时间:2023-09-21 17:56:20
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇煤矿采矿方法,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
【关键词】我国煤矿;采矿;方法;煤矿新探索
煤炭在我国能源中占有很大的比重,煤矿作为不可再生资源,我们如果不好好开采利用,不仅是对资源的浪费更是对自然环境的破坏,采煤已经成为全球性的产业,但是不相协调的是采矿技术必将影响为哦过煤矿产业的快速发展。资料显示,在我国大约有118个因煤矿采矿而使得经济得到发展的城市,因此我国的煤矿采矿事业应坚持以人为本,走科学发展道路,提高我国煤矿产业的经济效益,减少资源浪费和环境污染,推进我国煤矿工业的可持续发展。对于目前我国煤矿采矿中存在的问题,应积极的找出原因并提出解决对策,把对资源的浪费降到最低。下面本篇就对我国煤矿的重要性进行分析,对提高我国煤炭开采率和实现煤矿可持续发展的问题上提出探讨性建议。
1.目前我国煤矿上面临的问题
1.1煤炭储量减少
1.2目前煤矿开采的安全性差经济效益低
我国是第一产煤大国,对于煤矿设备陈旧落后,又加上煤矿开采的地下条件复杂,再加上安全基础工作薄弱,我国的煤矿安全工作很不到位。煤矿采矿人员素质低、设备落后等都能造成煤矿事故频发,这不仅制约煤矿的经济效益,还严重危害了工作人员的安全健康,有碍我国煤炭事业的发展。
1.3采矿的环境资源成本高
要开采煤矿就要在矿区遣散居民,为的是保证人员的安全,因此煤矿开采设计很多的环境因素。煤矿的环境问题不仅有地面上的,还有地下水、温室气体、资源回收等,这些都是要考虑进去的。煤矿开采对土地资源以地表塌陷为主,污染水资源,对空气还造成污染。其实,好的煤矿采矿工作是需要付出很大代价的,不仅需要找准地理位置,还要负责对周边环境的资源保护。
2.探索新的煤矿采矿方法
2.1保水开采技术
保水开采技术就是在煤矿区对地下水保护性开采,其中包含水资源保护、水资源利用(煤水共采)和水灾害防治等多项重要内容,以免煤矿采矿工作影响当地居民的正常生活,影响煤矿采矿区域植被生长,甚至是土地沙漠化。在对于煤矿的开采过程中,保证岩层中的地下水资源不浪费,保水开采技术的实施显得尤为重要。保水开采技术可以保证矿山开采时本身不受水害的威胁,控制煤层上覆岩层中的水分,保护地面和地下水体不受开采沉陷,浪费水资源,也延误煤矿的采矿进度,在煤矿开采的可持续发展观念上也有着重要意义。
2.2瓦斯和煤矿共采技术
在我国的煤矿开采技术中,瓦斯和煤矿共采技术主要有留巷钻孔法、卸压法等,瓦斯就是煤矿采矿中无色、无味的气体,是煤层中最好的清洁能源,加以利用就能变害为宝了(瓦斯在煤矿开采中容易爆炸)。瓦斯也就是煤层其,通常煤矿采矿中只有对瓦斯抽采之后才能够进入煤层采矿,因此好好利用瓦斯资源也是提高煤矿产业经济的好方法。
2.3发挥环保意识
煤炭是不可再生资源,煤炭开采对地表、生态还有空气直接造成了危害。煤矿采矿只有减少环境污染,才能带来良好的社会经济效益。必须在煤矿区内开采地下资源的同时,进行地面的环境保护和绿化作为补偿,实现地下与地面的一体均衡发展。因此,形成环保意识,大力推广煤矿采矿中的洁净生产,加强各种废弃物的综合利用,促进经济与环境的协调发展。
2.4把煤炭在地下气化
把煤炭在地下气化,实质就是把传统的物理开采方法转变为化学开采方法。气化就是物质由液态变为气态的现象,可以消除部分煤炭开采对环境的污染,还有煤炭燃烧对生态环境的不利影响。把煤炭在地下气化就是把埋藏在地底下的煤矿直接变为煤气,再通过管道把煤气供给给工厂等各类用户,使现有采矿的地下作业变为采气作业。煤炭在地下气化不仅减少采矿井下作业的危险,还减少了煤矿开采中对环境的污染,为我国经济的可持续发展最大限度的提供煤炭能源。
2.5煤层巷道支护技术
煤矿采矿之后,煤炭上覆岩层就会发生转移,很容易发生地陷等地质危害,采用煤层巷道支护技术就可以有效避免了。煤层巷道支护技术就是在煤炭开采中,将巷道尽可能布置在煤层中,从而减少出或不出矸石。由于煤矿采矿时井下地质条件的差异,还可将矸石作为采矿中的充填材料,不仅可以减少煤矿上井运输的成本,而且还可以减少因采煤造成的地表塌陷。
2.6煤矿采矿的科学管理
煤矿采矿科学管理就是积极发挥资源的最大效率,以实现煤炭开采的循环利用。例如煤矿中的水资源、煤层气资源都要合理利用。合理煤炭价格,经济开采效率,绿色矿业管理,煤矿区环境保护,这些都将是我国煤炭产业高速发展的保障。还有合理的人员管理制度,发挥工作人员在煤矿安全监督方面的真正作用,保证煤矿采矿企业的稳定生产。还应加大投资资金和人才开发新型技术,保障我国煤炭采矿工作的高效安全,还应研发相关技术和设备,加大对煤矿资源的精细勘察水平,确保我国煤矿的安全生产。
[关键词]煤矿;采矿技术;提高措施
中图分类号:TD 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0107-01
前言:近年来,随着我国社会经济的快速发展与科学技术的不断进步,各行业对煤矿资源的需求量也越来越大。在这样的客观条件下,煤矿采矿技术的改进与新采矿技术的应用,无疑为当前的国民经济发展带来了新的活力。因此在当前的形势下,加强对煤矿采矿技术应用问题的研究,具有非常重大的现实意义。
1.当前煤矿采矿技术应用现状及存在的问题分析
1.1 应用现状
从实践来看,当前煤矿开采过程中较常用的一些采矿方式和方法是空场采矿法、崩落采矿法以及充填采矿法等,因地下大深孔、空场大采场以及阶段性的出矿影响,地下采矿实践中空场采矿法成为其中应用范围最广的一种采矿方法。由于该采矿方法效率非常的高,在国内应用范围非常的广泛,从而促使我国采矿强度、工作效率的大幅度提升。对于空场采矿法而言,其主要有全面采矿法、阶段矿房法以及留矿法与房柱法,实践中可以看到国内充填采矿技术先后经历过废石干式充填、分级尾砂水力充填、碎石水力充填、混凝土胶结充填、磨砂胶结充填、天然砂充填、废石胶结充填、全尾砂胶结充填、赤泥胶结充填以及膏体充填等发展阶段,加之国内矿山数量比较繁多,因此充填技术的应用类型也非常的多,尤其是近年来,新充填技术的研发与应用,取得了很大的进步。
1.2 存在的问题
当前煤矿采矿技术应用过程中,主要存在以下几个方面的问题:第一,煤矿开采过程中缺乏完善的规章制度,采矿技术的应用难以得到规章制度的保证,加之我国煤矿企业分布广泛,且规模差异相对较大,因此当前使用的规章制度只能宏观上对煤矿行业予以控制,缺乏实际可操作性。第二,只看到眼前的经济利益,严重阻碍了高新技术的研发与应用。从本质上来讲,煤矿采矿行业具有高危性,这种高危不仅仅体现在容易出现安全事故,而且还体现在它需要较大的经济投资,由于回报期非常的长,如果采矿企业没有强大的资金后盾,则企业很可能垮掉或者破产。因此煤矿企业不愿冒太大的风险去引进新的采矿技术,更不愿在新技术的研发上有太多的资金投入,因此采矿行业发展步履维艰。第三,技术人员比较匮乏,难以保证煤矿采矿技术的合理应用。煤矿企业尤其是那些相对较小的城镇小型矿场,专业技术人才缺乏的问题非常的普遍,这成为煤矿采矿技术应用了另一主要桎梏。
2.提高煤矿采矿技术的措施
2.1 实行顶煤采矿技术
第一种是利用滑移支架,对顶煤进行开采的新技术。一般而言,滑移支架一主要由支柱、顶梁以及连接二者的销轴共同组成。其中顶梁又可以分为前梁和后梁两部分,前梁上还配置一些探梁,而后梁则配置着尾梁。具体操作过程中,滑移支架一定要保证安全、可靠,而且还便于拆卸与移动,只有这样才能满足需要。第二种是利用工型钢梁对顶煤进行开采的一种新技术。该采矿技术主要适用于那些煤层赋存于环境多变的煤矿开采过程之中。其中主梁为一梁三柱结构,这样可以有效地保证其安全可靠性。具体采矿过程中,工作面通常实施放炮落,待其完成后便将主梁迅速移走。具体的作业方式主要包括分段实施、多轮放煤等工序。该技术应用过程中,一定要注意保证其顶帮的坚固性、棚梁直立性和支柱安全可靠性。
2.2 实行柔性掩护支架技术
柔性掩护支架采矿技术,主要使用了掩护支架将采空区与工作区相互隔离开来,这样就实现了顶板工作的简化,对于保证采矿安全性具有非常重要的作用。该采矿方法工作面比较长,而且具有一定的缓斜特点,采矿人员的工作强度有所降低。实践中可以看到,该采矿技术比较适合于厚度在6m 以下且变化相对较缓慢的一些煤层,其工作段的高度通常是由煤层的倾角决定的,大约在 30m 位置,若煤层的赋存比较好,构造简单,则可增大到 40m,甚至是 60m 的高度。回采时,回风巷应当持续接长支架,进风巷则与之相反,即要持续的进行拆架。当工作面至采区顶时,应当缓慢将支架改成水平方向,然后再进行回收操作。支架掩护结构的钢梁长度通常在 3 ~ 3. 2m,钢梁规格选取时应当严格参照支架的实际宽度,钢绳的半径也要控制在 1 ~15mm,长度应在 30m 范围内,具体数值由支架的宽度决定。
2.3 采取小阶段的爆破技术
小阶段的爆破采矿技术,主要是将整个煤层合理地分成几个区间,然后再对其进行分别开采的一种新型采煤技术。具体作业过程中,工作面上没有操作人员进行作业,也无需部设备任何形式的支护装置。该技术主要适用于那些采矿层倾斜角度超过 40°,且煤层的厚度超过 3. 5m 的特殊煤层,同时还要注意瓦斯的含量不能太高,煤层的顶底板比较牢固。该采煤技术的最大优势在于不仅操作简便、安全可靠,而且采煤效率非的高。但也存在着一定的缺点与不足,即通风系统相对比较复杂一些,回采率比较低。
2.4 采取刨煤机技术
采用刨煤机进行煤矿开采,主要是应对中、薄煤层开采,对于提高采煤效率具有非常重要的作用。刨煤机正常运行过程中的切割速度可达每秒 3m,实践中根据煤层的实际硬度,其截深可达25cm。刨煤机、输送机均采用的是智能化驱动系统控制,加之可靠、安全的支架控制系统,可实现采煤工作面的全自动化。
3.煤矿采矿技术的未来发展趋势
随着我国煤矿浅部易采资源的进一步减少,煤矿采矿必然会进一步向深部发展,但由于煤矿深部资源的埋藏较深、岩温较高,地压相对较大,因此在煤矿开采中会面临更多的难题。例如,深井采矿对地下排水、煤炭提升、结构支护、通风条件等都提出了严峻的挑战,对机械设备和采矿工艺的适应性等诸多方面的要求更加严格,只有加大深井技术的开发力度,提高采掘技术的适应性,改善采矿机械设备的综合性能,大力发展高效、安全与低能耗技术,才能挖掘出越来越多的深井煤炭资源。21 世纪是知识经济的时代,而智能化、数字化是其主要特征,随着以计算机为代表的现代技术的快速发展,各种信息技术、定位技术、通讯技术和自动化技术在煤矿采矿业得到了更加广泛的应用,促进了传统煤矿采矿业生产工艺和组织管理的创新与发展。虽然我国的智能化采矿技术还处于起步阶段,但在未来必然会得到大力的推广与应用。智能化采矿技术主要包括数字化矿山技术,采矿设备的智能控制与控制技术,露天和地下矿通讯、定位与导航、信息快速处理及过程监控技术等。
结语:综上所述,采矿技术的不断提高,采矿方法的合理选择,是煤矿开采能够实现可持续发展的有效保证。将采煤技术与方法同最新的前沿科技进行交融,才能够不断实现煤矿开采业的经济效益提高,保证煤矿的开采在安全、高效的基础下稳步发展。
参考文献
[1] 张继军.采矿新技术在小煤矿中的应用[J].黑龙江科技信息,2011(23).
