小議厚煤層中小煤礦實(shí)現(xiàn)高效采煤技術(shù)的途徑

苗 磊

山東能源新礦集團(tuán)新巨龍公司 山東 菏澤 274918

前言：近幾年,我們要全面提高我國(guó)厚煤層中小煤礦采煤機(jī)械化程度和技術(shù)水平。而且中小煤礦發(fā)展必須走新型工業(yè)化道路,建設(shè)機(jī)械化、集約化高產(chǎn)高效礦井,改革采煤方法和采煤工藝,大力推廣機(jī)械化采煤技術(shù),全面提高我國(guó)厚煤層中小煤礦采煤機(jī)械化程度和技術(shù)水平。

一、概述

厚煤層中小煤礦在我國(guó)煤炭工業(yè)結(jié)構(gòu)中占有相當(dāng)?shù)谋壤?卻普遍存在結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中度低、開采方法落后、資源浪費(fèi)嚴(yán)重、安全事故頻發(fā)等問(wèn)題,嚴(yán)重制約我國(guó)煤礦的發(fā)展。但是這部分煤礦煤層賦存相對(duì)較好,通過(guò)礦井技術(shù)改造容易實(shí)現(xiàn)礦井的高產(chǎn)高效,是我國(guó)中小煤礦改造的重點(diǎn)。如果對(duì)該范圍礦井通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)、資源整合,聯(lián)合發(fā)展,規(guī)模經(jīng)營(yíng),有利于我國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)逐步擺脫“小、散、窮”困境,實(shí)現(xiàn)礦井跨越式發(fā)展。

二、技術(shù)途徑

厚煤層中小煤礦技術(shù)改造,無(wú)論從我國(guó)煤炭供應(yīng)安全還是從煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略看,都必須走機(jī)械化、集約化、高產(chǎn)高效礦井建設(shè)之路,增強(qiáng)我國(guó)煤炭總體生產(chǎn)能力,提高煤礦總體安全水平。厚煤層中小煤礦可根據(jù)自身實(shí)際情況進(jìn)行資源整合,重新規(guī)劃,合理有序地開發(fā)和利用煤炭資源,本著規(guī)模化、機(jī)械化、集約化的原則,建設(shè)高產(chǎn)高效礦井。

因此,厚煤層中小煤礦技術(shù)改造的首要任務(wù)就是改革采煤方法,大力推廣壁式采煤方法和技術(shù),實(shí)現(xiàn)礦井的機(jī)械化采煤,用先進(jìn)適用技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。

1.厚煤層中小煤礦實(shí)現(xiàn)高效采煤技術(shù)途徑。在借鑒國(guó)外礦井高效集約化開采經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國(guó)煤炭開采條件和技術(shù)水平,我國(guó)厚煤層中小煤礦實(shí)現(xiàn)高效集約化采煤技術(shù)途徑如下：

(1)全面推進(jìn)高產(chǎn)、高效、高安全采煤工作面建設(shè) 煤礦高效集約化開采的前提條件就是實(shí)現(xiàn)采煤工作面高產(chǎn)高效。

(2)開采裝備的自動(dòng)化、機(jī)械化、電氣化先進(jìn)的開采裝備是實(shí)現(xiàn)煤礦高效集約化開采的基礎(chǔ)。

(3)打造大型化、集中化、系統(tǒng)化的現(xiàn)代化礦井大型化、集中化、系統(tǒng)化和自動(dòng)化是煤礦的煤礦開采發(fā)展方向。

根據(jù)我國(guó)國(guó)情可將技改前的厚煤層中小煤礦分為3種類型：

①半機(jī)械化礦井。礦井可采儲(chǔ)量在20Mt以上,生產(chǎn)能力在450kt/a以上,礦井的采、掘、機(jī)、運(yùn)、通等生產(chǎn)系統(tǒng)較為正規(guī),但采煤方法落后或不得當(dāng),較多采用普采或高檔普采等,未完全實(shí)現(xiàn)機(jī)械化開采。對(duì)于此類礦井,技術(shù)改造目標(biāo)是建設(shè)百萬(wàn)噸以上大型化、集中化、系統(tǒng)化和自動(dòng)化高產(chǎn)高效礦井,對(duì)礦井重新設(shè)計(jì),合理規(guī)劃,采用綜采放頂煤或大采高綜采等現(xiàn)代化采煤工藝,實(shí)現(xiàn)完全機(jī)械化自動(dòng)化開采。

②非正規(guī)采法礦井。礦井可采儲(chǔ)量在20Mt以下,生產(chǎn)能力在100～450kt/a,生產(chǎn)系統(tǒng)較為簡(jiǎn)陋,采用非正規(guī)采煤方法開采,資源采出率低,通風(fēng)系統(tǒng)混亂,安全生產(chǎn)不能得到保障。對(duì)于此類礦井,首先進(jìn)行礦井資源整合,與鄰近礦井合并,擴(kuò)充礦井資源,用先進(jìn)適用的采煤技術(shù)改造礦井,實(shí)現(xiàn)礦井的高產(chǎn)高效高安全開采。

③簡(jiǎn)易礦井。礦井開采儲(chǔ)量較少,生產(chǎn)能力在100kt/a以下的小礦,采煤方法原始,礦井生產(chǎn)和管理極為簡(jiǎn)陋,無(wú)機(jī)械化可言,人力(畜力)運(yùn)輸、殘采式采煤、事故層出不窮。對(duì)于該類礦井則需要重新優(yōu)化重組,合并礦井,擴(kuò)大規(guī)模,然后再通過(guò)機(jī)械化改造實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。厚煤層中小煤礦通過(guò)技術(shù)改造,走煤礦高效集約化開采道路,利用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù),建設(shè)高產(chǎn)高效礦井,淘汰落后的開采工藝,可以明顯提高煤炭資源的采出率,改善煤礦安全生產(chǎn)狀況,實(shí)現(xiàn)礦井集約化、規(guī)模化生產(chǎn)。

