煤礦科技論文
目前的社會進步的全新形式之下，煤礦科技的不斷進步及日漸完善最終是采礦科技發(fā)展的主題。下面是學(xué)習(xí)啦小編整理的煤礦科技論文，希望你能從中得到感悟!
煤礦科技論文篇一
煤礦開采科技探討
摘要：目前的社會進步的全新形式之下，煤礦開采科技的不斷進步及日漸完善最終是采礦科技發(fā)展的主題。在不斷進步的采煤工藝下，逐漸探索多層次、多樣化的采煤工藝，創(chuàng)建獨具獨特的采煤工藝?yán)砟?。我們國家的采煤辦法逐漸變得成熟起來，放頂煤采煤的運用也在不斷的發(fā)生變化，運用水準(zhǔn)和理念探究的廣泛度也在不斷的提升。文章針對煤礦開采科技進行相關(guān)論述。
關(guān)鍵字：煤礦開采;科技
中圖分類號：TD82 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
1 采煤方法和工藝
開發(fā)煤礦高效集約化生產(chǎn)科技、創(chuàng)建生產(chǎn)高集中、高可靠性的高產(chǎn)高效礦井開采科技來提升工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)集中化為核心,以便于提升高效率和經(jīng)濟利益為總體目標(biāo)，探究研發(fā)在不同條件下的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝,簡單、高效、可靠的生產(chǎn)系統(tǒng)和開采布置,生產(chǎn)過程監(jiān)控與科學(xué)管理等相互配套的成套開采科技,發(fā)展各種礦井煤層條件下的采煤機械化,進步改進工藝和裝備,提高應(yīng)用水平和擴大應(yīng)用范圍,提升采煤機械化的程度和水準(zhǔn)。
1.1 開發(fā)“埋深淺、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效現(xiàn)代開采成套科技”,需消除一下幾方面的科技難題。
硬頂板控制科技,研究埋深淺、地壓小的硬厚頂板控制科技,主要通過巖層定向水力壓裂、傾斜深孔爆破等頂板快速處理科技,使直接頂能隨采隨冒,提高頂煤回收率,且基本頂能按定步距垮落,既有利于頂煤破碎,又保證工作面的安全生產(chǎn)。
硬厚頂煤控制科技,研究開發(fā)埋深淺、支承壓力小條件硬厚頂煤的快速處理科技,包括高壓注水壓裂科技和頂煤深孔預(yù)爆破處理科技,使頂煤體能隨采隨冒,提高其回收率。頂煤冒放性差、塊度大的綜放開采成套設(shè)備配套科技,研制既有利于頂煤破碎和頂板控制。又有利于放頂煤的新型液壓支架,合理確定后部置輸送機能力。 兩硬條件下放頂煤開采快速推進科技,研究合適的綜放開采回采工藝,優(yōu)化工序,縮短放煤時間,提高工作面的推進度,實現(xiàn)高產(chǎn)高效。
5.5m寬煤巷錨桿支護科技,通過寬煤巷錨桿支護科技的研究開發(fā)和應(yīng)用,有利于綜采配套設(shè)備的大功率和重型化,有助于連續(xù)采煤機的應(yīng)用,促進工作面的高產(chǎn)高效。
1.2 緩傾斜薄煤層長壁開采 主要研究開發(fā):體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤機、刨煤機;研制適合刨煤機綜采的液壓支架;研究開發(fā)薄煤層工作面的總體配套科技和高效開采術(shù)。
1.3 緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長壁采 應(yīng)進一步加強完善支架結(jié)構(gòu)及強度,加強防倒、防滑、防止頂梁焊縫開裂和四連桿變、防止嚴(yán)重?fù)p壞千斤頂措施等的研究,提高可靠性,縮小其與中厚煤層(采高3m左右)產(chǎn)高效指標(biāo)的差距。
1.4 各種綜采高產(chǎn)高效綜采設(shè)備保障體系