[关键词]煤矿;新技术;方法
中图分类号:TD823.49 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)36-0324-02
煤矿开采技术和改革随着当今科技经济发展新形势以及地方煤矿的发展需求影响而必须面向经济建设主战场,使其能够在煤炭开采技术的前沿有立足之地,并且能够对解决煤炭工业工程的实际问题起到一定的作用。因此,如今越来越多煤矿采矿技术和开采方法被广泛应用,它们也会起到越来越重要的作用。
一、我国的煤矿的现状
我国虽然说从油和气贮藏而言方面是一个相对贫乏的国家,但是我国的煤炭含量却是相当的富有,在一次性能源中煤炭就占了70%左右。可以说,长期以来煤炭一直是我国一次性能源结构中的主要能源。越来越多的生态问题也随着煤矿越来越大的开采规模而被凸显出来,比如说像是建筑物和农田的大量被破坏、堆积成山的矸石、径流量逐渐减少的河川、严重干枯的地下水供水水源、土地沙漠化的日趋恶化、地下水中矿物内的有害物质越来越多等现象都是由于煤矿的开采而引起的。由此,采取合理的开采技术以及有效的开采方法和防止措施,这对于煤矿开采实施可持续发展战略也就显得尤为重要。
煤矿开采的中长期研究开发和技术储备是需要重点从事的工作内容,这样才能够保障采矿新技术能够紧随产业科技前沿步伐。将主导的核心技术定位于煤矿开采技术及配套装备,这不仅能使技术占领制高点,还能够保障煤矿产业的生存和发展。
二、适用于我国煤矿采矿中的新技术
生产能力较小的煤矿、复杂的地质构造引起的煤层赋存变化大、急倾斜煤层和薄煤层占了一定数量,这几点给许多地区的开采都带来了较大困难,因此,为了使矿井的高产高效得到提升,对于采矿技术的分析和开发就变得至关重要了。单一长壁采煤方法对于煤矿而言已经日趋成熟,像是放顶采煤技术、采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法应对急倾斜煤层、小阶段爆破落煤等采煤方法就是现今主要发展的几种方法。
(1)采煤技术中的炮采放顶煤。首先就是主要针对煤层厚度为5m以上的倾斜和急倾斜煤层的滑移支架放顶煤采煤法。是由顶梁和支柱两个部分组成滑移顶梁,顶梁和前梁弹簧钢上必须有前梁和后梁经过,或者说是与导向槽连接,且有2―5个数量不等的液压单体柱为其支架的支柱。除此之外,其探梁或者是挑梁是可以安置在前梁前端的,尾梁是可以安置在后梁尾端的。这样的滑移顶梁支架不仅具有比例安全可靠的优势,而且还具有可以自移、较轻的质量、简单的结构、拆卸安置便利、较低本钱、较强适应性等优点。因此,这是适合广泛推广运用于中小型煤矿中的开采技术。但是,就工作面而言,其偏低且较差稳定性的支架初撑力和工作阻力,这是滑移支架开采所面临的主要难题。第二个就是二型钢梁放顶煤开采,它是将二型钢梁、单体液压支柱对棚架设的方式采用至二型钢梁放顶煤上作面支护,将放炮落以及人工破网放煤采用至工作面,并对其进行分别采放。这类应用比较适合于乡镇煤矿、煤层变化较大赋存条件或者是较低水平技术的地区。
(2)采煤技术中的伪倾斜柔性掩护支架采煤法。煤层倾角的大小决定了这种采煤法的工作面区段高度,其工作面的倾角会随着伪倾斜柔性掩护支架采煤法而变缓,加上其较长的工作面,从而其长壁采煤法巷道部署、生产系统简单以及掘进率低的相关系列特征都是由于具有缓斜、倾斜煤层导致的。为了达到隔开工作空间和采空区的目的,将这种采煤方法应用于掩护支架是极为合适的,它不仅能将复杂顶板的办理工作大大简化,还能够创建一个良好的条件保障生产安全,将工作面煤炭自溜,使得劳动强度减弱。对于开采倾角大于印而言这种伪倾角柔性掩护支架采煤法是最合适不过的了。
(3)采煤技术中的小阶段爆破落煤采煤法。将区段内煤体分成多个小区段而进行的无人员、无设备、无支护这样“三无”的工作面开采采煤方法被称之为是小阶段爆破落煤采煤法。对于开采倾角大于400的范围、厚度为3.5-7.5m且顶底板不易滑落的不规则煤层,最适用的采煤技术就是小阶段爆破落煤采煤法,比如说是低瓦斯矿井。较好的安全性、简单的回采工艺、较高的工效是它的优点特征,而相对的缺点就是较低的回采率、复杂的通风系统以及较困难的风流分配。
(4)采煤技术中的刨煤机采煤方法。刨煤机开采技术不仅对于煤炭生产效率的提升有着很大贡献,同时它也是中等及薄煤层开采初次进行成功的技术典范。其每刀截深根据煤的硬度可达到250mm,智能驱动系统是现今工作面输送机和刨煤机所广泛采用的系统,加上有支架控制系统的可靠配合,使得工作面采煤的全部自动化得以顺利实现。刨煤机相较于滚筒采煤机而言是比较简单的,滚筒采煤机是需要有专人根据可弯曲铠装输送机的平面进行“找平”,而刨煤机仅需要由一根无极绳对机体进行牵引,在可弯曲铠装工作面输送机上焊接导轨,使其割煤由工作面端头开始沿导轨滑行。
三、对采矿方法的简单分析
采矿方法发展到今天已经有超过100种,像空场采矿法、充填采矿法和崩落采矿法是目前最流行的以采矿过程中的地压管理方式为依据的三种方式。但是,当采矿方法运用不当时是会导致危险和危害出现的,以下将对其进行简单分析:
(1)为矿体开采带来不便与难度且使开采作业的危险胜增加了一定幅度,这可能是由于矿体勘探的程度较低没有对埋藏情况和规模有清楚的了解、错误的对采场采准工程进行布置、对采准工程有欠缺或滞后等原因所引起的。
(2)冒顶、片帮、地压增大的隐患与危险等情况出现在开采作业中,这可能就是由于采矿方法或顺序不当所引起的。这不仅会使得不合适的开采工艺、复杂的安全生产条件以及顶板管理不方便等情况出现,严重的还会直接导致各种事故发生。
(3)地压在开采时增大、采场的顶板出现冒落、片帮、变形甚至被破坏的回采巷道等情况则是由于不合理的采场结构参数和回采顺序所导致的。
(4)人员由于回采工作面的人行通风天井与联络道没有贯通,使得他们进入回采工作面只能选择从出矿口进人,这样就无法保障他们的作业安全性。
(5)人员的通行会受间距过大的采场人行联络道影响而变得困难。
(6)由于不贯通的天井与上部中段平巷以及不畅通的通风条件,从而导致没有新鲜的风流进入采场,这样极易导致人员炮烟中毒事故的发生。
关键词:充填采矿技术;煤矿;应用
1 充填采矿法的发展趋向
在可以预见的将来一段时期内,地下采矿方法变革的总趋向是:把矿房、矿柱回采和采空区处理作为一个整体予以考虑,有步骤地全面回来,既减少矿石的损失贫化,又消除采空区隐患。同时,改革采矿方法结构,实现机械化的强化开采,降低开采成本并提高劳动生产率。因此,充填采矿法是21世纪的最主要的采矿方法之一。可以认为,对于我国大中型地下矿山来说,充填采矿法的发展趋向在目前主要集中在下述几个方面。在中段上实现无间柱连续采矿,被认为是矿床地下开采技术的一个重大进展。
1.1 大规模的机械化盘区开采
传统的上向水平分层充填采矿法的主要缺点之-是采场生产能力低以及工人劳动生产率低。采矿作业全部使用大型自行设备:凿岩作业为芬兰生产的MonoMATICHSI05X型上向自动接杆凿岩台车,装药作业为芬兰生产的NT30/NBBl50型井下装药车,采场装运为美国生产的ST-31/2型3m3铲运机和德国的LF-4.1型2m3铲运机,采场顶板处理为瑞典Brokk300型撬毛车,井下破碎大块为长沙矿山研究院制造的SYG-2.5型井下自行式碎石机,坑内材料运送及采场顶板和帮壁的安全检查为南昌通用机械厂生产的井下服务车等。由6名工人组成采矿作业队操作所有种类的机械设备,经7个采场16个分层共生产约15万t矿石的工业试验。
1.2 充填采矿法与空场采矿法或崩落采矿法联合开采
为充分发挥充填采矿法和空场法或崩落法各自的优点,国内外很多矿山都设计使用了这种联合开采方案。如澳大利亚的芒特・艾萨矿1100号巨型矿体的开采,在平面上划分成40m×40m的棋盘式采场,在垂直方向上不划分中段,矿体全高90-260m为采场高度,使用分段空场法开采,然后用胶结块石充填。
1.3 全尾砂膏体胶结充填技术
鉴于传统的分级尾砂充填的一些缺点,20世纪70年代末德国和苏联等国家开展了全民砂膏体充填泵送技术研究。所谓“膏体”,是指料浆浓度很高,在管道排料口以牙膏状被挤出。全尾砂膏体充填技术的主要优点有: (1)层砂利用率高。膏体胶结充填可以使用全尾砂;膏体非胶结充填尾砂利用率-般为90%-95%,个别情况下可达到99%,取决于脱水设备和脱水技术;而水力充填分级尾砂的利用率一般只有50%-60%,致使充填材料数量不足,许多煤矿只好采集地表天然砂或将块石磨碎成砂用作充填料。(2)减少尾砂库经营和维护费用。全尾砂膏体充填的溢流水在满足环保要求的排放标准时,矿山可不建层矿库或只建小型的尾矿库。(3)充填料浆浓度高,大大减少了水泥用量,降低了充填成本。据德国格隆德矿的统计资料,当设计的充填体强度相同时,全尾砂膏体胶结充填料的充填成本比分级尾砂胶结充填料的充填成本降低23.6%。(4)全尾砂膏体充填料在采场一般无渗流水排出,改善了井下作业环境,节省了井下排水及清理污泥等方面的费用。
