煤矿井下采矿技术存在问题及优化措施_李传伍.pdf
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1、煤矿井下采矿技术存在问题及优化措施李传伍(陕西永陇能源开发建设有限责任公司,陕西 宝鸡)摘 要:煤炭是支撑我国经济发展的重要基础能源。目前,的煤矿以井下开采为主。但煤矿挖掘难度不断加大,挖掘的深度不断增加,开采的安全形势越来越严峻。如何通过科技创新推进我国煤矿井下开采,促进煤炭行业转型升级,成为备受关注的话题。本文分析煤矿井下采矿技术现状,探讨采矿设备和技术的升级改造、优化措施。关键词:煤矿;井下采矿技术;采矿设备中图分类号:;文献标识码:文章编号:()煤炭既是国家的重点能源,也是世界关键工业原料,如何提高产量效益、防止煤矿在开采过程中出现矿难,已成为制约我国煤炭开采业发展的瓶颈。随着技术的不
2、断创新,煤炭开采业正逐步从人工采煤向半机械化、半人工化采煤,向着机械化、自动化的采煤方向变革。随着物联网、云计算、人工智能等技术的发展,采矿技术智能化。煤矿井下采矿技术 地下气化技术煤炭地下气化技术是一种将煤炭直接气化的化学采矿手段,即在煤层内直接点火燃烧,提供适量的空气、富氧空气等反应剂,煤炭通过燃烧产生的煤气可以由导管传送到地面。该技术适合煤层极深、甲烷含量极高或煤层较薄但矿内危险的场合,可以有效利用煤炭,在一定程度上提高了煤炭的可开采量,也可以减轻井下采矿给环境带来的压力,具有安全性高、效率高、成本低等优点。但是,我国地下煤层构成复杂、走向多变,至今暂未形成成熟的地下气化方法。深度矿井开
3、采技术矿井的深度逐渐增加,很多煤矿的开采深度已经达到了,对深度矿井的开采技术提出了更高要求,技术容错率更低。深度矿井开采面对不同的矿井条件,需要在前期调研的基础上,分析确定合适的方案。例如,面对矿井压强与地面不同这一问题,需要考虑两者压强差造成的压力冲击,要通过降温与通风避免出现安全风险。再例如,降低矿井内部温度,必须提高矿井内部的风力,不断增加矿井空气水分,有效预防瓦斯的集结,避免瓦斯爆炸。机械化井下开采技术机械化井下开采技术可以大大解决劳动效率低、安全事故频发的问题,与采矿技术整合运用、有机结合。煤炭开采业正在逐步从人工直接采煤向半机械化、半人工化采煤,向着机械化、自动化的采煤方向发展。煤
4、矿井下采矿的特点 开采难度我国绝大多数煤矿存在于地下,需要进行井下采矿,开采难度提高。井下开采环境恶劣,受技术条件影响,设备和作业人员等多种生产要素聚集在极为窄小的空间,造成拥挤、作业难度加大等问题。一些地质条件较差的煤矿难以采用机械化作业,产出效率很低,产出与成本不匹配。另外,井下采矿危险系数较高,尽管近年采矿技术不断进步,但瓦斯泄漏等事故依然时有发生,造成了无法挽回的损失,加强煤矿井下采矿技术研究意义重大。开采方式井下采矿与露天采矿不同,需要根据煤矿的地质条件和煤层特点,选择开采技术。目前,定向开采得到了较广泛的运用,即在整体确定好开采方位之后,利用测量仪器调整开采方位,确保钻具的开采角度
5、和开采位置准确无误。井下采矿技术影响的主要因素 技术水平 矿井自燃在采矿过程中,煤炭氧化会释放大量热量,受井下空间狭小的限制,难以做到有效通风和散热,在多因素的影响下,井下自燃现象极易发生。煤氧复合产生热量的时间很长,难以在短时间内积攒大量热力,易导致忽视煤氧复合现象。火灾是煤矿事故的主要原因之一,矿井自燃引发的火灾事故多发生在采空区,所以需要在该区域重点防控,必须建立安全生产机制,形成安全生产预案,定期进行采矿工人的安全培训,有效提高DOI:10.13487/ki.imce.022884煤炭开采工作安全性。瓦斯爆炸瓦斯事故是煤矿第二高频事故。煤层中吸附大量的瓦斯,而甲烷是瓦斯的主要成分,具有
6、吸附性,热度是煤炭的 倍,在空气中浓度达到一定标准时,就会引发瓦斯爆炸事故,每一个煤矿都要将瓦斯问题重点防范,准备好防火装置,采取安全措施规避风险。附井事故煤矿所在地区地质较为复杂,为方便开采,煤矿需要设置竖井,如天井、溜井等,方便作业人员进出矿井。如果竖井不牢固或支撑点不合理,未给梯子加装防护栏,井口处未合理设置安全防护栏和醒目的警示标志,使作业人员疏忽大意,安全意识减弱,会出现人员坠井等伤亡事故。生态事故井下采矿也容易导致煤矿周围地区出现地表陷落,造成煤矿场地地表岩石、土壤的滑落甚至塌陷,会直接造成矿井被掩埋、人员伤亡的事故。井下开采会造成大量的采空区,导致周围的土地受压过大、超出负荷,一
7、旦发生轻微的地质运动或极端天气情况,极易引发地震、滑坡和泥石流等地质灾害,不仅直接关系井下工作人员的安全,还给周边的居民带来较大的安全隐患。地质原因研究表明,煤矿深度、煤层的构造结构及煤层强度等地质因素都会影响煤矿井下开采。煤矿深度影响顶煤的冒放性,而顶煤的冒放性与开采深度需要多维分析,不同的采矿方法能直接导致顶端冒放。复杂的结构需要提前侦察,因为煤层的抗压性与煤层强度有直接关系,会导致煤层中挤压出现裂缝等现象,只有最恰当的采矿方式才能带来最安全的生产方式。经济原因采矿技术需要一定人力和物力,对高技术人才和经济发展水平有着一定要求,采矿技术的选择与当地的经济实力有关,需要大量的资金购置合适的采
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