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薄煤层综合机械化采煤技术的研究与实践

所属栏目:矿业论文 发布日期:2021-03-11 09:39 热度:

   随着综采技术的不断发展,致使年消耗回采巷道数量也逐渐增加,巷道综合机械化薄层开采技术逐渐变成煤矿高效集约化生产的共性和关键性技术。采掘技术及综合机械化薄层开采是煤矿生产的关键生产环节。因此,为了保证矿井实现高效高产的目的,必须要使用高效机械化综合机械化薄层开采和支护技术。同时,这两种技术也是巷道综合机械化薄层开采技术未来发展的主要发展方向。

薄煤层综合机械化采煤技术的研究与实践

  1 煤矿综合机械化薄层开采新技术的基本现状

  1.1 高效综合机械化薄层开采和支护技术的基本现状目前,我国煤巷综合机械化薄层开采的方法主要有以下几种:大断面煤巷连续采煤机高效综合机械化薄层开采;煤巷高效综合机械化薄层开采技术;煤巷综合机械化综合机械化薄层开采;掘锚机组掘锚一体化综合机械化薄层开采。

  1.2 半煤岩巷高效综合机械化薄层开采技术我国重点煤矿半煤岩巷的综合机械化薄层开采,大部分都是采用半煤岩悬臂式综合机械化薄层开采机机械化作业线,而半煤岩掘机大部分都是以中型和中型机械为主,综合机械化薄层开采机在半煤岩巷道综合机械化薄层开采机过程中,由于岩石所占据的比例相对较大,所以在选取机器时,必须要注意以下几个方面的问题:机重大,破岩能力强,重心低,截齿单刀力大,系统简单且可靠,工作稳定性好,方便维护,元部件可靠性高 [1]。

  1.3 岩巷高效综合机械化薄层开采技术当前,我国岩巷主要采用的施工工艺是钻爆法,相关专家对岩巷悬臂式综合机械化薄层开采机实行了多次试验,进而逐渐演变为两种岩巷机械化的作业线:铲斗式装岩机作业线或者是气腿式凿岩机配耙斗式;全液压钻车配侧卸装岩作业线。

  1.4 煤矿锚杆支护技术安全、合理、有效的巷道支护是保证矿井实现高产高效的必备条件,虽然巷道支护技术是煤炭开采中的重要核心技术,但是锚杆支护已经逐渐变为巷道支护的重要发现方向。

  2 现存技术差距

  重型国产综合机械化薄层开采机与国际先进设备相比,基础研究方面存在薄弱性,总体性能参数也较低。而且适用于我国煤矿地质条件的行走部载荷谱、截割和装运尚未完善建立,也缺乏完整的设计理论依据,这些都是造成差距的原因。综合机械化薄层开采锚机组中,虽然采用了大量的新技术、新工艺及新材料,但是要有效解决其中的难点部分:整体结构设计和稳定性的研究;行走机构与锚杆机之间相对滑移联结技术。

  3 煤矿高效综合机械化薄层开采技术发展趋势

  3.1 煤巷高效综合机械化薄层开采技术发展趋势(1)发展掘锚统一化技术。掘锚一体化施工技术具备很大的技术,主要体现在改善作业环节、提升锚杆支护作用和加快煤巷综合机械化薄层开采等多方面作用。使用掘锚一体化施工,常规情况下是日进尺在 40~50 m 之间,掘锚一体化施工循环时间通常是在 30 min 以内,成巷速度能够提升至 65% 以上,月进可以控制在 1 000~1 200 m。在使用掘锚一体化开展施工时,若发生顶板暴露的现象,能够迅速安装锚杆,以改变支护的效果,从而使锚杆的支护质量得到明确的保证。此外,需要注意的是,掘锚机组施工巷道不但可以改善锚杆支护作业的恶劣环境,还能够使其达到有关方面的安全指标,并且一次性成型效果很好。(2)加强大断面多巷综合机械化薄层开采推广使用连续采煤机。对于美、澳等有关的主要采煤国家,一直以来都使用的是连续采煤机多巷综合机械化薄层开采的综合机械化薄层开采技术,这是一种高效高产的最佳综合机械化薄层开采方法。因此,我国有关煤矿公司需要根据具体情况展开相应的分析,并结合我国煤矿的基本特征,通过连续采煤机综合机械化薄层开采工作面顺槽,从而取得比较理想的成果。近年来,连续采煤机在我国的应用数量以每年 15 台的速度增加的模式,打破了煤巷综合机械化薄层开采进尺的多项记录。此外,连续采煤机煤巷综合机械化薄层开采不仅具有采掘合一的优点,还有综合机械化薄层开采速度快的优点。