全尾砂膏体充填技术的主要缺点是一次性投资较大,充填系统设备多、结构复杂,系统的可靠性较低。全尾砂膏体充填的技术关键,据认为主要是下列几点:(1)尾砂脱水浓缩技术。按照全尾砂膏体充填的技术要求,尾砂脱水后的重量浓度应达到75%-80%以上。因此,需采用大型脱水设备,有的还需进行二级浓缩脱水;选厂送来的尾砂先经浓缩机脱水后,再送至过滤机脱水。(2)膏体的泵压输送技术。全尾砂膏体充填料需用高浓度砂浆泵或混凝土泵输送。目前,国内使用的输送泵主要有德国生产的PM双缸活塞泵以及沈阳工程机械厂生产的混凝土泵。PM泵为普茨迈斯特机械有限公司(简称PM公司)的产品,电动液压装置为HAl32型,电动机132kw,转速1500r/min,380v,50Hz。设备只需平放在平整的混凝土地面上即可。由电动机带动液压油泵,油压随泵的出口压力而自动升降,达到250×105Pa后,流量会自动降低。油压升到300×105Pa时,不会再升高。KOS4170泵的结构简单,泵的主要环节安全保护系统完善,采用了严密密封的s转向管来分配双缸的给排料,能适应大流量长时间连续工作的膏体充填作业,其有关技术性能见表1。(3)膏体管道输送系统的监控技术。全尾砂膏体充填的浓度要求高。因此,需准确控制充填料各组分的给料量并监测管道输送过程中的有关参数。整个充填系统应组成闭路循环控制系统,自动协调和处理作业过程中某个环节出现的问题,诸如压力过高或过低以及管道堵塞等,并应装备遥控和遥测仪表。
2 充填采矿的优势
2.1 降排功能
充填采矿的意义和作用早已经不是简单地矿山开采。世界各地都有无废料排弃的矿山。比方说,德国格隆德铅锌矿利用浮选后的全尾砂和重选碎石制备膏体填料回填下向充填进路,已经不存在尾矿排弃到尾矿库;有的矿区是在自然保护区或风景名胜区采矿,比如奥地利的布莱堡铅锌矿及南京栖霞山铅锌银矿等等。这些矿山开采的首先条件就是对生态环境的保护,也就是能否将大量的工业废物回填到地下。如何处理好工业固体废物是矿山设计首先要考虑的因素之一,也是解决矿区环境污染的办法之一。
2.2 消除地表变形及下沉功能
充填采空区可以利用充填技术,对阻止围岩变形及支撑围岩都起着很重要的作用;充填可以使采空区形成新的工作面,利用以后的煤矿作业,提高煤矿综合生成能力;充填技术对阻止岩层大规模移动也有很大的效用,以达到建筑物下或水体下采矿的实现,对保护地表不被破坏,改善生态环境起直接的作用。
2.3 低贫损开采功能和远景资源保护功能
缓倾斜矿体和水平矿体也可以应用充填技术,对于厚大矿体,能大幅度提高矿柱回收率及出矿品位;充填技术采矿可以对某些需要优先开采下部或底盘富矿的矿山实现“采富保贫”,能更好的保护矿产资源,减少破坏和损失;三废中(尾矿、废渣、废石)仍旧有一些有用物质,只是当前的技术水平不能够被回收,放在地表面上不容易被保存,不能看出,充填就是一种非常可靠安全的保护方式。
3 结论
随着科学技术的进步,充填法已逐渐被大家所接受,并成为高效安全的采矿方法之一,其对地表生态环境破坏程度小且回采率高等优点。另外它的大量工艺已被自动化和机械化,操作起来也很简单。在既能够保护环境又能利用资源的同时对地下矿山进行挖掘,充填采矿技术必将得到优先发展。
参考文献
[1]路世豹,李晓,廖秋林,侯哲生.充填采矿法的应用前景与环境保护[J].有色金属(矿山部分),2004(1).
[2]张学民,丁金刚,刘宝琛.丰山矿区充填开采过程的数值模拟研究[J].金属矿山,2007(1).
关键词:煤矿采矿;安全管理;运用现状;改进对策
中图分类号:C93文献标识码: A
随着科技水平的不断发展以及煤矿开采难度的加深,不断提高煤矿开采的技术运用工作对于提高煤矿开采的效益以及安全性都具有重要的影响。为此,相关工作人员要能够积极建立和完善煤矿开采的相关制度,不断引进煤矿开采新技术和新工艺,此外,还要加强煤矿开采技术人员的培训工作,以期全面提高煤矿开采的社会效益和经济效益。
一、我国煤矿开采技术运用现状分析
在我国煤炭需求量不断增加的过程中,煤矿开采技术也在不断地得到发展和运用,煤矿开采技术以及工艺水平在不断地提高,逐渐建立了一套符合我国煤矿开采实际需求的采煤系统。在煤矿开采安全事故频发的背景下,面对新的经济发展形式,如何能够在确定煤矿开采高效进行的前提下不断提高安全生产系数,已经成为煤矿企业以及相关部门应该重点考虑的问题。在现阶段的煤矿开采过程中,需要相关工作人员能够积极使用性能较高的设备,并能够使用相配套的煤矿开采技术以确保煤矿开采的安全效益。就当前而言,我国的煤矿开采技术有很多,主要包括崩落采矿法、空场采矿法以及充填采矿法等,需要根据不同的矿区灵活使用不同的采矿方法。在实际的操作过程中,随着浅层煤矿的数量不断减少,深层采矿方法在我国的采矿中发挥了更加重要的作用。
二、煤矿工程采矿技术分析
其一,露天煤矿技术,该技术主要是指在矿体上实施剥离,从上至下按照顺序开采矿体,通常采用大型采矿机械,产量大,并且建矿的速度较快。其具有施工作业安全、损失矿石量少的优势。
其二,地下采矿技术,这种开采方式是目前我国金属矿山采用的最主要开采方式,特别是有色金属、及黄金的开采系统,大约有95%都是选用这种方式。现阶段,我国煤炭工业中普遍使用的地下采矿技术有:填充开采技术、深矿井开采技术以及崩落采矿技术等等。
(1)填充开采技术,主要是使用其它材料填充已经被开采的煤炭空白地带,需用支架缓解作业面压力。同时还要合理借助填充物实施地压管理以有效控制围岩崩落与地表下沉,进而为填充开采创设安全的环境。填充开采所使用的材料从最先的废石填充直至现代的膏体填充,鉴于我国地质复杂、矿山数量较多的实际情况,填充开采技术有一定程度的进步。(2)深矿井开采技术,在使用这种技术进行煤矿开采的过程中,需要解决瓦斯、煤尘、冲击地压、地热危害以及顶板问题。故主要将深矿井开采技术应用在地热危害性很大、冲抵地压压强、煤层岩石抗压力低的地段。从目前煤矿开采现状而言,在使用深矿井开采技术的过程中存在着难以准确预测深井作业场所环境变化、检测应力场的难题。(3)崩落采矿技术,这种技术主要是利用崩落围岩实现对地压的管理,主要采矿方法有:分层崩落法、阶段崩落法、壁式崩落法以及分段崩落法等各种方法,适合用在围岩易崩落、地表可能有塌陷的矿体中。
其三,除了上述几种采矿技术之外,还要深入研究特殊采矿条件下的高新技术。如:在较深的全煤巷道采用锚网耦合支护技术、水源热泵技术或者是、低透气性煤层群开采技术等等。随着科学技术的不断发展,网络信息技术也将会被应用到煤矿采矿作业中来。如:在开始动工采矿之前,需先掌握矿井具置、矿井布局及深度等各种信息;而当机械设备在井下作业时,采矿工人可借助电子仪器、现代化的通信设备等适时监控井下作业,以提高采矿效率,确保煤矿开采的安全性。
三、改进采矿工程施工安全的对策
煤矿安全事故中,多数由于安全技术因素而造成,为提高采矿工程施工安全,应针对采矿工程施工中,应该针对其施工中存在的各种安全技术因素,以规范的设计、严格实施施工管理,保证煤矿安全生产的进行。以下就来介绍具体的改进对策。
1、改进井巷工程施工安全技术的对策
在采矿工程施工中,针对于其井巷工程施工中,对于中部车场采取单道起坡施工技术,不仅可以确保采矿井巷工程中部车场设计与施工工作的完善,也可以缩短施工工程量,选择单道起坡设计中部车场,可以有效节约工程施工建设成本;还可以避免空车在道岔行驶过程中发生掉道问题,降低飞车现象的产生。对于井巷工程中,还应该合理确定其曲率半径,确保曲率半径设计合理,减小巷道弯度,可以将巷道弯头曲率半径控制在12m左右,可以降低巷道内的运输工作的安全隐患。最后,对于采矿工程施工中的弯曲巷道中,为降低安全事故的发生,对于车场设计中,应该选择合理的车场位置,在设计施工前,其设计人员应该对采矿区以及运输巷道具体方位进行分析,避免将采矿区下部车场设计在弯曲巷道中,有效避免因电机车司机视线阻碍而产生的安全事故,确保司机在行驶中可以观察到前方信号,尽可能的在直线部位设计建设车场,降低不必要交通安全事故的发生。
2、采矿工程施工中开拓巷道施工安全技术
对于采矿工程中,针对其开拓巷道工程施工中存在的不安全技术因素,应该改进施工中的安全技术,提高工程质量。针对下部车场轨道施工中,应该确保双轨间安全间隙在大约1.4m左右,并且在实际的施工中,尽可能确保安全间隙保持在1.4m,这样才可以确保运输车正常的运行状态,有效避免人员伤亡。针对巷道设计中高度过低的问题,应该根据实际的应用情况设计墙高,避免施工中矿区安全事故的发生。对于实际采矿工程施工当中,在巷道的腰线施工之中,由于需要用中线和腰线来完成对巷道掘进的施工控制,因此在实际的施工中,应该每隔30~50m距离,就能够利用测量仪器设置中腰线,避免施工过程中中腰线偏离情况的发生,及时矫正巷道施工中的中腰线偏离问题,确保施工质量水平,并且针对厚煤层位的巷道施工中,可以应用进分层开采技术,将对曲线巷道施工质量控制方面转化成弦线、切线控制,确保井下施工安全。
3、改进采矿工作面施工安全技术
对于矿井工程中,针对影响采矿工作面施工的不安全技术因素,应该严格规定施工中对切眼的开口操作,确保施工中切眼开口长度、方向以及各项参数符合施工要求,保其可以按照规定沿煤层正倾斜方向,避免三角带煤柱跨帮安全事故的发生。并且对于急倾斜煤层主斜坡施工之中,应该避免坡度过小的问题,可以沿着煤层伪斜方向进行施工,确保主斜坡坡度满足实际工程中的施工标准,确保煤炭可以在自身重力作用下可以有效下降自溜,提高实际工作效率。最后在采矿工程施工中,需要合理选择运输巷拔口位置,确保运输巷拔口的正反拔口设计合理,确保施工过程中外开口巷道牛鼻子位置以及与内开口巷道刷大点位置,使其之间的距离可以保持在8m左右,可以综合考虑改造眼施工中的各方面影响要素,严格按照施工规范进行施工,确保矿区施工获得更多经济利益,避免施工中存在安全隐患,提高工程施工质量。
四、结束语
