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摘 要:本文主要探讨深井采矿技术、短壁开采工艺技术、三下采矿技术、煤炭转化开采技术,机电一体化、自动化煤矿开采技术、采用矿井网络化监测监控技术以及煤炭清洁开采的新技术。
关键词:煤碳;开采技术
【中图分类号】TD823 【文献标识码】A 【文章编号】2236-1879(2017)03-0192-02
1 煤碳采矿技术
在科技信息时代,传统的采矿技术,正朝着自动化和机械化发展,在一定程度上优化了产业机构,有助于煤炭产业在新时期的整体性发展。本文主要探讨煤炭开采技术。
1.1 深井采矿技术:深井采矿技术广泛运用于我国煤矿开采领域,具有难度大、危险系数高、出煤质量好、产量高的双重性特点。对于深井采煤技术而言,其技术的难点在于安全系数的控制,尤其是瓦斯爆炸、热害等的最小化。在进行深井采煤作业中,要强调矿井岩壁的稳定性,实时监测好矿井壁的下应力的分布状况。同时,做好安全防范措施,诸如地下水的有效引导、井下正常的通风等,都是深井采矿技术安全作业的重要因素。
1.2 短壁开采工艺技术。随着大规模粗放性开采,适合长壁开采的煤炭资源日益减少,但长壁开采后的残留煤柱,不能布置长壁式残采煤区,不规划块段等的煤炭储量却在逐年上升,一些城市和村镇的建筑物下、铁路下、水体下(以下简称“三下”)压煤量也很大;另外,处于矿区煤田的边缘地带、小的地质构造附近的煤炭,均不能用常规的长壁开采技术采出,因此,短壁开采技术将有很大的发展空间。为满足适应短壁开采,又可快速掘进的需求,将需要开发出能够进行横轴与纵轴切割方式互换的用于半煤岩巷道掘进和煤巷快速掘进的掘进机短壁开采离机遥控操作系统、连续运输系统以及短壁工作面通风安全系统等。
1.3 煤炭转化开采技术:煤炭转化开采技术具有绿色环保的特点,在煤炭开采领域具有较好的发展前景。该项技术在运用中,注重化学方面的突出,其旨在基于热化学反应,将煤炭转化为气态或液态的燃料。于此,煤炭转换技术避免了传统作业模式下的环境污染,以及减小了后期工作的难度,适合于现阶段的经济发展。不过,该项技术还不够完善,在转化技术上的控制较欠缺,诸如:煤炭转化率、出煤质量等问题,都是该项技术不断发展的重要方面。
1.4 机电一体化、自动化煤矿开采技术:应用电力电子驱动、传感检测、计算机与自动控制、机械—电气一体化设计等技术研究开发的煤矿新一代采掘、运输、提升等新型开采设备将不断涌现。这些设备总体结构实现机械—电气控制操纵一体化设计,具备工况自动监测监控功能,传动系统采用程序控制调速和软启动。煤礦机械机电一体化新型技术装备总体结构更合理,在煤矿井下狭小作业空间工作更加可靠、维修更加方便;配备更大功率的驱动系统,生产能力大幅度提高,在操纵和性能上实现程序控制、离机遥控、自动监测监控,使煤矿传统的采掘、运输等设备功能内涵发生重大突破,为生产过程的自动化控制奠定基础。矿井集约化开拓布置技术。煤矿开采技术随着生产集约化和自动化程度的提高,在地质条件允许的矿区,可以走一井一面的集约化生产模式,而在地质条件不允许的矿区,也可以走多井生产,一井出煤的模式大量减少地面设施和简化生产流程,降低管理成本。
1.5 采用矿井网络化监测监控技术:为适应高度集中化生产模式和煤矿生产集团化管理模式,先进采煤国家研制开发了矿井自动化监测监控系统,主要生产环节已基本实现自动化监测监控。全矿井综合自动化监测监控系统集语言、数据、图像于一体,兼容各种专用监控系统功能的综合监控网络系统,将监测、控制、通信功能合成一网,并发展灵活、方便的无线接入技术。监控系统覆盖全矿井各生产环节,包括现场监测监控层、生产与安全集中控制监视层、信息管理层3个层次,通过各种矿用控制器、传感器、通信终端、摄像器等实现对综采工作面和矿井运输、通风、排水等设备和矿井瓦斯、煤尘等安全参数的自动化监测和监控。
2 煤炭清洁开采的新技术
2.1 无煤柱护巷开采技术。无煤柱护巷技术分为沿空掘巷技术和沿空留巷技术这两种。沿空撅巷技术的原理是在采空区挖掘出回采巷,并且新挖掘的巷道和采空区之间留下了一定孔隙的煤柱,这样就可以有效阻止采空区的积水和有毒气体进入新挖掘的巷道。沿空掘巷对于提高煤炭回收率降低煤柱损失以及稳定巷道有起到了重要作用。沿空留巷的技术原理是把为上个工作面用过的巷道保存下来为以一个区段工作,也就是将一条巷道为两个工作面服务,这样极大的减少了巷道的工作量,而且提高了煤炭资源的回收率。总之,无煤柱护巷技术从根本上解决了出矸量的问题,而且有效提高了煤炭资源的利用与回收。该技术很大程度上改善采掘关系以及减少巷道的维护工作量,对于提高开采区矿井的使用期以及减少巷道的挖掘率提高开采区的煤炭回收率有重要的意义。该技术是开采以及巷道布置的一项重大革新。
