炭經(jīng)過(guò)相應(yīng)的燃燒處理之后能夠產(chǎn)生大量的可燃性氣體，因此可以將地下的煤炭在人工干預(yù)的情況下進(jìn)行適度的燃燒，從而將煤炭轉(zhuǎn)換成可燃性氣體，這就是煤炭地下氣化技術(shù)。采用這種方法能夠有效地減少井下采煤所需要的大量的機(jī)械設(shè)備，對(duì)于勞動(dòng)力的需求量也大大減少，能夠有效地降低成本。最重要的是可以減少安全事故的發(fā)生。這項(xiàng)技術(shù)可以在一些地質(zhì)條件比較復(fù)雜的煤礦中使用，可以最大限度的減少人員下井的風(fēng)險(xiǎn)，因此具有廣闊的發(fā)展前景。因此應(yīng)該強(qiáng)化相關(guān)方面的研究，著重研究礦井式氣化工藝，通過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)有效的摸索出一套高效率的地下氣化技術(shù)。

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