煤矿工程开采、安全管理是一项综合性、复杂性的工作,面对开采施工过程中的安全问题,煤炭企业只有从思想层面提高安全施工意识、加快速度建设安全基础设施,并且不断采用现代化的采矿技术,引入安全评价标准、施工之前要做好事前预防工作、购买商业保险等,以此适应煤炭企业安全管理的需求,确保煤矿工程采矿作业的可持续发展。
参考文献
[1]陈田林.我国采矿技术的现状及发展趋势[J].技术与市场,2011(07):167~168.
[关键词] 煤矿采矿; 采矿技术; 应用研究
煤炭资源是人类生存发展所需要的重要能源,且随着我国经济的迅速发展,我国对于煤炭资源的需求量与消费量也是很大的,而作为煤炭产量世界第一的我国,煤炭开采所带来的巨大经济效益为我国煤矿企业的发展和经济的发展起到了积极的促进作用,但同时也带来了诸多问题和不良影响,环境破坏和煤矿事故的频发,让社会对煤矿安全生产的关注度越来越高。因此注重煤矿采矿技术问题的研究,解决在采矿技术应用中存在的问题,特别是高新技术的有效应用对于保证煤矿生产的效率和安全性,以促进煤矿企业的可持续发展具有重要意义。
一 现今我国煤矿采矿技术应用及发展现状
(一) 我国常用煤矿采矿技术应用分析
现今我国的煤矿采矿技术在不断的发展和完善过程中,采矿工艺也开始呈现多样化和多层次的特点,寻求高效高产采矿技术,利用可靠性较强、性能较高的设备从而具有较好的生产效率和安全保证是现今我国采矿技术应用的现状。而目前这个阶段我国煤矿较长使用的采矿方法主要有以下几种,分别是空场采矿法、崩落采矿法和充填采矿法,其使用依据不同的矿区状况选择利用。
空场采矿法,它是指在回采过程中,将矿块划分为两部分矿房与矿柱,先进行矿房的开采,第二步再开采矿柱。而在回采矿房时,采场只靠矿柱和周围岩的强度支撑,是敞空形式存在的,因此要在采完矿房后,及时的回采矿柱并对采空区进行相应的有效处理。采用空场采矿法所需要的条件是矿石和围岩是很稳固,且采空区在一定时间内允许较大的暴露面积存在。这类采矿法在我国的应用较为广泛,技术发展也很成熟,对于采矿的强度和工作效率有很好的促进作用。
崩落采矿法,它是指伴随着矿石的采出对矿体上盘围岩的充填采空区进行有计划的强制或者是自然使其崩落的采矿方法,这个回采过程,不是以划分矿房和矿柱进行开采,而是以矿块为单位以一定的顺序进行连续作业。这类方法主要使用的是地表允许有崩落,且矿体上不没有较大的流沙和水体,而矿石的价值属于中等以下,品味不高、不会结块,允许有些损失和贫化的中厚矿体或是厚矿体。这其中最为理想的要数对上盘围岩能大块自然冒落与矿体中等较为稳固的。其方法主要有壁式崩落法、有底柱分段崩落法、无底柱分段崩落法和阶段崩落法。
充填采矿法,这一采矿法是指随着回采工作面的推进,逐步用充填料充填采空区的采矿方法。充填采矿法的主要目的是利用充填体进行地压管理,它不仅能有效控制围岩崩落和地表下沉,从而为回采工作创造安全和便利的条件,还能预防有自燃性矿石的内因火灾。而在我国充填采矿法的使用也经历了发展与演变,由 50 年代的干式充填法,到 64 年开始使用胶结充填法,以及 70 年代后的水砂充填和胶结充填技术的引进等等,其技术类型越来越多,尤其近几年新的充填采矿技术的研发与应用也取得了较大的发展。
(二) 提高我国煤矿采矿技术的重要性
随着现今经济形势的发展与地方煤矿发展的可持续需求,我国煤矿采矿技术的改革势在必行,我们应立足于产业科技研究,立足于我国煤炭市场发展所需具备的条件为目标,关注高新技术的研究和开发,掌握核心技术,从而在促进整体煤矿行业的发展与进步。首先从煤矿开采所依托的设备而言,我国的采煤技术设备无论是技术性能还是生产能力等等都与国际上发达国家的采煤设备之间存在不小差距。虽然我国煤炭资源丰富又是煤炭资源生产的大国,但依托的设备仍较为落后,且消耗较高,设备的工作可靠性即耐久性不高,还不具备自动化控制与检测的功能,这对于我国煤炭企业的可持续发展是一大阻碍。其次,从产品角度而言,我国的产品与国际上发达国家的产品相比,掘进类设备较少且功能较为单一,掘锚平行作业技术和装备的研制也还并不成熟。这些技术上的差距让我国煤矿产业必须走引进、创新和自主研发的道路,只有摆正了意识,跟上时展,推进我国煤矿采矿技术的新发展才是现今形势下的关注重点。
(三) 目前我国煤矿采矿技术发展现状
首先现今我国对于煤田地质的勘探精度与快速的建井上巷道掘进技术的水平在不断提高。精细物探技术以高分辨率三维地震勘探技术为核心,并结合其他一些高精度、数字勘探技术的应用,较好的提高了对于井田的精细化勘探程度,从而为一些大型矿井的设计提供了有效的资源保障。还研制出一系列可靠新较高的半煤岩巷掘进机,以配合巷道锚杆锚索支护的新技术,对于巷道掘进施工的技术装备支持和机械化水平的提高起到了极大的推进作用,强有力的技术支持有效保障了我国现代化矿井建设发展。而煤矿综采成套装备水平的有效提升,也为高产高效矿井的建设工作提供了有力支持。
其次,煤矿对于煤矿瓦斯和火灾治理等技术的水平不断改进与提高,为安全生产提供了有效的技术保障。地面抽采、本煤层抽采、临近煤尘抽采等瓦斯抽采技术在“先抽后采、监测监控、以风定产”的作业方针下进行了广泛的应用。
第三,我国的洁净煤技术在不断提升,对于煤炭资源的综合利用加工技术也在不断的升级和改造。对于煤炭的洗选加工,它是洁净煤技术的源头,经过长年的技术攻关,洗煤工艺成绩卓越,浮选技术也趋于完善,大大提高了对于精煤的回收和浮选效果。
(四) 现今我国煤矿采矿新技术的应用
首先,深矿井开采技术的应用主要有煤层开采的矿压控制、井巷布置、冲击地压防治、瓦斯及热害治理及深井通风等。而深矿井高采高效等相关配套技术、深井作业场所工作环境的变化以及深井冲击地压防治技术与监测监控技术等也在不断的研究与发展中。其次,煤矿“三下”开采技术。它是指深入研究开采上覆岩层运动和地表沉陷规律,从而提高数值模拟计算和相似材料模拟等,此研究可以满足建筑物或是地下水资源保护需要的合理开采系统和优化化参数,发展沉降控制理论和主要技术。其中包括,地表废料向垮落法工作面采空区填充技术、村庄房屋加固改造重建技术和研究近水体的开采设计等。第三,煤炭地下气化技术,它能将处于地下的煤炭进行燃烧,并控制其过程。这一方法适应地质条件较为复杂,劣质煤比例较高的煤矿区使用,其优势是投资小却效益高。
总的来说,现今我国煤矿采矿新技术的发展与应用都在向开发煤矿高效集约化的生产技术、建设生产高度集中及高度可靠和高产高效的开采技术这
一方向而努力,也已提高开采效率,保证开采安全,维护经济效益和社会效益为发展,目标,且对于机械化的生产水平的提高、生产过程的监控与整个活动流程的科学管理,以及安全问题、环境治理问题的配套技术研究也在不断的改进与发展中。比如说红外原理瓦斯监测技术在煤矿开采中的应用,它能准确检测矿井环境的空气质量在事故造成前起到有效的预警作用,或是定位系统在开采中矿工人员井下定位的监控系统,能保证井下人员的安全和在施救过程的及时。可以说这些新技术的研发对于保证采矿活动的安全和保证煤矿开采的可持续性有着重要意义。
二 目前煤矿采矿技术在应用过程中存在的问题
(一) 煤矿行业整体环境质量需要提高,相应的规章制度还不完善
规范一个行业以保证它的健康稳步发展,规章制度的建立和完善是一个有力的保证。现今我国煤矿行业的基本情况是,煤炭企业众多分布较广,规模大大小小不等,且现有的规章制度虽已建立,但存在一定的缺陷还不完善,其空泛性常导致规范流于形式。很多煤矿企业不按章办事,管理较为混乱、操作违规现象严重,比如一些相关的安全保障技术和设备,有着严格的使用条例,但企业过多关注的是煤矿开采,其技术应用流于形式,正是由于规范规则执行的力度不够严格才使一些技术得不到充分的应用,从而发挥其有效性。
(二) 中小矿区的采矿技术水平较低,技术装备较差,危险性较高
现今我国的一些中小矿区呈现出整体技术水平较低、技术装备较差、引进和消化外国现今技术不强、煤矿生产安全较低等问题,一些中小型矿井落煤方式仍以炮采为主,存在工作面走向长度过短现象,机械化程度不高,而相应的井下自救系统、避灾系统或是矿工的个人防护装备水平较低,下井作业危险性较高。而对于一些瓦斯事故等危险灾害监测预报的仪器或是仪表,一些小煤矿达不到规范要求,无法有效防治煤矿灾害,安全事故频发。
(三) 煤矿企业管理层过分关注经济效益,高新技术研发关注不够
追求利益最大化是每个企业、每个经纪人的目标,有谋略的注重的是长远利益,而目光短浅的关注的则是短期可获得的经济效益。煤矿行业是一个回报较高的产业,但也是一个高危产业,其危险性一方面是生产过程中易发生的安全事故,另一方面则是因为它的投资需求较大,投资回报期较长。因此一些企业的管理层会控制资金,防止其资金链被拖垮,因此很少关注对高新技术的研发,过多关注投入资金的短期回报,因此采矿技术发展受到一定制约。
(四) 专业技术人才的缺失与矿工业务素质不强,阻碍了新技术的应用
煤矿采矿一方面是一个颇为辛苦的颇为危险的工作,更是一项技术性要求较高的工作,工作人员要对工作认真且具有较高的业务素质,才能既保证正常的煤矿开采和相应技术使用,并能第一时间察觉矿井事故发生的前兆,从而及时有效地避险,保证自身安全。但目前我国很多煤矿企业,尤其是中小型矿产都缺乏专业的技术人才,导致企业引进了现今一些先进的采矿技术,但没有专业的人才会使用,新引进的采矿技术不能有效合理的应用,技术使用被搁置。
三 解决现今我国煤矿采矿技术应用问题的几点对策
(一) 进一步完善煤矿行业的制度规范