2.2 井下污水处理技术。煤炭废水对于环境的污染很大,但是如果我们能将这些废水在井下净化后排出,或者将净化后的水再次循环使用将会大大的减少煤炭废水污染。当前我们使用的经济型水泵或者区域化水泵在煤泥水的处理方面都是根据闭路循环的理念设计的。在矿井下面的中央硐室使用倾斜的管沉淀对开采区脱水后的煤泥水做净化处理,这样处理后的水可以供矿井开采使用,只有很少的水被排入煤场或者脱水长处理。这样就大大的减少了废水对于矿井周围环境的污染。
2.3 矸石井下处理技术。很多的矸石在井下开采过程中会出现,如果这些矸石在井下的时候就处理掉,而不是运到地面上来,就可以减少地面上的污染,而且对于运输费用也是一笔不少的节省。在井下处理矸石是用一些方法和方式,把矸石运到井下的矸石处理场所进行破碎,这些处理过的矸石可以填充入才空区、井下铺轨等等地方。可以用一些特定的方法来填充,比如机械、水力、风力等等。要实现矸石的井下处理和破碎,首先要有一块可以实施处理的场所,然后在场所中增加相应的设施,这对于井下的各种系统都有了较高的要求,从而产生一定的费用,但是只要井下处理的非要不高于井上处理的费用,就可以采用这样的办法。
总的来说,煤炭行业中的开采和勘探工作复杂并且系统,要涉及到很多方面的内容,对环境的污染很大,比如有害气体、废弃矿井等等。所以,要采取适当才措施比如清洁开采技术来保证把危害降到最小。清洁开采是把污染控制在源头,防止污染的产生和扩散,在实践开采过程中有很重要的作用,具有很大的环保意义。应用新的清洁生产技术可以使环境和开采的矛盾得以解,使得煤炭行业的发展和环境的保护都能够得到满足,提高人们的生活品质。
参考文献
[1] 代湘杨;我国煤炭开采技术现状及实例分析[J];内蒙古煤炭经济;2013年01期.
[2] 吕士营;浅淡煤炭开采技术的改进[J];科技创新与应用;2013年20期.
[3] 杨爱军.煤矿采矿新技术的运用[J].经营管理者,2012,(9):375.
关键词:煤碳;开采技术
【中图分类号】TD823 【文献标识码】A 【文章编号】2236-1879(2017)03-0192-02
1 煤碳采矿技术
在科技信息时代,传统的采矿技术,正朝着自动化和机械化发展,在一定程度上优化了产业机构,有助于煤炭产业在新时期的整体性发展。本文主要探讨煤炭开采技术。
1.1 深井采矿技术:深井采矿技术广泛运用于我国煤矿开采领域,具有难度大、危险系数高、出煤质量好、产量高的双重性特点。对于深井采煤技术而言,其技术的难点在于安全系数的控制,尤其是瓦斯爆炸、热害等的最小化。在进行深井采煤作业中,要强调矿井岩壁的稳定性,实时监测好矿井壁的下应力的分布状况。同时,做好安全防范措施,诸如地下水的有效引导、井下正常的通风等,都是深井采矿技术安全作业的重要因素。
1.2 短壁开采工艺技术。随着大规模粗放性开采,适合长壁开采的煤炭资源日益减少,但长壁开采后的残留煤柱,不能布置长壁式残采煤区,不规划块段等的煤炭储量却在逐年上升,一些城市和村镇的建筑物下、铁路下、水体下(以下简称“三下”)压煤量也很大;另外,处于矿区煤田的边缘地带、小的地质构造附近的煤炭,均不能用常规的长壁开采技术采出,因此,短壁开采技术将有很大的发展空间。为满足适应短壁开采,又可快速掘进的需求,将需要开发出能够进行横轴与纵轴切割方式互换的用于半煤岩巷道掘进和煤巷快速掘进的掘进机短壁开采离机遥控操作系统、连续运输系统以及短壁工作面通风安全系统等。
1.3 煤炭转化开采技术:煤炭转化开采技术具有绿色环保的特点,在煤炭开采领域具有较好的发展前景。该项技术在运用中,注重化学方面的突出,其旨在基于热化学反应,将煤炭转化为气态或液态的燃料。于此,煤炭转换技术避免了传统作业模式下的环境污染,以及减小了后期工作的难度,适合于现阶段的经济发展。不过,该项技术还不够完善,在转化技术上的控制较欠缺,诸如:煤炭转化率、出煤质量等问题,都是该项技术不断发展的重要方面。
