山西介休义棠城峰煤业有限公司沈海平
摘要:近年来,随着科技的不断发展,推动了我国煤炭开采业的不断发展,各种新技术、新设备以及新工艺不断应用在我国的采煤掘进作业中,推动了我国煤矿企业的不断发展。本文从煤矿采煤掘进技术、煤矿采煤掘进自动化技术、煤矿采煤巷道支护技以及煤矿采煤爆破技术方面对煤矿采煤新技术的现状和发展进行了研究,以期为采煤新技术在煤炭开采作业中的应用提供一些参考。
关键词:煤矿;采煤新技术;现状;发展趋势随着我国在煤炭采掘科研投入的不断增大,煤矿掘进中新技术、新工艺以及新设备不断涌现,同时这些新技术、新工艺以及新设备不断应用在煤矿掘进工作当中,有效提高了煤矿采煤掘进效率,同时也推动了煤矿企业的发展。
1、煤矿采煤掘进技术现状和发展在煤矿掘进作业中,掘进机是一种极其重要的掘进工具。
目前,我国的在掘进机研制方面一直落后于西方发达国家。近年来,国家对采煤掘进机科研项目日益重视,我国采煤掘进机技术方面取得了明显进步,然而仍然与国外先进技术存在一定差距。目前,悬臂式掘进机广泛使用在我国煤矿采煤掘进过程中,如EBJ-120TP型采煤掘进机等。随着煤矿开采掘进要求的不断提高,同时为了有效适应锚杆支护技术的不断发展,国际先进的采煤掘进机开始不断朝着掘锚一体化方向发展,同时也成功在悬臂采煤机和连续采煤机的基础上研制出了掘锚一体机组。掘锚一体化技术有效将支护技术和掘进技术有机结合,实现了一台机器上同时完成采煤的掘进作业和支护作业,有着掘锚平行作业、单巷快速掘进等优点,能够明显缩短采煤作业时间,提高采煤效率。目前,悬臂式掘锚机和连续采煤掘锚机是目前掘锚一体机组的主要类型。当前,在我国的采煤作业中,掘锚仍然处于推广阶段,同时在煤矿开采作业中采用掘锚机进行开采作业的单位也相对较少。目前,我国使用的掘锚机进行煤炭开采作用的单位只有晋城煤业集团等9家煤矿公司,同时也仅有15台掘锚机投入使用。晋城煤业集团于2003年引进一台型号为ABM20的掘锚机组,并于2004年1月在巷道断面为4.9mx3.3m的成庄矿四盘区4214巷道进行了试验,同时其2月份掘进进尺达到351m,3月份掘进进尺达到402m,4月份掘进进尺高达550m,在进行掘锚机采煤试验期间,最高班进尺为12m,最高日进尺高达30.4m。掘锚机相比于传统的掘进机,大幅度提升了掘进能力、环境适应能力以及采煤生产效率,在我国煤炭开采行业有着广阔的应用前景。
2、煤矿采煤掘进自动化技术现状和发展随着科技的不断发展,推动了我国计算机技术、微电子技术以及自动化技术的不断发展,同时也推动了我国煤炭开采业不断朝着自动化方向发展。为了全面实现煤炭开采掘进自动化,国内一些科研机构和大型煤矿企业都在如火如荼的开展着煤炭掘进自动化技术的研究。如中国矿业大学与山东新汶煤矿成功研制出了能够有效解决掘作业和支护作业的平行化、自动化问题以及原煤和材料运输的连续化、安全保证的自动化的掘进工作面的自动化系统。该自动化系统在计算机技术和远程监测基础上,利用自动控制站软件有效实现了对了掘进工作面的自动控制、掘进设备自动检测与故障诊断以及环境自动监控。新汶煤矿在采用该掘进自动化系统后,大幅度降低了掘进职工人数,有原来的45名降至目前的25名,同时大幅度提高了采煤掘进效率,每天提高了5.55m的采煤掘进进尺。采用自动化掘进技术,能使还能够大幅度提高煤矿采煤掘进作业的安全性,新汶煤矿在使用掘进自动化技术至今未发生一起安全事故和环境污染事件。
目前,一些煤矿企业在大力发展采煤掘进自动化技术的同时,也在大力研发采煤掘进作业危险环境和环节的掘进巷道扒渣机器人,以减少采煤掘进作业中的不必要的作业危险。目前,我国掘进巷道扒渣机器人仍然处于试用阶段,其功能和在煤矿掘进作业中的实际效果仍然需要不断完善和论证。
3、煤矿采煤巷道支护技术现状和发展煤矿采煤巷道支护技术在煤矿开采过程中有着重要作用,是保证采煤掘进现场安全的重要环节,同时也是煤矿落实安全生产的基础保证。近年来,我国越来越重视煤矿的安全生产,同时各大煤矿企业对巷道支护技术也越来越重视,推动了我国煤矿采煤巷道支护技术的不断发展。近年来,我国煤矿采煤巷道支护技术取得了一定发展,使得我国煤矿采煤巷道支护技术更具安全性和方便性。如淮北矿业集团在对本煤矿采煤掘进中大倾角、高地压“三软”巷道作业环境进行研究后,研发出了一种新型的预拉力支护技术。该预拉力支护采用的是高强预拉力锚杆和M型钢带及其配套托盘,同时高强预拉力锚采用高强预拉力锚杆采用20MnSiⅡ左旋无纵筋专用螺纹钢,其屈服强度大于340MPa,并使用树脂锚固剂充实填固,相比于传统的支护技术,其锚固力有了很大提升。而M型钢带及其配套托盘使钢带、托盘、锚杆三者成为一个更加统一的整体。该预拉力支护技术在某煤矿7241工作面回风巷掘进期间对围岩表面变形、锚杆受力等进行了观测。通过对该预拉力支护技术3个月来的观测发现,底板累积位移在380㎜~495㎜之间,底板移近量小于两帮移近量,两帮移近量的最大值为645㎜,底臌量在220㎜~285㎜之间,同时底板中部锚杆荷载力在100kN以上,上帮锚杆荷载通常在50~60kN之间,下帮锚杆荷载通常为45~50kN之间,能够基本满足采煤掘进生产需要,同时也具有良好的支护效果。此外,为了提高采煤掘进巷道的支护效果,一些煤矿企业的煤矿采煤巷道支护技术还采用了尤卡尼加固技术来对围岩进行了有效的加固和密封,提高煤岩体整体强度。
4、煤矿采煤爆破技术现状和发展目前,我国煤矿巷道的使用年限普遍较长,在进行采煤掘进过程中,巷道受压影响相对较大,一定程度上影响到煤矿的爆破施工作业,从而直接影响到煤矿采煤掘进的质量和进度。
近年来,我国一些煤矿企业为了减少辅助作业的实践、有效增加单循环进尺以及提高施工速度,在进行煤矿采煤爆破施工时,采用了中深孔光面爆破施工技术,并取得了一定成效。如沈阳煤业集团在进行掘进爆破施工时,根据自身掘进作业的实际情况,采用眼深为1.8~2.3m的中深孔光面爆破技术,取得了显著成效。
结语近年来,随着科技的科技的不断发展,推动了我国煤炭开采业的不断发展,煤矿采煤掘进技术、煤矿采煤掘进自动化技术、煤矿采煤巷道支护技以及煤矿采煤爆破技术不断应用在我国煤矿开采作业中,有效提高了煤矿采煤掘进效率,同时也推动了煤矿企业的发展。
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