要不断完善我国煤矿行业的制度规范,建设一个好的煤矿企业发展环境,大家按章程、规范办事,明确自身的工作目标。煤矿企业也要以此为前提,完善自身的管理体系,让企业的每个人都明确自身的责任和工作内容,在此基础上,才能保证煤矿生产过程的规范性,每个人都有自己要管的技术活,在彼此的监督和配合下一起完成工作任务,从而提升工作效率和质量。
(二) 加强对中小煤矿的关注与管理工作
针对中小煤矿存在的管理问题与技术应用、安全保障的缺陷,我们应加强对中小煤矿的检查力度,规范其生产行为,淘汰落后的生产设备更新生产技术。对于不符合煤矿经营标准的小煤矿要进行关闭,符合经营标准但技术过于落后要提升开采工艺,提倡机械化生产,加强对安全生产的有效管理,从而提升生产效率并在保证经济效益的同时有效保障矿工生命安全。
(三) 与时俱进、鼓励创新,关注高新技术的研发工作
社会在不断发展,煤矿采矿的技术水平也在不断进步,我们只有与时俱进、鼓励创新,关注高新技术的研发工作,多持有一些自主知识产权才能提高我国煤矿采矿技术的整体水平,与发达国家先进的采矿技术缩小差距。因此煤矿企业的管理层一定要树立长远的目标,在政府的支持下,引导新采矿技术的开发工作。科学技术才是第一生产力,新技术多涵盖的价值是巨大的,我们只要提高了技术水平,生产效率和经济效益也就随着而来了,还能促进企业的可持续发展。
(四) 吸引技术人才、组织人员培训,提升矿工总体素质
一个企业具备优秀的人才可以促进企业的竞争力的增长保证企业的发展,而就我国煤矿行业而言,对于技术人才,尤其是掌握新型技术应用能力的人才是急需的。因此我们一方面要利用较好的职业发展前景和物质条件吸引优秀的人才,一方面要加强对企业职工的培训工作。对于很多矿工而言,他们具有丰富的实践经验,且一直从事的都是重体力活,但是对于一些技术知识与应用还无法系统掌握,因此我们要多组织人员培训,加强理论与实践的结合,积极打造一支具有较高综合素质的旷工队伍,从而保证采矿技术的应用与安全生产,减少事故的发生。
综上所述,现今我国很多矿区都面临开采技术落后,设备差,安全性较低的问题,因此加强对整体采矿环境的整治,加强采矿技术的变革就显得更加重要。而科学技术才是第一生产力,是煤矿企业提升煤矿生产效率,保证煤矿生产安全并促进企业可持续发展的重要依托,因此我们要重视对新型采矿技术的研发工作。而随着社会的不断发展和技术的不断成熟与创新,但无论技术如何发展,都只是煤矿生产的一个要素,需要各方面的配合与支援,因此对于煤矿生产的各个环节我们都需要有效的控制。相信在政府、企业与矿工的共同努力下,可以对煤矿生产建设的高效率、安全性和可持续性起到积极的促进作用。
[参考文献]
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关键词:矿床;开采技术;条件研究
【分类号】:TD166
引言
我国地域辽阔,地质条件复杂,矿藏品类多样,开采条件各异,且矿山企业规模和管理体制也存在很大差别。矿床开采地质工作中的各种技术条件也越来越重要。
1矿区水文地质
矿区各矿体所在水文地质单元多为基岩裂隙水补给区,矿区内的巴勒代沟、德尔斯谷沟、苏明沟以及沃吉勒高勒沟为矿区各矿体,矿段相对应的为最低侵蚀基准面。各矿段开采底界标高及洪水位标高。
通过第四纪地质、地形地貌的穿插和水的调查,人们对泉水流量、抽水和钻探、钻井简单水文观测、稳定水位、水记录和采集水样进行检测等工作,为含矿含水层分布的埋藏条件、含水层岩性、含水层的水性和化学特征,对地下水及其补给、径流和排泄条件作了初步了解,这一般确定矿井水文地质条件。
2矿体埋藏条件分析研究
矿床开采方法可分为三个部分,即矿床开采、地下开采和地下开采方法。此外,包括交通,通风,排水,供水,如风力和供电系统,由一个完整的生产系统,只有通过完整的生产体系,将埋在地下矿产资源开采的人使用,然后矿产资源,可以有工业价值。
2.1矿床开采方法
分为露天开采、地下开采和露天开采组合。矿床开采方法是根据矿床地质条件(主要是矿体分布、形态、赋存条件、埋藏条件等)和规模大小,由技术和经济分析确定的。简单说,矿体相对较大的矿体,直接暴露于地表或埋于浅埋矿体,由于需要剥离垃圾的较少,宜采用露天开采;反之,应采用地下开采。总之,这是一个重要的工作,我们必须仔细分析各种因素,以确定影响。
从煤矿生产,矿产资源利用率挖掘露天高,采矿贫化率低,采出的矿石品位高,生产能力大,劳动条件好,机械化程度高,劳动生产率高,木材材料消耗少的优点,但它也有设备,如土地面积大的缺点,会计,也由矿体埋藏条件限制。地下开采和露天开采明显相反,采矿回收率低,稀释率低,生产成本高,工作条件差和不足,但适应性强的地下开采,无论大小矿体埋藏条件如何都可以使用。正因为如此,目前国内有色金属,贵金属,大多数使用地下开采。随着科学技术的不断进步和生产组织的不断完善,露天矿开采方法的应用越来越多。据统计,美国和加拿大,以露天铁矿开采占85.9%的总金额的90%,英国,前苏联为80%。露天矿开采,剥采量(土)和产生的矿石比,称为剥脱比或剥脱系数是产生量的单位矿石,需要剥离量的矸石。它是影响采矿技术复杂性和成本的主要因素。与平均汽提比、平均剥脱率、脱层比、边界层剥离率和经济剥采比。
2.2矿床地下开拓方式
可分为竖井开拓、斜井开拓、平硐开拓(见图1、图2)以及由它们组成的平硐一竖井、平硐一斜井、平硐一盲井等联合开拓。
地下开拓方式的组成,应包括主要井巷工程的形式、位置的选择,中段高度的确定,运输、通风、排水平巷的布置,溜矿井和通风井的选择等。简单说,地下开拓就是由地表开拓至矿体的所有井巷工程组成的综合工程。它是矿床开采期间矿石提升、运输、通风、排水等系统是否合理的关键,同时也关系着人员上下和生产安全等。因此,选择矿床开拓方式必须根据矿床地质条件、矿产储量大小、地表地形、生产规模、工业场地和采矿工艺等进行多方案比较,选择最佳开拓方式。
2.3地下开采方法
可分为空场采矿法、留矿采矿法、崩落采矿法、充填采矿法四类,而且各类中又可分成几种采矿方法。如空场采矿法可分为综合性的挖掘,分段空场法和矿块回采;留矿采矿法可分为浅孔留矿采矿法;崩落采矿法可分为底柱或无底柱分段崩落法、分段崩落采矿法等;充填采矿法可分为水,砂充填采矿法,充填采矿法和尾砂充填采矿法。所有这些方法都是根据矿体的赋存条件、矿体和矿体的厚度、矿床水文地质条件、矿石品位和价值、选矿工艺、地表被允许塌陷和矿山生产规模、生产经营和安全、矿块开采、强度高、经济效益好、稀释损失少。
一般在各种采矿方法的适用条件和矿石生产的形状、厚度及围岩稳定性起着主导作用,最好是通过方案比较和选择回采率高,劳动生产率高,投资少,生产成本低,能满足生产和采矿方法安全规模的要求。矿山建设的可行性研究,往往通过选定的采矿方法,确定相关的技术和经济指标,从而可以计算出经济效益。
3采矿作业中应用绿色开采工艺技术的发展趋势探究
随着时代的发展和科学技术的进步,绿色采矿技术在矿业中的应用已成为我国矿产资源开发的一个重要方面。目前在所有矿产资源开采,更多的绿色技术应用于煤炭开采技术,煤炭开采和减少降水技术,煤炭和天然气开采技术,洁净煤技术,地下煤炭气化技术现代化的绿色开采技术已被广泛应用于一些大型煤炭开采工程,但也出现了许多问题。因此,为了促进我国矿业的发展,有必要对我国绿色矿业的应用和发展趋势进行探讨,以期促进我国矿产资源的更好开发,促进我国国民经济的增长和社会的可持续发展。
目前,绿色矿业技术在睡眠法律制度方面还比较匮乏,对国家有关部门的建议应继续加大力度打击私采、滥采滥采等违规行为,并制定相应的政策,以确保绿色矿业技术具有法律保护和顺利实施,在此基础上加快引进和交流与国际先进的绿色开采技术、加强培训的现有人才,不保证绿色施工技术得到了广泛应用,促进了我国矿业的持续稳定发展。
在新时期的背景下,作为矿山企业,在采矿作业中必须始终坚持低碳环境保护、生态绿色可持续发展的理念和原则,并对工程的需求采取采矿技术。随着绿色采矿技术在采矿作业中的应用,努力实现绿色开采,不断提高矿山技术水平,提高矿山开采效率和质量,提高企业的经济效益,同时保证采矿业的发展。
4结语
无论水文地质条件的简单或复杂,通过分析和研究,必须掌握矿区地层或构造含水量和分布,地下水位标高,影响范围,地表水(河流,湖泊)和水承载层或结构的水力联系。矿体开采对水文地质条件、老巷道工作条件和水侵彻,预测矿井涌水量,为矿山规划建设中的基础。
参考文献:
在选择充填技术过程中,要以煤矿自然条件为基础,结合充填技术的不同特点合理选择,选择过程中要符合以下六个原则:
一是确保安全生产。在选择充填技术上,要控制以最大限度实现将地压,尽可能避免发生岩爆事故,所以,应综合考虑地压与采矿方法等因素,科学选择充填技术,充填技术首选为胶结充填技术。
二是确保充填量符合开采实际需要。煤矿开采前,要根据煤矿设计好的矿量确定充填量,充填方法按照不同充填量进行合理选择。通常情况下,水力充填法在各种充填方法中的充填能力最强。若充填量难以保证煤矿开采过程中的采充平衡,就容易产生采充失调情况,极易造成事故。
三是充填技术选择过程中,操作方法要求简单便捷,以便于控制物料配比及操作人员使用。
四是有效降低各项费用成本。建设相关充填系统过程中,一些项目的基建费用较低,但具有较高的经营费用,而一些项目基建费用较高,但具有较低的经营费用。所以在选择充填系统过程中,要合理分析各项技术,以实现搭配的最优化。若煤矿中具有较多的废弃砂石,可选择废弃砂石作为原料实施胶结充填。
