煤矿科技论文
目前的社会进步的全新形式之下，煤矿科技的不断进步及日渐完善最终是采矿科技发展的主题。下面是小编整理的煤矿科技论文，希望你能从中得到感悟!
煤矿科技论文篇一
煤矿开采科技探讨
摘要：目前的社会进步的全新形式之下，煤矿开采科技的不断进步及日渐完善最终是采矿科技发展的主题。在不断进步的采煤工艺下，逐渐探索多层次、多样化的采煤工艺，创建独具独特的采煤工艺理念。我们国家的采煤办法逐渐变得成熟起来，放顶煤采煤的运用也在不断的发生变化，运用水准和理念探究的广泛度也在不断的提升。文章针对煤矿开采科技进行相关论述。
关键字：煤矿开采;科技
中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：
1 采煤方法和工艺
开发煤矿高效集约化生产科技、创建生产高集中、高可靠性的高产高效矿井开采科技来提升工作面单产和生产集中化为核心,以便于提升高效率和经济利益为总体目标，探究研发在不同条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺,简单、高效、可靠的生产系统和开采布置,生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采科技,发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化,进步改进工艺和装备,提高应用水平和扩大应用范围,提升采煤机械化的程度和水准。
1.1 开发“埋深浅、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套科技”,需消除一下几方面的科技难题。
硬顶板控制科技,研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制科技,主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理科技,使直接顶能随采随冒,提高顶煤回收率,且基本顶能按定步距垮落,既有利于顶煤破碎,又保证工作面的安全生产。
硬厚顶煤控制科技,研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理科技,包括高压注水压裂科技和顶煤深孔预爆破处理科技,使顶煤体能随采随冒,提高其回收率。顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套科技,研制既有利于顶煤破碎和顶板控制。又有利于放顶煤的新型液压支架,合理确定后部置输送机能力。 两硬条件下放顶煤开采快速推进科技,研究合适的综放开采回采工艺,优化工序,缩短放煤时间,提高工作面的推进度,实现高产高效。
5.5m宽煤巷锚杆支护科技,通过宽煤巷锚杆支护科技的研究开发和应用,有利于综采配套设备的大功率和重型化,有助于连续采煤机的应用,促进工作面的高产高效。
1.2 缓倾斜薄煤层长壁开采 主要研究开发:体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机、刨煤机;研制适合刨煤机综采的液压支架;研究开发薄煤层工作面的总体配套科技和高效开采术。
1.3 缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁采 应进一步加强完善支架结构及强度,加强防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变、防止严重损坏千斤顶措施等的研究,提高可靠性,缩小其与中厚煤层(采高3m左右)产高效指标的差距。
1.4 各种综采高产高效综采设备保障体系
要实现高产高效,就要提高开机率,对“支架—围岩”系统、采掘运设备进行监控。今后研究的重点是:通过电液控制阀组操纵支架和改善“支架-围岩”系统控制,进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统;乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断;采煤机在线与离线相结合的 “油-磨屑”监测和温度、电信号的监测;带式输送机、刮板输送机全面状态监控。
2 深矿井开采科技
深矿井开采的关键科技是:煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等;需要攻关研究的是:深井围岩状态和应力场及分布状态的特征;深井作业场所工作环境的变化;深井巷道(特别是软岩巷道)快速掘进与支护科技与装备;深井冲击地压防治科技与监测监控科技;深矿井高产高效开采有关配套科技;深矿井开采热害治理科技与装备。
3 “三下”采煤科技
提高数值模拟计算和相似材料模拟等,深入研究开采上覆岩层运动和地表沉陷规律,研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理开采系统和优化参数,发展沉降控制理论和关键科技,包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统;研究与应用各种充填科技和组合充填科技,村庄房屋加固改造重建科技,适于村庄保护的开采科技;研究近水体开采的开采设计、工艺参数优化和装备,提出煤炭开采与煤矿城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源优化等关键科技。
4 优化巷道布置,减少矸石排放的开采科技
改进、完善现有采煤方法和开采布置,以实现开采效益最大化为目标,研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺科技评价体系专家系统,实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。
5 采场围岩控制科技
5.1 进一步完善采场围岩控制理论
以科学合理、优化高效的岩层控制科技来保证开采掘活动的安全、高效、低成本为目标,深入总结我国几十年的矿山压力研究成果,以理论分析(解析法)、现代数学力学(统计分析预测、数值法)和实测法相结合运用先进的计算机科技,深入研究各种煤层地质及开采条件。
5.2 研究坚硬顶板与破碎顶板条件下应用高科技低成本岩层控制科技
目前,由于应用高压注水、深孔预裂爆破处理坚硬顶板和应用化学加固科技存在工艺复杂、成本高的问题,因而需进一步研究开发新科技、新工艺、新材料来解决这些问题。
5.3 放顶煤开采岩层和支架—围岩相互作用机理
研究放顶煤开采力学模型、围岩应力、顶煤破碎机理、支架—顶煤—直接顶—基本顶相互作用关系;运用离散元等方法研究顶煤放落规律,提出放顶煤优化准则和提高顶煤回收率的途径。
5.4 支护质量与顶板动态监测科技
在总结缓倾斜中厚长壁工作面开展支护质量与顶板动态监测方面,应进一步在坚硬顶板、破碎顶板、急倾斜、放顶煤工作面开展支护质量与顶板动态监测,同时应不断完善现有的监测科技,发展智能化监测系统,改进监测仪表,使监测仪表向直观、轻便、小型化方向发展。
5.5 冲击地压的预测和防治
通过计算机模拟研究冲击性矿压显现发生的机理;进一步完善冲击性矿压显现监测系统,发展遥控测量和预报科技,完善冲击性矿压综合防治措施的优化选择专家系统。
5.6 研究开发新型的支护设备
研究硬煤层、硬顶板放顶煤液压支架,完善液压支架性能和快速移架系统,开发耐炮崩、轻型化单体液压支柱和厚煤层巷道锚索和可伸缩锚杆。
6 小煤矿科技改造和机械化开采科技
实施国家关闭小煤矿,淘汰落后生产科技和生产设备,提高平均单井规模的科技政策,开发小型煤矿机械化、半机械化开采科技和装备,改进小煤矿的采煤方法和开采工艺,提高采煤工作面的单产和工效;提高小煤矿的顶底板控制科技水平,最大限度地减少顶底板事故率。
7 煤炭地下气化科技
煤炭地下气化科技是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧,通过对煤的热化学作用而产生可燃气体的过程。煤炭地下气化科技属于一种特殊的采煤方法,它是国际首创。煤炭地下气化科技具有投资少、安全、工期短、见效快、用人少、效率高、成本低、效益好等优点,尤其适合我国煤矿地质条件复杂、劣质煤比例高、“三下”压煤严重的矿区。具有广阔的推广应用前景。应继续研究完善“长通道、大断面、两阶段”和“矿井式气化”两种典型煤炭地下气化工艺,进行较大规模的地下气化试验研究,摸索实现“两个控制、三个稳定”的科技途径,并实现连续、稳定生产探索应用的途径.
