深井煤礦開(kāi)采技術(shù)改進(jìn)解析

李保勝

摘 要：伴隨煤炭能源儲(chǔ)量的不斷縮水和下降，煤炭資源面臨枯竭的危險(xiǎn)，尤其是淺層煤礦及露天煤礦的儲(chǔ)量銳減。為了保證煤炭資源的持續(xù)供給，煤礦深井開(kāi)采逐步普及，隨著開(kāi)采深度的增加，煤礦礦壓不斷增加、底部巷道維護(hù)難度加大、煤礦圍巖受到礦壓沖擊而崩塌的危險(xiǎn)性不斷累積、煤礦井下瓦斯?jié)舛壬?，井下作業(yè)面臨的綜合環(huán)境更加復(fù)雜。為了進(jìn)一步降低深井煤礦開(kāi)采過(guò)程中的事故發(fā)生率，提升煤礦開(kāi)采的安全性，保證煤炭開(kāi)采及供應(yīng)的持續(xù)性，必須提出針對(duì)性的煤炭深井開(kāi)采改進(jìn)技術(shù)。文章以某深井煤礦開(kāi)采為研究對(duì)象，進(jìn)行了相關(guān)分析和研究。

關(guān)鍵詞：深井;煤礦;開(kāi)采技術(shù);改進(jìn)

1采煤方法及技術(shù)工藝

1.1現(xiàn)代采煤成套技術(shù)

煤炭開(kāi)采傳統(tǒng)方式已經(jīng)無(wú)法滿足規(guī)模需求，只有全面開(kāi)發(fā)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)新突破，才能高產(chǎn)高效，保證全能能源工作方法質(zhì)量與數(shù)量。那么，在進(jìn)行高產(chǎn)、高效煤礦井開(kāi)發(fā)的時(shí)候，只有全面依靠高度集約化開(kāi)采技術(shù)，才能在煤炭生產(chǎn)中取得實(shí)效、完成任務(wù)，要把提高煤礦井生產(chǎn)效率作為總目標(biāo)，不斷創(chuàng)新技術(shù)形態(tài)，研究出更多高可靠性、高效能的采煤工藝、裝備等，全面滿足各類生產(chǎn)需求。只有高效能的生產(chǎn)技術(shù)、裝備，才具備可靠性、安全性，推動(dòng)煤炭生產(chǎn)速度進(jìn)步，從根本上保證高品質(zhì)生產(chǎn)。進(jìn)行開(kāi)采過(guò)程中，需要把各項(xiàng)技術(shù)全面結(jié)合起來(lái)，通過(guò)現(xiàn)代技術(shù)創(chuàng)建科學(xué)合理的開(kāi)采技術(shù)，持續(xù)不斷對(duì)不同礦井煤層進(jìn)行開(kāi)采，技術(shù)上的組合能夠最大限度保證生產(chǎn)質(zhì)量，同等條件下要把不同的先進(jìn)開(kāi)采技術(shù)做好優(yōu)化組合，使設(shè)備得到良性改進(jìn)，從技術(shù)上提高能力、從設(shè)備上提升水平。要根據(jù)實(shí)際情況，研究開(kāi)發(fā)“淺埋深、硬頂板成套技術(shù)”，并通過(guò)推廣，使這項(xiàng)技術(shù)發(fā)揮出最大的功能，通過(guò)技術(shù)難題破解，實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。硬頂板控制技術(shù)較為復(fù)雜，其作業(yè)原理是對(duì)埋深淺、地壓小的硬厚頂板進(jìn)行開(kāi)采，利用了巖層定向水力壓裂、傾斜深孔爆破等技術(shù)，能夠快速直接的隨采隨冒，使頂煤回收率進(jìn)一步提升，實(shí)現(xiàn)了整體效果目標(biāo)，通過(guò)實(shí)際操作，按一定步距垮落，既有利于頂煤破碎，又保障工作面的安全生產(chǎn)，使各項(xiàng)作業(yè)更加安全可靠。

1.2緩傾斜薄煤層長(zhǎng)壁開(kāi)采技術(shù)