三、厚煤層中小煤礦采煤方法改革

1.全面提高采煤機(jī)械化程度和技術(shù)水平。厚煤層中小煤礦除了少數(shù)正規(guī)煤礦采用機(jī)械化采煤方法以外,多數(shù)中小煤礦仍在采用落后的采煤方法,典型的有：高落式或斜坡落垛采煤法、巷柱殘采式采煤法、倉(cāng)儲(chǔ)式采煤法、房柱式巷道采煤法等。

解決我國(guó)厚煤層中小煤礦落后現(xiàn)狀的根本方法,就是必須首先完全徹底地改革礦井落后的采煤方法和采煤工藝,大力推廣先進(jìn)適用采煤工藝和采煤方法,逐步淘汰和禁止非正規(guī)的采煤方法和落后的采煤工藝,實(shí)現(xiàn)機(jī)械化采煤,全面提高我國(guó)厚煤層中小煤礦采煤機(jī)械化程度和技術(shù)水平。

首先大力推廣應(yīng)用長(zhǎng)壁機(jī)械化采煤,長(zhǎng)壁機(jī)械化采煤是我國(guó)應(yīng)用最廣泛最成熟的技術(shù),較易廣泛推廣應(yīng)用。短壁機(jī)械化采煤工作面生產(chǎn)管理和礦井的生產(chǎn)規(guī)模小、設(shè)備投入比較少,采煤工作面生產(chǎn)管理簡(jiǎn)單,有利于在中小煤礦推廣使用。

2.適宜厚煤層中小煤礦開采的先進(jìn)采煤技術(shù)

2.1 輕型支架放頂煤技術(shù)。輕型支架放頂煤技術(shù)已在鶴壁礦區(qū)、邯鄲礦區(qū)、峰峰礦區(qū)等廣泛應(yīng)用,該技術(shù)又可稱為較薄厚煤層放頂煤技術(shù),主要適用于厚度為3.5～6.0m 厚煤層、煤層厚度變異系數(shù)大、煤層破碎松軟、頂板易冒的煤層。該采煤技術(shù)投資較少,特別適宜在我國(guó)厚煤層中小煤礦普及使用。輕型支架放頂煤工藝的關(guān)鍵技術(shù)：

(1)采用輕型放頂煤液壓支架。典型的支架的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、重量輕、價(jià)格便宜、安裝方便。應(yīng)從支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和回采工藝兩方面加以控制。支架設(shè)計(jì)采用整體頂梁、長(zhǎng)側(cè)護(hù)板、前柱前傾并配內(nèi)伸縮梁；回采工藝保證及時(shí)移架、擦頂移架。實(shí)踐證明,這類煤層綜放工作面可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)0.5～1.0Mt

2.2 短長(zhǎng)壁綜采放頂煤技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)特別適合于礦井可采儲(chǔ)量較少,年產(chǎn)量在0.6Mt以上、煤層為厚煤層的中小型礦井。該采煤工藝已成功應(yīng)用于陜西彬縣下溝煤礦、陜西集華柴家溝煤礦和陜西照金煤礦,已經(jīng)趨向完善。這種采煤方法的關(guān)鍵技術(shù)是：

(1)工作面長(zhǎng)度較短,工作面長(zhǎng)度可設(shè)計(jì)為90m 以下,設(shè)備投資少,生產(chǎn)管理方便,稱之為短長(zhǎng)壁開采。

(2)刮板輸送機(jī)采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng),電機(jī)垂直于刮板輸送機(jī)布置,工作面全長(zhǎng)全部采用基本液壓支架,工作面不設(shè)端 頭支架和過(guò)渡支架,配套簡(jiǎn)單。

2.3 常規(guī)綜采放頂煤技術(shù)。綜放開采技術(shù)自20世紀(jì)90年代起得到了迅速發(fā)展,出現(xiàn)了潞安、兗州、陽(yáng)泉等以綜放開采為主的大型高產(chǎn)高效礦區(qū)。使用綜放技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效、集約化生產(chǎn),提高經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。

2.4 大采高綜采技術(shù)。大采高一次采全厚綜合機(jī)械化采煤法,是近幾年伴隨著大采高液壓支架、大功率采煤機(jī)的研制而產(chǎn)生的一種新工藝。目前世界上對(duì)3.5～6.0m 厚煤層開采的發(fā)展趨勢(shì)是采用綜采一次采全高采煤法。到目前為止,大采高一次采全高采煤法已在我國(guó)許多礦區(qū)得到應(yīng)用,并取得了可喜的成績(jī),工作面最大采高已達(dá)7m 以上。

結(jié)論

綜上所述,發(fā)展煤炭工業(yè)的根本出路在于機(jī)械化,特別是采煤機(jī)械化。采煤工作面是煤礦生產(chǎn)的核心,其技術(shù)狀況在很大程度上決定了煤礦的生產(chǎn)工藝、系統(tǒng)配置、組織管理和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。綜合機(jī)械化采煤是煤礦技術(shù)進(jìn)步的標(biāo)志,是煤礦增加產(chǎn)量、提高勞動(dòng)效率、增加經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。