五是确保系统运行正常。充填系统在工作过程中,要尽可能降低故障发生率,使系统运行稳定。如系统发生故障时,就要及时进行修复。煤矿开采过程中通常使用国产设备,与选择国外设备相比,在人员培训和设备维修方面会节省不小的成本。而且,为实现系统运行不间断,一般需要一套系统作为备用,要求操作人员详细了解系统使用及相关维修技术,以保证充填系统运行的稳定。
六是符合环境保护原则。设计选择充填系统过程中,要对环境产生污染问题进行必要的考虑,充分回收利用尾砂、煤灰等废弃物,同时在降低充填费用成本时,还可以有效降低环境污染,促进经济社会的协调可持续发展。
二、充填技术的发展趋势
结合我国煤矿过去十年的产矿量及采用的充填技术等有关统计数据,可对充填技术的未来发展趋势分析如下。随着煤矿的不断开采,采煤过程中导致的土地塌陷赔偿费用逐渐增加,并呈现不断上升趋势,未来将会越来越高。以煤矿采用充填技术开采分析所增加的成本可知,约在近几年出现充填采空区增加的吨煤开采成本约等于采煤导致的塌陷土地赔偿所增加的吨煤成本,即在煤矿采用采空区充填技术对开采沉陷进行控制,对地面土地进行保护需要在几年后才明显体现出优越的可行性。我国作为矿产资源储备量最大,而且也是资源消耗量最大的一个国家,在煤矿开采过程中,难免会破坏煤矿周边环境和地表,这在使矿产开采成本增加时,也在一定程度上污染周围环境,极易引起安全隐患。所以,据此提出一种矸石充填技术,即通常谈到的一种绿色充填技术。采空区充填技术可使破坏地表环境情况有效减少,废料排放率降低。在煤矿开采的同时,容易出现大量采空区,甚至造成采空区顶板和矿柱产生变形或移动,极易产生安全隐患。使用矸石充填采空区,矸石不需要再上井,有效解决矸石污染耕地和环境的不利后果,而且对于留设煤柱的减少,资源回收率的明显提高都具有重要意义。该技术在不远的将来将是煤矿开采企业采用较为广泛的一种充填技术,并会得到广泛推广应用。
三、结论
关键词:技术;采矿;方法
中图分类号:TD1 文献标识码: A
1 井下采矿的方法
当下,因为国家的采矿方法和技术迅猛发展,相比以前,现在的采矿业过程中一直向着高回采率和高效率迈进,向着有利的方向发展,使我国采矿效率不断提高,不但如此,采矿方法和技术的大大提高,也节约了采矿的成本,采矿过程中的安全问题也得到了保障,促进了企业经济效益的增长。
1.1 充填式
社会不断的发展,采矿的技术不断创新,当前,我国研究出了最新的先进技术,例如能够用来填充新工艺的高水全尾砂速凝固话胶,这个采矿的办法在上个世纪之前就略有雏形了,英国是首次应用的高水重填固结方法,并且在英国实验结束后,也在世界上其他的国家进行了推广,虽然这个技术与之前的采矿技术相比有了一定的进步,但是在材料上还有许多问题存在,它的材料不仅价格昂贵而且稳定性不足,所以这个技术存在着稳定性起伏大、成本过高的现象,因而他的扩展有一定的局限性,20世纪以来,填充技术不断提高,我国在新技术开发之前,干式填充和分级尾砂胶结技术得到广泛的应用,目前为了节省胶结材料的用量,填充技术开始向着高浓度高尾砂的方面发展,这次转向不仅节约材料而且还节约了生产成本,另一方面说,不仅保护了矿山的生产,还降低了对矿山环境的破坏,经实践证明,采矿充填技术还可以防止地表塌陷,减少矿石贫化率的作用,在采矿过程中了解到,矿体的组成非常复杂,因而,在矿石形状不规则的矿区,一般的采矿方法,容易造成采矿成本高,影响企业的经济发展效益,正因如此,选择了高分段式的充填采矿方法,与其他采矿技术相比,这项技术不仅在安全方面有一定保障,而且效率更高。
1.2 回采式
在采矿过程中,经常性的采用回采式方法,下面对具体的流程了解一下,先从凿岩的联络巷将凿岩设备运入采场中,在在矿体中上盘连通回风巷及凿岩通道形成回风风流,最后,再用凿岩车把落在地下的矿石运出回采式,分成无矿柱式和留矿柱式的连续开采式,依据回采方案,以胶结式的充填法为主,从一号位置向着一百米长的矿段话分成一个盘区,采完八十五米到八十米留下二十米到十五米的矿柱,完成一个阶段后,利用同样的方法,在第二步中,还是继续回采矿主,当进行中间段开采的时候,每个盘区会产生多个矿房,也就是空间,当开始回采矿房时,因为采场位置低压太低,才得以维护通道的稳定性,综合来看,这样的开采办法,对采场的稳定和安全都是有利的。有矿柱的方法和无矿柱式的回采方法也有一定的相同之处,例如,他们都是在相隔一百米的距离才划分一个开采位置,不同之处就是盘区和盘区之间不能留下矿柱,还是利用向胶结式方法充填,在中段部位循环开采,完成整个矿石开采。
2 技术的运用
2.1 三下采煤技术
采煤三下技术是指一些建筑下采煤方法和铁路的统称,我国每一年的采煤量超出了一百四十亿吨,而我国用三下采煤技术所猜出的煤炭只占我国采煤量非常小的一部分,但是随着技术的提高,三下采煤技术发展迅速,以前只是运用充填式的办法开采,现在出现的技术越来越多,比如陷落法开采,陷落法与之前的技术相比,有明显的优势,对地面的铁路和建筑物,降低了破坏的程度,相对来说,不仅节约了企业的生产成本,而且提高了企业的经济效益,
三下采煤技术主要是针对铁路或者建筑物,对于我国建筑物下的矿井开采,研究了很多年,开始于一九六二年,在建筑下开采矿井运用了很多的手段和方法,举几个例子来说吧,例如条带开采方法,什么事条带开采方法?就是将一个区域的煤层,划分成一些条带,在条带和条带之间开采,这种方法的开采,对上覆岩层的重量进行了保留,从而增加了煤柱的稳定程度,而且在开采的整个过程中,对开采者的安全问题也有了一定的保证,在铁路下采煤要注意的是,在开采的进程中,可能对路基产生一定的影响,造成路基的变化,严重的时候,可能会导致地表塌陷和开裂,直接影响车辆和行人的安全,因此,在开采的时候,一定要注意,首先,一定要把握到位开采的深度,因为开采是在铁路下方,所以煤层的厚度和深度的比例一定的符合标准,其次,开采进程中,要留设铁路,也能够对煤柱起到保护作用,在开采区域时,对采区要合理的布置,尽可能的在铁路正下方布置采区,并且,对开采速度要合理控制,最后,对上访的地表也要关注,及时的进行检查,一旦检查吃问题,应该尽快弥补维修,使其恢复正常的状态。
2.2 深矿井开采技术
这些年来,我国开始涉足深部井下地区,有的开采达到了一千米左右的深度,一般在采矿过程中,一般不会出现像深部矿井出现的方法上和技术上的要求,深矿井的开采技术与其他技术相比较而言,要求非常严格,因为深部矿井复杂的底下的形势,所以,怎么解决深部矿井开采中技术上的问题和咱们让深部矿井在建设中更加安全和合理,怎么提高开采量和开采的效率,是目前深矿井开采所面临的重要问题,在深矿井的技术研究上没有很统一的办法,在开采的进程中,一般会遇到以下几个问题,比如在开采时碰到井爆或狂震该怎么办?因为地质结构不相同,在开采煤层时要注意怎么控制对地压的冲击和矿压等,正常情况下,开采深矿井要有相应的技术措施,比如降温,在深部开采中,通风度是非常重要的一点,一般在矿山开采时,我们都会对通风系统进行修改,增大矿井内的风量,降低矿井内部的温度,在有关治理瓦斯的突出问题上,应该注意加大采区的风量,除了这些措施,还应该采取其他的有效方法,比如在开采的时候,对矿井内的解放层适当挖掘,才能降低瓦斯所带来的危险度,或在煤层里注入水,将瓦斯的基本性质破坏一些,让它降低到安全范围内,开采深部煤矿还未成熟,因为它的地质条件有限,在方法和技术上一直存在问题,不过深部矿井开采仍然在不断的发展,在深部矿井不断的开采中,也向我们进一步展示了深部煤矿原理和构成,有益于对未来地质勘探的发展进步,而且,对未来深部矿井中资源的利用和持续开发做出了贡献。
2.3 改善巷道布置
在矿井设计中巷道布置是很常见的难题,只有提高工作效率和采区的安全环境,就是一个好的巷道布置,而且还要使得生产集中化合理化,特别是这几年来,在采煤方法和技术不断得到改善的时候,巷道布置也成为加快开掘速度和提高生产水平的方式,深层矿井中工作的关键就是合理的巷道,也是关键因素之一,此外,在开采的时候更要把握好开采布置和开采方法的匹配度,改变运输系统和优化通风,减少巷道掘进的工程量和矸石的排放,矸石大部分留在矿井内,生产矸石系统的简化,在经济效益得到提高的时候,要更加重视中掘技术和综采技术的共同发展,布置好巷道、提高生产效率、减少矸石排放,利于集中高效的开采。
结束语
因为矿产资源很稀缺,所以近几年矿产资源的开采成为了热门的关注点,在我国的开采矿产生产中,井下地势存在着丰富多样的问题,所以开采井下矿产也有很多方法,同样的,井下矿产的开采方法和技术也要不断进行创新和改革,为开采业创造良好的环境。
参考文献
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关键词 地下;采矿;工业;技术;条件;方案;设计;
中图分类号:X753文献标识码: A 文章编号:
Abstract: with the development and progress of society, pay attention to underground metal mine non-pillar continuous mining method for real life has important significance. This paper mainly introduces the underground metal mine non-pillar continuous mining method study of the relevant content.
