煤矿综采工作面回采效率的提升措施研究论文_叶永强

煤矿综采工作面回采效率的提升措施研究论文_叶永强

平顶山天安煤业股份有限公司六矿 河南平顶山 467000

摘要:煤矿矿产资源的综合开发利用水平是通过煤矿综采工作面上煤炭回采率的高低体现的,不仅如此,其还是评估煤矿煤炭综合开采技术水平和管理水平的关键。因此,为了实现煤炭资源的合理开发利用,需要依据煤炭实际开采情况,优化综合开采技术工艺,进而提升煤炭综采工作面的回采效率。本文基于煤矿综采工作面的生产实践对煤矿综采工作面煤炭损失问题进行分析,指出改进综采工作面相关回采技术的方式,进而提高煤矿回采工作效率。

关键词:煤矿综采;工作面;回采效率

引言

能源是整个人类社会发展的关键物质基础与保障,其中包括煤炭、石油、天然气等,在我国,煤炭是最主要的化石能源。近年来,虽然煤炭在我国能源供应体系中所占比例逐年下降,但总体的产量与消费量仍保持在很高的水平。我国对煤炭的消费量已经占到了全世界总体消费量的 1/3,产量所占比例也基本与消费量一致,并在今后相当长时间内会一直作为我国主要能源来供应社会经济的发展。而煤炭作为不可再生能源,其价值非常宝贵,研究如何提高煤炭资源回收率具有重大意义。在煤炭企业的生产过程中,综采工作面回采率是非常重要的指标,是评价企业节能减排、先进与否的重要指标,同时也是相关研究人员从技术、设备以及管理等方面进行相关研究与解决存在问题的主要方面。要想抓住机遇,在煤炭市场当中大放光彩,就必须要优化开采方式,提升综采工作面的回采效率,努力提高企业的核心竞争力,在保证煤矿开采量的基础上促进企业发展。

1.煤矿综采工作面的煤炭损失

煤矿综采工作面的煤炭损失主要发生在以下4 个阶段:第一次开采以及最后一次开采阶段;综采工作面端头开采阶段;放置顶煤阶段;分层综采阶段。

1.1 第一次开采以及最后一次开采的煤炭损失分析

在对煤矿综采工作面进行开采时,从安全角度出发,在直接顶初次垮落前不放顶煤或尽量少放顶煤,在这个阶段造成的煤炭损失称为初采损失。当综采工作面的开采进入末期,煤矿开采已经临近停采线时,应该及时将内部支架进行撤离,并停止放煤。在这个阶段造成的煤炭损失称为末采损失。

1.2 综采工作面端头开采的煤炭损失分析

端头结构是综采工作面的重要组成部分,因此,要想保证综采工作面的正常安全开采,就必须保证综采工作面端头结构的稳定性与完整性。在综采工作面的过渡支架位置与端头结构位置都不采取放顶煤开采工艺,因为这个原因而造成的煤炭损失称为端头损失。

1.3 放顶煤阶段的煤炭损失分析

在煤矿综采工作面的开采过程中,如果放顶煤的技术不够成熟,放顶煤的数量控制得不太好,那么很容易造成煤炭损失,这类损失就叫放煤损失。通常来说,造成放煤损失的原因比较多:首先,可能是因为在综采工作面开采时混入了太多矸石,原有的煤炭成分发生了改变,失去采出价值导致煤炭损失。其次,在放顶煤时,由于某些矸石的块径比较大,堵塞了放煤口,导致煤炭损失。影响放煤损失量的主要因素有:放顶煤数量与煤矿开采量的比例、顶煤层的内部结构、开采煤层的硬度、综采工作面的倾斜角度等。

1.4 分层综采阶段的煤炭损失分析

在某些煤矿综采工作面的开采过程中,由于开采条件的限制,采用分层综采方式。在进行分层综采时,也会造成一定的煤炭损失。影响分层综采效率的原因主要有以下几点:(1)分层综采不利于处理综采工作面的瓦斯,但是瓦斯体积分数过高不仅影响综采工作面的开采效率,还会对综采工作面的开采工作带来极大的风险。分层综采难以治理瓦斯的原因有 2点:一是煤层本身质地较软,所以在进行钻孔抽取瓦斯时,煤层结构不稳定,容易发生坍塌;二是在钻孔过程中容易发生遗漏,导致局部区域的瓦斯抽取不到位,残留瓦斯较多,影响综采工作面开采的安全性。(2)分层综采对支架的要求比较高,但是目前所使用的综采支架支撑上限较低,支座面积较小,所以难以满足分层综采的要求。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆(3)分层综采过程需要进行合理的分层与开采管理,但是目前综采管理人员在这方面的经验较少,管理效率较低,导致分层综采工作无法正常进行,影响了综采工作面的回采效率。