要實現(xiàn)高產(chǎn)高效,就要提高開機率,對“支架—圍巖”系統(tǒng)、采掘運設(shè)備進行監(jiān)控。今后研究的重點是:通過電液控制閥組操縱支架和改善“支架-圍巖”系統(tǒng)控制,進一步完善液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護質(zhì)量信息的自動采集系統(tǒng);乳化液泵站及液壓系統(tǒng)運行狀態(tài)的檢測診斷;采煤機在線與離線相結(jié)合的 “油-磨屑”監(jiān)測和溫度、電信號的監(jiān)測;帶式輸送機、刮板輸送機全面狀態(tài)監(jiān)控。
2 深礦井開采科技
深礦井開采的關(guān)鍵科技是:煤層開采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風(fēng)、井巷布置等;需要攻關(guān)研究的是:深井圍巖狀態(tài)和應(yīng)力場及分布狀態(tài)的特征;深井作業(yè)場所工作環(huán)境的變化;深井巷道(特別是軟巖巷道)快速掘進與支護科技與裝備;深井沖擊地壓防治科技與監(jiān)測監(jiān)控科技;深礦井高產(chǎn)高效開采有關(guān)配套科技;深礦井開采熱害治理科技與裝備。
3 “三下”采煤科技
提高數(shù)值模擬計算和相似材料模擬等,深入研究開采上覆巖層運動和地表沉陷規(guī)律,研究滿足地表、建筑物、地下水資源保護需要的合理開采系統(tǒng)和優(yōu)化參數(shù),發(fā)展沉降控制理論和關(guān)鍵科技,包括用地表廢料向垮落法工作面采空區(qū)充填的系統(tǒng);研究與應(yīng)用各種充填科技和組合充填科技,村莊房屋加固改造重建科技,適于村莊保護的開采科技;研究近水體開采的開采設(shè)計、工藝參數(shù)優(yōu)化和裝備,提出煤炭開采與煤礦城市和諧統(tǒng)一的開采沉陷控制、開采村莊下壓煤、土地復(fù)墾和礦井水資源優(yōu)化等關(guān)鍵科技。
4 優(yōu)化巷道布置,減少矸石排放的開采科技
改進、完善現(xiàn)有采煤方法和開采布置,以實現(xiàn)開采效益最大化為目標(biāo),研究開發(fā)煤礦地質(zhì)條件開采巷道布置及工藝科技評價體系專家系統(tǒng),實現(xiàn)開采方法、開采布置與煤層地質(zhì)條件的最優(yōu)匹配。
5 采場圍巖控制科技
5.1 進一步完善采場圍巖控制理論
以科學(xué)合理、優(yōu)化高效的巖層控制科技來保證開采掘活動的安全、高效、低成本為目標(biāo),深入總結(jié)我國幾十年的礦山壓力研究成果,以理論分析(解析法)、現(xiàn)代數(shù)學(xué)力學(xué)(統(tǒng)計分析預(yù)測、數(shù)值法)和實測法相結(jié)合運用先進的計算機科技,深入研究各種煤層地質(zhì)及開采條件。
5.2 研究堅硬頂板與破碎頂板條件下應(yīng)用高科技低成本巖層控制科技
目前,由于應(yīng)用高壓注水、深孔預(yù)裂爆破處理堅硬頂板和應(yīng)用化學(xué)加固科技存在工藝復(fù)雜、成本高的問題,因而需進一步研究開發(fā)新科技、新工藝、新材料來解決這些問題。
5.3 放頂煤開采巖層和支架—圍巖相互作用機理
研究放頂煤開采力學(xué)模型、圍巖應(yīng)力、頂煤破碎機理、支架—頂煤—直接頂—基本頂相互作用關(guān)系;運用離散元等方法研究頂煤放落規(guī)律,提出放頂煤優(yōu)化準(zhǔn)則和提高頂煤回收率的途徑。
5.4 支護質(zhì)量與頂板動態(tài)監(jiān)測科技
在總結(jié)緩傾斜中厚長壁工作面開展支護質(zhì)量與頂板動態(tài)監(jiān)測方面,應(yīng)進一步在堅硬頂板、破碎頂板、急傾斜、放頂煤工作面開展支護質(zhì)量與頂板動態(tài)監(jiān)測,同時應(yīng)不斷完善現(xiàn)有的監(jiān)測科技,發(fā)展智能化監(jiān)測系統(tǒng),改進監(jiān)測儀表,使監(jiān)測儀表向直觀、輕便、小型化方向發(fā)展。