Key word:Underground; mining; industry; technology; conditions; design scheme;
引言
随着地下矿山开采规模的不断扩大、开采深度的不断增加,会带来一系列的技术难题。连续开采技术工艺是解决这些难题的有效途径之一。它可以改善井下工人的作业环境和工作条件;可以实现矿山机械化连续作业,提高采场的综合生产能力;可以缩短采场的回采周期,有利于深部低压的控制和管理;可以实现大规模、高强度的集中强化开采,降低矿石的开采成本,提高开采的经济效益等。因此,自20世纪80年代以来,国际矿业界对实现连续强化开采问题予以极大关注,把它视为发展矿山生产,提高经济效益最直接有效的途径。随着高效率采、装、运设备的出现和大量落矿采矿技术的发展,井下生产正趋向于大型化、连续化,采矿方法向高阶段和一步骤回采的方向发展。因此,连续开采技术对实现21世纪矿山向开采纵深化、规模大型化、设备机械化、操作自动化、生产连续化、管理现代化发展具有重大意义。
一、地下矿山连续开采的概念
随着采矿技术的发展,地下矿山连续开采的概念逐渐清晰。由于矿岩软硬程度的不同,出现了两种形式的连续开采方式。一是采掘工艺全过程(含切割、落矿、装载、运搬)同时平行连续进行,如综合机械化采煤工艺。这种连续开采方式主要是适用于开采矿岩硬度不大的矿体,如煤矿、钾盐矿等;另一种是指采装运机组与一步骤回采配套的连续采矿,这是基于爆破破岩的一种广义连续采矿概念。它是一步骤回采的采矿方法和高效率的采、装、运设备组成的采矿系统。它不追求严格意义上的连续并行作业,而是以规模化采矿为目标,通过创新采矿方法、工艺和设备,将各采矿工序和设备有机组合起来,成为广义的连续采矿系统。这种连续开采方式主要适用于矿岩硬度较大的矿山。
二、试验矿段采矿技术条件与回采方案设计
本研究课题从提高矿床开采强度,降低矿石损失、贫化指标,改善井下工人劳动条件,提高劳动生产能力和降低生产成本为目标,对研究提出的具有中国特色的地下金属矿无间柱连续采矿法及其工艺技术进行了全面的研究。
2.1连续采矿工艺系统
连续采矿工艺系统的建立,使不少孤立的出矿和运输的设备配置,达到了采用连续采矿工艺的调剂及经济上的合理。每个矿山企业都有其具体的开采条件,因此就可能有各种不同的实施方案,形成的作业系统可能是全面连续作业或间断一连续作业。其基本模式可用框图1表示。
图1连续采矿系统甚本模式框圈
由图1可以看出,采场工作面的出矿设备由振动出矿机、连续装载机和铲运机三种,可以分别与振动运输机、特殊胶带运输机配套,或将矿石直接卸人溜井,再在后面组成各种连续或间断一连续的采矿系统间。
2.2试验矿段的采矿技术条件
某矿井下开采正延伸至-360m水平,中段设计产量为800t/d。本次工业试验在-360m中段的Ⅱ号矿体进行。Ⅱ号矿体沿走向为弯曲的透镜似板状,长500~650m,厚5~60m,平均厚度为20~25m,矿体倾角75°~85°。-360m水平37线有一破碎带切割破坏矿体,矿体在-240m水平有分枝复合现象。矿石坚硬稳固,但水平节理较发育,局部矿段比较破碎,稳固性有所降低。矿体上盘为花岗闪长岩,易风化,属中等稳固,下盘为灰岩,较稳固。
2.3无间柱连续采矿法试验方案
2.3.1无间柱连续采矿的总体技术思路。
实现无间柱连续采矿的总体技术思路是:将矿体划分阶段,再将阶段划分一个个矿段;以矿段为回采单元,矿段间不留间柱;采切、回采、充填三大工序,分别在相邻三个矿段中平行进行;矿段回采采用采场连续工艺,矿段回采结束后,随即转入快速充填;三大矿段的作业互相衔接,阶段采矿工作连续推进,故称之“连续采矿”。由于连续采矿是以矿段为回采单元,矿段间不留矿柱为主要特征,故又称“无间柱连续采矿”。第一矿段回采结束,即可转入第二矿段回采。
2.3.2试验矿段回采方案。根据上述技术思路,结合现场原有矿块划分及已有工程的布置情况,设计无间柱连续采矿方案。试验矿段沿走向长45m,高48m,宽为矿体厚度,平均为14m,矿体倾角75°以上,矿石体重3.6t/m3,松散系数1. 6。设计采矿量为11.5万t。
试验矿段在回采工艺上分为两个宽度不等的作业区,均采用大直径(165mm)深孔崩矿。第一分区(15m)设计采用漏斗式底部结构,T4G出矿,一分区崩矿出矿完成后,采用自行研制成功的复合型高水速凝材料与尾砂胶凝跟随快速充填;第二分区(30m)设计采用振动出矿的平底式底部结构,用改进完善的振动连续作业机组出矿。为降低充填成本,二分区采后用全尾砂充填。根据凤矿井下已形成的开拓系统,试验采场凿岩硐室布置在-300m,出矿巷道布置在-348m,试验采场一分区由2号溜井出矿;二分区由1号溜井出矿,采场作业人员由设在一分区一侧的人行天井上下。从试验采场结构可见,突出的特点表现在以下三方面:
(1)在试验矿段内实行分区回采。其优点是:可以适当加大试验矿段长度,减少回采作业循环,加快回采速度;第一分区采后随即进行充填,这就为试验矿段回采结束后尽快转入第二矿段作业创造了必要条件;可根据矿体产状的变化,灵活布置采切工程。
(2)在分区之间预留临时矿壁。所谓“临时矿壁”是在分区之间暂留打好孔的5m左右宽的矿壁,它要待二分区崩矿、出矿结束前,最后一次崩落放出。这种预留临时矿壁的主要作用是隔离一分区内的充填体,并使充填体免受二分区大量崩矿的冲击破坏。也就是说,在二分区大量崩矿出矿过程中,一分区充填体能保持自立不垮落,为二分区创造了安全作业条件,并为降低回采过程的矿石损失、贫化指标创造了有利条件。
(3)采用结构简单的底部结构。作为对比,试验采场二分区设计采用振动出矿的平底式底部结构形式,这种底部结构简单,工程量小,开掘容易,采切比只有常用的漏斗底部结构的1/2。并且底柱高度低,矿石损失少,没有专用二次破碎巷道,工作面都有贯通风流,作业安全,劳动条件好。
关键字:开采沉陷 土地复垦 沉陷控制
山西是煤炭大省,煤炭的开发为山西经济快速持续发展提供了基本保证,然而煤炭的大规模开采对矿山及其周围环境造成了严重的破坏日益突出,开采沉陷造成的矿区环境灾害主要有土地塌陷或积水,农田减产或绝产、道路塌陷、房屋变形破坏等,这都是开采引起的岩层移动,是造成矿区塌陷灾害和区域变形的根源,有效控制和减轻地面塌陷程度是解决此问题的根本之路。随着煤炭形式的好转,各集团公司都加大了环境的防治和治理,对煤炭事业来说,功在当代,利在千秋。
一.沉陷的防治技术途径
沉陷破坏的防治技术途径可以从两方面考虑;(1)对开采沉陷的控制,即通过合理选择采矿方法和工艺、合理布置开采工作面、采取井下充填法、覆岩离层带空间充填等措施,来减少地表下沉,控制地表下沉速度和范围,达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的。(2)开采沉陷破坏的恢复和整治,运用土地复垦技术和建筑物抗采动变形技术,对开采沉陷破坏的土地进行整治和利用。
1.1.1全部充填开采
在煤炭采出后顶板尚未冒落之前,用固体材料对采空区进行密实充填,使顶板岩层仅产生少量下沉,以减少地表的下沉和变形,达到保护地面建、构筑物或农田的目的。其中水沙充填是充填采煤法中减少地表下沉效果作好的方法,其次是风力充填和矸石自溜充填。但充填采矿法需要专门的充填设备和设施,还需要有充足的充填材料。矿井初期投资大,吨煤成本相应的增加。
1.1.2条带开采
根据煤层和上覆岩层组合条件,按一定的采留比,在被开采的煤层中采出一条,保留一条。由于条带开采仅是部分地采出地下煤炭资源,保留了一部分煤炭以煤柱形支撑上覆岩层。从而减少覆岩移动,控制地表的移动和变形,实现对地面建、构筑物的保护。但该方法采出率低、巷道掘进多,工作面效率低。
1.1.3覆岩离层带充填
根据采空区上方覆岩移动形成三带的岩移特性,在煤炭采出后一定时间间隔内,用钻孔往离层带空间高压注浆,充填,加固离层带空间,将采动的砌体梁结构加固为稳定性较好的连续梁结构,使离层带的下沉空间不再向地表传递,以减少或减缓地表下沉,保护地面建、构筑物或农田。但该技术难度大,再近一步研究。
1.1.4限厚开采