  3.2 半煤岩及全岩巷高效综合机械化薄层开采技术发展前景综合机械化薄层开采方式是我国未来悬臂式综合机械化薄层开采机发展的主要方向,其不仅具有功率大,还有重型化和自动化的特点。优化装载、截割和行走等结构方式,拓展综合机械化薄层开采机使用的范围。更为重要的是,需要不断探索新型的截割方式,而对于全岩巷钻爆法施工发展来讲,关键是发展履带式全液压锚杆钻机,所以需要不断提升自动化水平和整机性能。

  4 高效综合机械化薄层开采配套技术发展趋势

  4.1 煤巷快速综合机械化薄层开采的地质保障关键煤巷在实际施工过程中,经常会出现由于地质条件发生变化,自然环境出现突变的情况,从而对综合机械化薄层开采的速度产生影响。独头综合机械化薄层开采巷道小构造等地质异常体,其 150 m 超前探测,探测结果的三维可视化快速显示技术,将会成为发展的重点对象。

  4.2 与综合机械化薄层开采工作面相结合配套机载除尘设施在最近几年,我国综合机械化薄层开采工作面应用的主要除尘方法是喷雾除尘,此种方法不仅效果偏低,而且可靠性也相对较低,即使最高除尘率也只能达到 60%~70%。因此,为了改善综合机械化薄层开采工作面的劣质环境。锚杆支护技术在我国大部分矿区都得到了非常广泛性的使用,动态信息锚杆设计将会成为未来推广的重要方向,所以地质力学测试和评估,煤及半煤岩巷围岩(煤),逐步完善锚杆支护技术也同样是研究的重点部分。(1)直接坡顶法。在掘进施工中,若出现高差的情况,即可应用该种方法。而在直接坡顶法的实际应用过程中,施工人员首先应利用掘进机冲击巷道顶部,并对断层进行爆破。其次,施工人员应去除稳定性较差的顶板围岩,并利用锚网索,对稳定性符合标准的顶板围岩进行固定。通常情况下,硬度低于 5 或落差高于 2 cm,即代表该岩石硬度等指标较低。在施工人员对该点给予高度重视并采取恰当措施后,岩石碎裂所导致的安全事故将显著减少。(2)后退卧底法。该种方法主要应用于掘进施工中出现的断层下落现象。在使用掘进设备的过程中,若实际坡度高于要求坡度,施工人员可以选择首先构建巷道卧底,以此降低整体坡度,并确保掘进设备能够正常使用。此外,在煤矿开采工程掘进施工中,正确利用后退卧底法,能够促使施工质量等方面与相关要求及标准相吻合。

  4.3 顶煤放炮技术部分地区因地质环境特殊,所以在煤矿开采过程中,极易出现断层现象。在此基础上,煤层结构将出现持续移动的情况,并对现场作业人员的生命安全构成威胁。因此,为提升煤矿开采安全性及人员作业效率,施工人员可以利用顶煤放炮技术与起坡卧底,以此为掘进施工顺利进行提供保障。

  5 结语

  综上所述,薄煤层综合机械化采煤技术在地下煤矿开采工程中具有重要地位,其不仅能够显著提升工程安全性,而且还能提升作业效率。因此有关机构或单位应对其给予高度重视,并正确利用该项技术。基于此,我国煤矿行业才能稳定发展。

  参考文献

  [1] 李勇 . 煤矿综合机械化薄层开采新技术的现状与发展趋势 [J]. 内蒙古煤炭经济 ,2019,(15):193,195.

  [2] 赵世忠 , 刘记强 . 煤矿综合机械化薄层开采新技术的现状与发 展趋势 [J]. 城市建设理论研究(电子版),2015,5(33):2374.

  《薄煤层综合机械化采煤技术的研究与实践》来源:《矿业装备》,作者:王庆宁

文章标题:薄煤层综合机械化采煤技术的研究与实践

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