5.5 沖擊地壓的預(yù)測和防治
通過計算機模擬研究沖擊性礦壓顯現(xiàn)發(fā)生的機理;進一步完善沖擊性礦壓顯現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng),發(fā)展遙控測量和預(yù)報科技,完善沖擊性礦壓綜合防治措施的優(yōu)化選擇專家系統(tǒng)。
5.6 研究開發(fā)新型的支護設(shè)備
研究硬煤層、硬頂板放頂煤液壓支架,完善液壓支架性能和快速移架系統(tǒng),開發(fā)耐炮崩、輕型化單體液壓支柱和厚煤層巷道錨索和可伸縮錨桿。
6 小煤礦科技改造和機械化開采科技
實施國家關(guān)閉小煤礦,淘汰落后生產(chǎn)科技和生產(chǎn)設(shè)備,提高平均單井規(guī)模的科技政策,開發(fā)小型煤礦機械化、半機械化開采科技和裝備,改進小煤礦的采煤方法和開采工藝,提高采煤工作面的單產(chǎn)和工效;提高小煤礦的頂?shù)装蹇刂瓶萍妓?最大限度地減少頂?shù)装迨鹿事省?/p>
7 煤炭地下氣化科技
煤炭地下氣化科技是將處于地下的煤炭進行有控制的燃燒,通過對煤的熱化學(xué)作用而產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過程。煤炭地下氣化科技屬于一種特殊的采煤方法,它是國際首創(chuàng)。煤炭地下氣化科技具有投資少、安全、工期短、見效快、用人少、效率高、成本低、效益好等優(yōu)點,尤其適合我國煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜、劣質(zhì)煤比例高、“三下”壓煤嚴(yán)重的礦區(qū)。具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。應(yīng)繼續(xù)研究完善“長通道、大斷面、兩階段”和“礦井式氣化”兩種典型煤炭地下氣化工藝,進行較大規(guī)模的地下氣化試驗研究,摸索實現(xiàn)“兩個控制、三個穩(wěn)定”的科技途徑,并實現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)探索應(yīng)用的途徑.
參考文獻(xiàn)
[1] 李鐘. 巷道支護現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(一)[J]. 巖土工程界，2001(01).
[2] 李鐘. 巷道坑支護現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(二)[J]. 巖土工程界，2001(02).
煤礦科技論文篇二
試論國內(nèi)煤礦綠色開采科技
摘要：綠色開采是煤炭開采今后的發(fā)展趨勢，對提升煤炭采出率、保護生態(tài)環(huán)境及實現(xiàn)煤礦的良好發(fā)展有著較為關(guān)鍵的影響和作用。文章論述了綠色開采科技,歸總了國內(nèi)煤礦綠色開采辦法的當(dāng)下狀況，針對科學(xué)采礦有著很大的參考性價值。
關(guān)鍵詞:綠色開采;煤礦開采;煤與瓦斯共采;充填開采;煤炭地下氣化
中圖分類號：TU7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
煤炭開采導(dǎo)致巖層遭到一定程度的損壞，導(dǎo)致巖層中水與瓦斯的流動,造成煤礦瓦斯事故與井下突水事故;煤炭開采引起巖層移動,從而導(dǎo)致地表塌陷，導(dǎo)致弄條、建筑設(shè)施遭到損壞;煤炭開采形成的大量堆積在地面的矸石,既占用良田,又造成環(huán)境污染;隨著國內(nèi)礦井開采深度的不斷增加,礦山壓力顯現(xiàn)及沖擊地壓等動力災(zāi)害發(fā)生的頻次增加,強度增大,危及礦井的安全生產(chǎn)。上述問題若得不到有效解決,在接下來的時間中，伴隨著能源整體準(zhǔn)求及煤炭產(chǎn)量的不停增加，煤炭資源開采將帶來的礦區(qū)安全及生態(tài)方面的問題將更加嚴(yán)峻，人們的生活環(huán)境及社會未來的發(fā)展都會遭受很大的影響。