根據(jù)地下煤層厚度的不同，我們也可以設(shè)計(jì)出更好的方法，按照煤層情況不均的現(xiàn)象，形成不同開(kāi)采類型，使各種技術(shù)形態(tài)發(fā)揮作用。當(dāng)前，煤層已經(jīng)向越來(lái)越復(fù)雜的方向發(fā)展，一些層次出現(xiàn)了多元、多樣，如果想把握好層次，則需要研究分布形態(tài)，緩傾斜薄煤層長(zhǎng)壁開(kāi)采技術(shù)就能夠有力地解決這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)實(shí)際運(yùn)用取得了良好效果。這項(xiàng)技術(shù)針對(duì)性強(qiáng)，能夠?qū)w積小的薄煤層進(jìn)行開(kāi)采，利用了現(xiàn)代化的采煤機(jī)、刨煤機(jī)對(duì)不同煤層進(jìn)行開(kāi)采，現(xiàn)代先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用，有效提高了開(kāi)采效率，保證了整體質(zhì)量。

1.3綜采設(shè)備保障系統(tǒng)

煤炭開(kāi)采技術(shù)性強(qiáng)、過(guò)程復(fù)雜，只有全面保證設(shè)備精良，才能滿足生產(chǎn)需求?？梢哉f(shuō)，開(kāi)采是一項(xiàng)綜合性工作，進(jìn)行作業(yè)過(guò)程中，一定要全面充分考慮整體性，這樣煤層才能夠得到充分挖掘。要想在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，就要提高設(shè)備使用效率，使設(shè)備能夠全面開(kāi)動(dòng)，提升開(kāi)機(jī)率、利用率，實(shí)現(xiàn)良好的開(kāi)采效能。設(shè)備中的支架、圍巖、采運(yùn)設(shè)備是重點(diǎn)內(nèi)容，事實(shí)上要進(jìn)行全面配套。新設(shè)備研究開(kāi)發(fā)中，研究重點(diǎn)與核心是 ：通過(guò)電液控制閥組使各項(xiàng)操縱更加靈活，保證支架整體效果上實(shí)現(xiàn)改善，提升支架功能，確保液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護(hù)質(zhì)量等能夠自動(dòng)化運(yùn)行，保證了多功能采集需求。

2深井煤礦開(kāi)采的技術(shù)措施分析

2.1改善深井下瓦斯氣體治理方式，引進(jìn)高效的井下降溫技術(shù)

引進(jìn)高效的瓦斯氣體抽取及采集設(shè)備，保證瓦斯的大流量、高壓力抽取，并做好井外抽取配合;為了提升瓦斯治理效果，應(yīng)強(qiáng)調(diào)綜合治理，做好開(kāi)采層和密封層的兼顧，突出區(qū)域的煤層巷道掘進(jìn)面及石門揭煤的工作面，應(yīng)使用預(yù)先抽取掘進(jìn)的方式。隨著開(kāi)采深度的增加，應(yīng)依照標(biāo)準(zhǔn)對(duì)深井煤礦同瓦斯的突出危險(xiǎn)累積及井下瓦斯?jié)舛人降葏?shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和反饋。在石門揭煤時(shí)采用水刀切割技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速打鉆處突，確保石門揭煤的防突可靠性。此外，還應(yīng)做好深井下的溫度控制，應(yīng)使用傳統(tǒng)降溫技術(shù)配合輔助降溫的方式進(jìn)行。該煤礦試驗(yàn)進(jìn)行機(jī)械制冷技術(shù)，使用的主要機(jī)械制冷方式為地面真空制冰降溫系統(tǒng)。通過(guò)建立地面溫控設(shè)備，對(duì)礦井下的局部區(qū)域的開(kāi)采高溫位置進(jìn)行精準(zhǔn)降溫，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，使用機(jī)械輔助降溫方式，掘進(jìn)面的溫度從原有的 40℃下降至 25℃。

2.2監(jiān)測(cè)預(yù)警

深井工作面的不斷推進(jìn)，卸壓區(qū)域的應(yīng)力會(huì)逐漸恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，若是不進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，將會(huì)再次形成高應(yīng)力區(qū)進(jìn)而發(fā)生沖擊地壓。因此，在卸壓和支護(hù)依舊，需要工作面開(kāi)采的狀態(tài)，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)生任何的異常，應(yīng)立即進(jìn)行處理，進(jìn)而保證深井復(fù)雜條件下開(kāi)采工作的穩(wěn)定性。