2.影响综采工作面回采效率的主要因素

2.1 煤层开采条件限制

对煤矿综采工作面回采效率影响最大的因素是煤层自身的开采条件,主要包括煤层的成分、结构、厚度、深度、倾斜角以及硬度等。为了合理利用煤矿资源,国家对综采工作面的回采率进行了严格规定。对于薄层综采工作面,其回采率应在97%以上;对于中层综采工作面,其回采率应在95%以上;对于厚层综采工作面,其回采率应在93%以上。因为煤层的厚度越大,开采起来也越难,所以回采率也会比较低。因此,在开采前需要进行详细的地质勘察,再确定合适的综采技术、设备以及工艺,保证综采工作面的回采效率达到要求。

2.2 开采技术不成熟,设备落后

采用合理的开采技术,并加入自动化机械设备,可以有效减少煤炭损失,提高综采工作面的回采效率。但是目前部分煤矿企业开采技术不成熟,设备比较落后,严重影响了回采效率。

3.提升综采工作面回采效率的技术策略

3.1 对综采工作面进行适当调整

对综采工作面的长度和走向进行适当调整,可以有效降低综采工作面的煤炭损失,提高回采效率。如果综采工作面的边界不符合要求,那么综采工作面的设计方案很容易出现问题。因此,必须勘察煤矿实际地质情况,规范综采工作面的开采工作,降低煤炭损失。

3.2 合理选择顶煤放置方式

首先,如果没有放置顶煤,那么在综采工作面开采初期,可以在综采工作面周围设置一些掩护梁,掩护梁上方有一些散煤,可以当做缓冲层,如果综采工作面出现问题,这些散煤可以起到缓冲保护的作用。在综采工作面开采的末期,开采人员应该控制好设备与停采线的距离,并适当提高放置顶煤的数量。此外,要选择合适的放煤设备,适当调整放煤速度,降低煤炭损失,提高综采工作面的回采效率。

3.3 回收可利用的资源

除了采取合适的控制措施,降低综采工作面开采过程中的煤炭损失以外,还可以通过回收可利用资源的方式来提高资源的利用率。优化开采工艺,积极创新,淘汰落后工艺,改善开采环境,利用优化的开采工艺对煤炭开采过程中的资源进行回收管理,尽量减少资源浪费;建立相关监督机构,对综采工作面的开采过程进行监督,保证回采效率。

3.4 解决分层综采问题,提高分层综采方式的应用效果

采用更加先进的钻孔设备,提高钻孔质量,加速瓦斯抽取;使用承载能力强、底面积大、移动灵活的综采支架,提高综采工作的安全性;加强综采管理人员的专业培训,提高综采工作的管理水平。

4.结束语

在煤矿矿井煤炭资源自身赋存条件相同的情况下,开采技术和放煤工艺直接影响煤矿综采工作面的回采率。在煤矿综采工作面的开采过程中,应合理选择高效经济的开采技术与放煤工艺,优化煤矿综采工作面的设计布置,强化综采工作面煤炭资源的回收管理,有效减少综采工作面的煤炭损失。在准确掌握煤矿产状、形态、分布规律的基础上,构建科学、完善的开采工艺,提升煤矿综采工作面煤炭资源的回采率,为企业创造更多的经济效益。

参考文献:

[1]于建峰.提高综采工作面回采率的技术措施[J].中国石油和化工标准与质量,2012,32(2):93.

[2]李建民,耿清友,周志坡.我国煤矿综采技术应用现状与发展[J].煤炭科学技术,2012,40(10):55- 60.

[3]李旭勤.提升煤矿综采回采效率相关对策[J].科技传播,2013,5(7):68.

论文作者:叶永强

论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期

论文发表时间:2018/1/7

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