依據(jù)國內(nèi)能源目前情況，煤炭是國內(nèi)較為重要的一次性能源，在將來的幾年中，煤炭將在能源構(gòu)成當(dāng)中的重要地位不會發(fā)生變化。2020年國內(nèi)煤炭消費量將達(dá)到40億t。那個時候，煤炭總量將沒辦法滿足工業(yè)需求，所以不能夠以單純的以提升煤炭產(chǎn)量消除煤炭供應(yīng)上的問題，而應(yīng)當(dāng)發(fā)展煤炭循環(huán)經(jīng)濟，減少煤炭采發(fā)對外界環(huán)境的不良影響，且應(yīng)當(dāng)將 “發(fā)展煤炭循環(huán)經(jīng)濟,實現(xiàn)煤炭綠色開采”作為理念,大力發(fā)展綠色的采煤科技。
1煤炭綠色開采體系
煤礦綠色開采以及相應(yīng)的綠色開采科技,在基本概念上是要從廣義資源的角度上來認(rèn)識和對待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各種資源?；境霭l(fā)點是防止或盡可能減輕開采煤炭對環(huán)境和其他資源的不良影響。目標(biāo)是取得最佳的經(jīng)濟效益和社會效益。2003年,中國礦業(yè)大學(xué)錢鳴高院士首次提出了煤礦綠色開采的概念和科技體系,隨后明確了實現(xiàn)煤炭資源開采和環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展的綠色開采研究目標(biāo),為國內(nèi)綠色開采科技的研究指明了方向。錢院士提出的綠色開采科技體系, 綠色開采理論依據(jù):
(1)關(guān)鍵層理論。
(2)開采對巖層移動的影響及移動規(guī)律。
(3)水在裂巖體中的滲流規(guī)律。
(4)開采后巖層內(nèi)節(jié)理裂隙分布發(fā)育規(guī)律等。
2保水開采
保水采煤在不同的礦區(qū)有不同的科技內(nèi)涵,缺水礦區(qū)要以水資源保護和利用為主;大水礦區(qū),要以減少水資源破壞和防治水災(zāi)害為主。因此,保水開采包含水資源保護、水資源利用(煤水共采)和水災(zāi)害防治等多項重要內(nèi)容。
3煤與瓦斯共采
瓦斯既是礦井有害氣體也是潔凈能源。因此,應(yīng)該使其資源化,其科技途徑有:
(1)采前抽采:若能在開采前將煤層內(nèi)瓦斯抽出,則是利用瓦斯改善。煤礦安全的最好辦法。
(2)煤與瓦斯共采:開采后圍巖壓力降低,大量瓦斯在采空區(qū)釋放,有利于瓦斯抽采,因此形成煤與瓦斯共采體系。
(3)廢棄礦井抽采瓦斯。鑒于廢棄礦井煤層經(jīng)過采動而充滿瓦斯,因而可以利用采動后巖體內(nèi)裂隙場的分布及鉆孔,將瓦斯抽排管裝在井下、封閉井口后,抽出瓦斯。
(4)回風(fēng)井回收瓦斯。
(5)煤與瓦斯共采的科技主要有:留巷鉆孔法、卸壓法等。
4充填開采
國內(nèi)多數(shù)煤礦存在建筑物下、水體下、鐵路下壓煤的問題,充填采礦法對解決這類問題具有重要的意義。
4.1矸石充填利用井下采空區(qū)處置煤矸石的充填采煤方法,既可以減少煤礦固體廢棄物排放,又可以減輕開采沉陷災(zāi)害、提高礦井資源回收率,是實現(xiàn)煤礦綠色開采的關(guān)鍵科技途徑之一。
(1)拋矸機拋矸充填。將巖巷和半煤巖巷掘進矸石用礦車運至井下矸石車場,經(jīng)翻車機卸載后,矸石經(jīng)破碎機破碎,而后進入矸石倉。通過矸石倉下口,膠帶或刮板輸送機將破碎后的矸石運入上下山,而后由膠帶或刮板輸送機轉(zhuǎn)載進入采煤工作面回風(fēng)平巷,再由工作面采空區(qū)可伸縮膠帶輸送機運至工作面采空區(qū)拋矸膠帶輸送機尾部,由拋矸膠帶輸送機向采空區(qū)拋矸充填。