1.4 机电一体化、自动化煤矿开采技术:应用电力电子驱动、传感检测、计算机与自动控制、机械—电气一体化设计等技术研究开发的煤矿新一代采掘、运输、提升等新型开采设备将不断涌现。这些设备总体结构实现机械—电气控制操纵一体化设计,具备工况自动监测监控功能,传动系统采用程序控制调速和软启动。煤礦机械机电一体化新型技术装备总体结构更合理,在煤矿井下狭小作业空间工作更加可靠、维修更加方便;配备更大功率的驱动系统,生产能力大幅度提高,在操纵和性能上实现程序控制、离机遥控、自动监测监控,使煤矿传统的采掘、运输等设备功能内涵发生重大突破,为生产过程的自动化控制奠定基础。矿井集约化开拓布置技术。煤矿开采技术随着生产集约化和自动化程度的提高,在地质条件允许的矿区,可以走一井一面的集约化生产模式,而在地质条件不允许的矿区,也可以走多井生产,一井出煤的模式大量减少地面设施和简化生产流程,降低管理成本。
1.5 采用矿井网络化监测监控技术:为适应高度集中化生产模式和煤矿生产集团化管理模式,先进采煤国家研制开发了矿井自动化监测监控系统,主要生产环节已基本实现自动化监测监控。全矿井综合自动化监测监控系统集语言、数据、图像于一体,兼容各种专用监控系统功能的综合监控网络系统,将监测、控制、通信功能合成一网,并发展灵活、方便的无线接入技术。监控系统覆盖全矿井各生产环节,包括现场监测监控层、生产与安全集中控制监视层、信息管理层3个层次,通过各种矿用控制器、传感器、通信终端、摄像器等实现对综采工作面和矿井运输、通风、排水等设备和矿井瓦斯、煤尘等安全参数的自动化监测和监控。
2 煤炭清洁开采的新技术
2.1 无煤柱护巷开采技术。无煤柱护巷技术分为沿空掘巷技术和沿空留巷技术这两种。沿空撅巷技术的原理是在采空区挖掘出回采巷,并且新挖掘的巷道和采空区之间留下了一定孔隙的煤柱,这样就可以有效阻止采空区的积水和有毒气体进入新挖掘的巷道。沿空掘巷对于提高煤炭回收率降低煤柱损失以及稳定巷道有起到了重要作用。沿空留巷的技术原理是把为上个工作面用过的巷道保存下来为以一个区段工作,也就是将一条巷道为两个工作面服务,这样极大的减少了巷道的工作量,而且提高了煤炭资源的回收率。总之,无煤柱护巷技术从根本上解决了出矸量的问题,而且有效提高了煤炭资源的利用与回收。该技术很大程度上改善采掘关系以及减少巷道的维护工作量,对于提高开采区矿井的使用期以及减少巷道的挖掘率提高开采区的煤炭回收率有重要的意义。该技术是开采以及巷道布置的一项重大革新。
2.2 井下污水处理技术。煤炭废水对于环境的污染很大,但是如果我们能将这些废水在井下净化后排出,或者将净化后的水再次循环使用将会大大的减少煤炭废水污染。当前我们使用的经济型水泵或者区域化水泵在煤泥水的处理方面都是根据闭路循环的理念设计的。在矿井下面的中央硐室使用倾斜的管沉淀对开采区脱水后的煤泥水做净化处理,这样处理后的水可以供矿井开采使用,只有很少的水被排入煤场或者脱水长处理。这样就大大的减少了废水对于矿井周围环境的污染。
2.3 矸石井下处理技术。很多的矸石在井下开采过程中会出现,如果这些矸石在井下的时候就处理掉,而不是运到地面上来,就可以减少地面上的污染,而且对于运输费用也是一笔不少的节省。在井下处理矸石是用一些方法和方式,把矸石运到井下的矸石处理场所进行破碎,这些处理过的矸石可以填充入才空区、井下铺轨等等地方。可以用一些特定的方法来填充,比如机械、水力、风力等等。要实现矸石的井下处理和破碎,首先要有一块可以实施处理的场所,然后在场所中增加相应的设施,这对于井下的各种系统都有了较高的要求,从而产生一定的费用,但是只要井下处理的非要不高于井上处理的费用,就可以采用这样的办法。
总的来说,煤炭行业中的开采和勘探工作复杂并且系统,要涉及到很多方面的内容,对环境的污染很大,比如有害气体、废弃矿井等等。所以,要采取适当才措施比如清洁开采技术来保证把危害降到最小。清洁开采是把污染控制在源头,防止污染的产生和扩散,在实践开采过程中有很重要的作用,具有很大的环保意义。应用新的清洁生产技术可以使环境和开采的矛盾得以解,使得煤炭行业的发展和环境的保护都能够得到满足,提高人们的生活品质。
参考文献
[1] 代湘杨;我国煤炭开采技术现状及实例分析[J];内蒙古煤炭经济;2013年01期.
[2] 吕士营;浅淡煤炭开采技术的改进[J];科技创新与应用;2013年20期.
[3] 杨爱军.煤矿采矿新技术的运用[J].经营管理者,2012,(9):375.