2.3提升沖擊礦壓防治技術(shù)，革新巷道支護(hù)技術(shù)

綜合分析可知，沖擊礦壓是導(dǎo)致井下事故的主要源頭，在新開(kāi)采區(qū)域正式開(kāi)采前，應(yīng)先對(duì)該地區(qū)的礦壓進(jìn)行全名評(píng)估，并分析引起局部礦壓沖擊的原因，判定是否位于沖擊地壓的危險(xiǎn)區(qū)。在開(kāi)采中，應(yīng)合理分布開(kāi)采作業(yè)面分布形式，最大程度降低由于開(kāi)采機(jī)械力引起的應(yīng)力集中問(wèn)題，對(duì)于煤層群開(kāi)采而言，優(yōu)化分布，減少巷道之間的聯(lián)絡(luò)線數(shù)量，防止對(duì)巷道墻體及開(kāi)采面周圍墻體的削弱，提升其抗壓強(qiáng)度及穩(wěn)定性。采掘頭面布置要避免相互之間有動(dòng)壓影響;煤柱留設(shè)不要對(duì)以后的開(kāi)采留下隱患。此外，還應(yīng)該提升巷道支護(hù)技術(shù)。可以使用支護(hù)能力較強(qiáng)的反式拱支護(hù)和錨定索支護(hù)兩種方式，其中，反式拱支護(hù)現(xiàn)在斷面位置布置錨定網(wǎng)及錨定鎖并通過(guò)高壓注漿穩(wěn)定錨定索結(jié)構(gòu)，在加設(shè)環(huán)形拱式棚，借助拱式結(jié)構(gòu)的反拱力對(duì)巷道墻體進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。錨定索支護(hù)方式主要用于補(bǔ)強(qiáng)變形過(guò)大的巷道墻體，通過(guò)加密原有的錨定索數(shù)量，提升墻體的剛度和穩(wěn)定性，為了保證錨定索加固的質(zhì)量，應(yīng)在錨定索上注漿，保護(hù)錨定索不會(huì)因外部環(huán)境而出現(xiàn)銹蝕。

2.4深井技術(shù)不斷強(qiáng)化

當(dāng)前對(duì)于煤礦資源進(jìn)行大量開(kāi)采使得起淺層資源開(kāi)采量較大，并逐漸減少，因此逐步進(jìn)行深層挖采是煤礦開(kāi)采的新趨勢(shì)，但深部煤炭資源特點(diǎn)表現(xiàn)為：地深受壓加大、礦產(chǎn)埋藏于深部、巖層溫度升高，導(dǎo)致煤礦資源開(kāi)采難度進(jìn)一步加深。在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)深井開(kāi)發(fā)、研發(fā)開(kāi)采技術(shù)成為煤礦開(kāi)采重點(diǎn)。如，保證深井開(kāi)采的技術(shù)、施工設(shè)備、技藝適應(yīng)性等滿足挖掘深層礦井的需求，重視深井技術(shù)的通風(fēng)問(wèn)題、結(jié)構(gòu)建造、地下排水等方面，利用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與科學(xué)技術(shù)不斷增強(qiáng)開(kāi)發(fā)的整體性、開(kāi)采的力度、采煤的適應(yīng)性，利用對(duì)機(jī)械化設(shè)備的完善，不斷提升對(duì)資源的利用效率，保證煤礦開(kāi)采科學(xué)合理性，同時(shí)重視對(duì)耗能小、技效高的技術(shù)進(jìn)行著重研發(fā)。

結(jié)束語(yǔ)：

總之，在我國(guó)資源危機(jī)日益嚴(yán)重的情勢(shì)下，對(duì)采煤技術(shù)和方法進(jìn)行改革和創(chuàng)新是一種勢(shì)在必行的趨勢(shì)。為此，作為相關(guān)工作人員，要積極提高認(rèn)識(shí)，并選擇正確的煤炭開(kāi)采技術(shù)和方法，以降低施工過(guò)程中的安全隱患。從而進(jìn)一步助力煤礦采礦事業(yè)發(fā)展。

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