根据矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗变形能力,以不产生地表积水和满足建筑物所要求的保护等级为依据,确定可开采的煤层厚度,开采是仅回采这一厚度的煤,其余各煤层均不开采,以实现减少下沉保护地面建、构筑物及土地的目的。但该技术采出率低,仅在薄煤层中应用有一定的使用价值。
1.1.5协调开采
厚煤层分层开采时,合理设计各工作面的开采间距,相互位置与开采顺序,使开采一个煤层(工作面)所产生的地表变形和开采另一个煤层(工作面)所产生的地表变形相互抵消或抵消一部分,以减少采动引起的地表变形,保护地面建、构筑物。但该技术要保持一定的错距,因此组织生产难度较大。我国尚未开展这种工业性实验。
1.1.6 “采-注-采“三步法开采
充分利用覆岩结构对岩层移动的控制作用,应用荷载置换的原理,进行小条带开采-注浆充填固结采空区-剩余条带开采的三步法开采,有效的对岩层移动和地表沉陷的控制,解决了大面积开采地表沉陷控制、提高了煤炭的回采率,保护了地面建、构筑物,但也存在工艺复杂,成本较大等缺点。
二.土地复垦技术
2.2.1煤矸石充填复垦和粉煤灰充填复垦
(1)地下开采产生的大量煤矸石运到地表排放,既占地有污染环境。利用煤矸石作为充填材料,即可使采煤破坏的土地得到恢复,又能减少矸石的额占地。
(2)利用电厂的废弃物--粉煤灰充填沉陷区复垦土地,可以化两害(沉陷区、粉煤灰)为三利(电厂、煤矿、农民三放面有利)。
2.2.2平地和修建梯田复垦
对积水沉陷区、潜水位较低的边坡地带,可采取平整土地、改造成梯田的方法复垦利用。梯田的水平宽度和梯坎高度,应根据地面坡度抖缓、土层薄厚、工程量大小、作物种类、耕种机械化程度综合考虑确定,田间坡度的大小和坡向,应根据原始坡度的大小、有无灌溉条件、复垦土地用途来决定。
2.2.3输排法复垦
开挖排水渠道,将沉陷区浅积水引入河流、湖泊、坑塘、水库等,作为蓄水用,是沉陷水淹地重新得到耕种。
2.2.4深挖垫浅复垦
运用人工或机械方法,将局部积水或季节性积水沉陷区下沉大区域挖深,适合养鱼、蓄水灌溉等,用挖出的泥土充填开采沉陷较小的地区,使其成为可种植的耕地。
2.2.5积水区综合利用技术
对地面大面积积水和积水深度很大的沉陷区,科学的综合利用,发展网箱养鱼、围栏养鱼、蓄洪作灌溉水源、建造水上公园等。
2.2.6固体微生物复垦技术
煤矸石添加适量微生物活化剂,经过一个植物生长期(约6个月)就可建立起稳固的植物生长层,形成熟化的土壤。
三. 结束语
开采沉陷是造成矿区环境地质灾害的直接原因,有效控制和减轻地面沉陷程度是避免开采沉陷环境灾害的基本途径。充填采煤法是减少地表下沉效果作好的方法,近年在山东有些矿区正在做膏体充填的实验,这种方法可使采场没有或减少垮落带,能更好的减少地表下沉。但它的技术含量很大,输送倍线大,管路易阻塞,如果成功那将是煤矿开采的一次技术革命。
开采沉陷对土地资源的影响和破坏是难以避免的,所以各个煤矿应该应用根据自己的实际情况和条件合理应用防止和控制开采沉陷技术和土地复垦技术,矿区生态复垦技术等多学科知识,对地表塌陷进行综合治理和开发利用,才能更好地保护地表、矿区的环境、农民的利益。
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[关键词]采矿作业;事故成因;预防对策
中图分类号:TD327.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)20-0136-01
新疆中德伟业公司阜康丁家湾煤矿,因为受地质因素等影响, 存在如矿井老空积水、承压水威胁、瓦斯突出、提升绞车断绳顿罐和井下火灾等大量事故隐患,给矿安全生产带来很大困难。本文结合煤矿实际,就采矿作业存在的主要事故隐患和易发事故类型进行分析,并提出预防措施,以期对工作有所帮助。
一、采矿作业中存在的主要事故类型及原因
(一)采场冒顶片帮事故
在采矿作业中,最常见的事故是冒顶片帮,约占采矿作业事故的40%以上。该类事故产生的原因主要有以下几点:
一是采矿方法、顶板管理方法不当。如采场布置方式与矿床地质条件不适应,采场阶段太高,矿块太长,顶帮暴露面积太大,时间过长,加上顶板支护、放顶时间选择不当,都容易发生冒顶事故。天井、漏斗布置在矿体上盘或切割巷道过宽都容易破坏矿体及围岩的完整,产生片帮事故。
二是对作业现场检查不到位。冒顶伤亡事故大多属于局部冒落及浮石伤人,且多发生在爆破后1~2小时内。所以放炮后应加强对采场顶帮的检查和处理。另外,在节假日前后或停工时间较长后,恢复生产时,也应加强对顶帮的检查和处理。
三是处理浮石操作方法不当。这类冒顶事故大多由于处理前对顶板缺乏全面、细致的检查,没有掌握浮石情况而造成的。也有一些事故是由于违反操作规程,冒险空顶作业,违章回收支柱而造成的。
四是地压活动的影响。有些矿山在开采后对采空区不及时有效地处理,随着开采深度的增加,矿山的生产区域不同程度地受到采空区地压活动的影响,容易导致井下采场和巷道发生大面积冒顶片帮事故。
(二)采场塌陷事故
这种事故经常发生在使用留矿法采矿的生产中。留矿堆中形成空洞的原因主要有:由于矿体上盘围岩节理发育,断层较多,回采易产生大块矿岩;矿石湿度大,粉矿和夹杂黏土多,易黏结成块;回采进度太慢,或采场搁置停采,长期没有放矿;漏斗间距太大;平场时二次破碎不充分等使大块矿石潜埋于矿堆内,矿房局部发生堵塞,形成空洞。
(三)坠井事故
矿井在开采过程中,受地质条件的变化和开采的影响而布设很多形式的竖井,在采矿作业时,人员经常进出采场,途经天井和溜井,如果天井支架不牢,梯子没有固定好,梯子间没有防护栏杆,天井扒钉把手不牢靠,或是溜井口未设标志、护栏和格筛等,往往容易导致坠井事故。
(四)溜矿井、放矿漏斗卡矿事故
由于溜矿井或放矿漏斗卡矿、堵塞处理不当,出现人员受矿石积压、深埋和机器卷扬等威害,造成人身严重伤亡的事故在矿山时有发生。
二、预防措施及改进对策
(一)预防采场冒顶片帮事故措施主要有:
一是根据矿床地质条件,合理选择采矿方法和采场布置。天井、漏斗等应布置在矿床的下盘,避免破坏上盘,造成片帮。开采时,要严格按采掘顺序,自上而下,由远而近,有计划的回采,尽量减少顶板暴露时间,加快采矿速度,缩短回采周期。
二是加强采场顶板观察、检查。要加强现场顶板管理,同时对采场矿岩情况经常进行检查,根据不同情况,采取相应的预防措施。发现岩石松软时,应及时支护,尽量避免在空顶下作业。采场和附近作业点放炮后,应仔细地检查采场顶帮的岩石和支护。检查时人要站在安全的地方,由外向里用尖头长钎子或带矛头的长竹竿撬下松动的岩石。检查处理完毕,再通知其他人员进入采场作业。
三是是注意观测顶板冒落预兆,防止发生大面积冒顶事故。大多数情况下,顶板冒落之前都会有些预兆,如顶板岩石下沉、支架发出爆裂声、发生折断;顶板岩石发出破裂和撞击声;顶板有岩石碎块掉落,以及涌水、淋水量增大等现象。一旦发现采场有大面积冒顶的征兆,应立即停止采场作业,马上撤离作业区内的人员。
(二)预防留矿法采矿中采场塌陷事故的措施有:
一是选择合理的爆破参数,减少爆破产生大块或粉矿,尽可能保持上盘围岩不遭破坏。
二是平整采场时,应仔细进行大块矿石的二次破碎工作。
三是局部不稳固的矿体可留不规则矿柱,防止大块片帮。粉矿较多、含有黏土夹层、矿石湿度大时,应预先确定采用较小的漏斗间距,并做到经常且均匀地放矿。
(三)防止坠井事故的措施有:
一是根据岩石稳定程度,架设相应牢固的支架。岩石稳固时,可以用横撑支柱。岩石不稳固时,必须用方框支架。有片帮危险时须留矿柱。
二是天井的梯子、扶手要牢靠,并经常检查。梯子间与提升间之间应有隔板。天井高度不大,单纯用扒钉作把手时,须另设一根牢靠的保险绳以防不测。
三是应装设明显的标志和防坠装置、光信号、围栏、链条等,并及时封闭不使用的天井和溜井。
四是井下作业人员要严格遵守安全管理规定,不得跨越溜井。
(四)溜矿井、放矿漏斗卡矿的处理措施有:
一是溜井的坡道设计和施工要合理,不要拐死弯。
二是溜井使用前,必须将井中的杂物清理干净。使用过程中,严禁将废旧木材、钢管、钢钎、钢丝绳等杂物及大块矿石放进溜井,以免堵塞溜井。
三是禁止放空溜矿井的矿石。
四是溜井有储水时,应停止放矿,以防发生跑矿事故。