(2)刮板輸送機卸矸充填。充填裝備由后端帶懸梁的自移式液壓支架和充填刮板輸送機組成。在自移式液壓支架后端增加后懸臂等配件,采用可調(diào)高但掛鏈懸掛充填刮板輸送機溜槽,懸掛是為了增加充填垂直高度。輸送機中部溜槽按順序連接,并與機頭和機尾組成整部刮板輸送機。每2節(jié)中部溜槽設(shè)置1個溜矸孔,溜矸孔開在溜槽的中板上。由電機車牽引矸石礦車至采區(qū)矸石車場,通過翻車機卸載,矸石經(jīng)轉(zhuǎn)載機、破碎機進入矸石倉。破碎后的矸石經(jīng)上下山輸送機、平巷輸送機運至液壓支架后的充填刮板輸送機,在采空區(qū)卸載。
(3)風(fēng)力拋矸充填。風(fēng)力充填材料粒度的直徑不宜大于充填管道的1/2~1/3。并且要求充填材料沉縮率低、不自然、腐蝕性小。矸石經(jīng)充填機、充填管路充填采空區(qū)。一般采煤機割兩刀煤充填一次,充填步距1.2~1.6 m,每次充填長度6~9 m,工作面每向前推進50~100 m,充填機前移一次。機械矸石充填對充填材料要求不嚴(yán)格,使用設(shè)備也較少,在國內(nèi)山東礦區(qū)發(fā)展較快,有推廣趨勢。
4.2水砂充填水砂充填采煤法是利用水力通過管道把充填材料沙粒送入采空區(qū)的充填采煤法。目前水砂充填科技已經(jīng)十分成熟。在地面用礦車將采出、破碎及篩分后的成品砂運到貯砂倉貯存。在貯砂室,砂與水混合成砂漿,經(jīng)充填管路送至工作面采空區(qū),并在采空區(qū)脫水,砂子形成充填體,廢水經(jīng)采區(qū)流水上山和流水道流入采區(qū)沉淀池,經(jīng)沉淀后,澄清的水流入水倉,用水泵經(jīng)排水管將水排至地面貯水池,以供循環(huán)利用。水砂充填采煤法充填致密,可減少煤塵危害,能有效地控制地表下沉和變形,但井上下充填系統(tǒng)復(fù)雜,設(shè)備及設(shè)施投資大,充填材料昂貴,提高了噸煤成本。
4.3膏體充填膏體充填科技是1979年在德國的格倫德鉛鋅礦首先發(fā)展起來的,由于膏體充填具有料漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)高、充填效率高、成本較低等優(yōu)點,這項科技試驗成功以后在金屬礦山得到較快的發(fā)展,在包括中國在內(nèi)的許多國家得到應(yīng)用。
5煤炭地下氣化
煤炭地下氣化是指將地下煤炭通過熱化學(xué)反應(yīng)在原位把煤炭轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w。可以部分消除煤炭開采對環(huán)境的污染和煤炭燃燒對生態(tài)環(huán)境的不利影響與破壞。煤炭地下氣化是一種整體綠色開采科技。它開始于英國1912年,由于熱值低、成本高而未得到發(fā)展。國內(nèi)于1958 -1960年曾在16個礦區(qū)進行試驗,于1962年停止,1984年又開始了新的試驗,1994年達(dá)到連續(xù)產(chǎn)氣295 d,產(chǎn)氣量為200 m3/h,熱值13. 81~17. 57 MJ /m3,采用的是有井式、長通道、大斷面的煤炭地下氣化方法。目前國內(nèi)的地下氣化科技仍處于工業(yè)試驗階段,有很多問題需要去研究和探索。
6結(jié)束語
資源與環(huán)境的和諧統(tǒng)一的綠色開采是消除煤炭開采環(huán)境矛盾的最好辦法。要順利開展綠色開采，需有效協(xié)調(diào)的探究和消除經(jīng)濟與科學(xué)技術(shù)上的一些問題。綠色采礦應(yīng)當(dāng)盡量避免對環(huán)境的影響和污染，還能夠為人們帶來較大的經(jīng)濟利益。綠色采礦是發(fā)展綠色礦業(yè)及礦區(qū)綠色家園的關(guān)鍵性舉措。伴隨著綠色開采的逐漸進行和完善，煤礦綠色開采必然會展現(xiàn)其有利的租用，為人類及社會與自然的和諧發(fā)展做出自身獨特的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
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