参考文献
[1] 李钟. 巷道支护现状及发展趋势(一)[J]. 岩土工程界，2001(01).
[2] 李钟. 巷道坑支护现状及发展趋势(二)[J]. 岩土工程界，2001(02).
煤矿科技论文篇二
试论国内煤矿绿色开采科技
摘要：绿色开采是煤炭开采今后的发展趋势，对提升煤炭采出率、保护生态环境及实现煤矿的良好发展有着较为关键的影响和作用。文章论述了绿色开采科技,归总了国内煤矿绿色开采办法的当下状况，针对科学采矿有着很大的参考性价值。
关键词:绿色开采;煤矿开采;煤与瓦斯共采;充填开采;煤炭地下气化
中图分类号：TU7文献标识码：A 文章编号：
煤炭开采导致岩层遭到一定程度的损坏，导致岩层中水与瓦斯的流动,造成煤矿瓦斯事故与井下突水事故;煤炭开采引起岩层移动,从而导致地表塌陷，导致弄条、建筑设施遭到损坏;煤炭开采形成的大量堆积在地面的矸石,既占用良田,又造成环境污染;随着国内矿井开采深度的不断增加,矿山压力显现及冲击地压等动力灾害发生的频次增加,强度增大,危及矿井的安全生产。上述问题若得不到有效解决,在接下来的时间中，伴随着能源整体准求及煤炭产量的不停增加，煤炭资源开采将带来的矿区安全及生态方面的问题将更加严峻，人们的生活环境及社会未来的发展都会遭受很大的影响。
依据国内能源目前情况，煤炭是国内较为重要的一次性能源，在将来的几年中，煤炭将在能源构成当中的重要地位不会发生变化。2020年国内煤炭消费量将达到40亿t。那个时候，煤炭总量将没办法满足工业需求，所以不能够以单纯的以提升煤炭产量消除煤炭供应上的问题，而应当发展煤炭循环经济，减少煤炭采发对外界环境的不良影响，且应当将 “发展煤炭循环经济,实现煤炭绿色开采”作为理念,大力发展绿色的采煤科技。
1煤炭绿色开采体系
煤矿绿色开采以及相应的绿色开采科技,在基本概念上是要从广义资源的角度上来认识和对待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各种资源。基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响。目标是取得最佳的经济效益和社会效益。2003年,中国矿业大学钱鸣高院士首次提出了煤矿绿色开采的概念和科技体系,随后明确了实现煤炭资源开采和环境保护协调发展的绿色开采研究目标,为国内绿色开采科技的研究指明了方向。钱院士提出的绿色开采科技体系, 绿色开采理论依据:
(1)关键层理论。
(2)开采对岩层移动的影响及移动规律。
(3)水在裂岩体中的渗流规律。
(4)开采后岩层内节理裂隙分布发育规律等。
2保水开采
保水采煤在不同的矿区有不同的科技内涵,缺水矿区要以水资源保护和利用为主;大水矿区,要以减少水资源破坏和防治水灾害为主。因此,保水开采包含水资源保护、水资源利用(煤水共采)和水灾害防治等多项重要内容。
3煤与瓦斯共采
瓦斯既是矿井有害气体也是洁净能源。因此,应该使其资源化,其科技途径有:
(1)采前抽采:若能在开采前将煤层内瓦斯抽出,则是利用瓦斯改善。煤矿安全的最好办法。
(2)煤与瓦斯共采:开采后围岩压力降低,大量瓦斯在采空区释放,有利于瓦斯抽采,因此形成煤与瓦斯共采体系。
(3)废弃矿井抽采瓦斯。鉴于废弃矿井煤层经过采动而充满瓦斯,因而可以利用采动后岩体内裂隙场的分布及钻孔,将瓦斯抽排管装在井下、封闭井口后,抽出瓦斯。
(4)回风井回收瓦斯。
(5)煤与瓦斯共采的科技主要有:留巷钻孔法、卸压法等。
4充填开采
国内多数煤矿存在建筑物下、水体下、铁路下压煤的问题,充填采矿法对解决这类问题具有重要的意义。
4.1矸石充填利用井下采空区处置煤矸石的充填采煤方法,既可以减少煤矿固体废弃物排放,又可以减轻开采沉陷灾害、提高矿井资源回收率,是实现煤矿绿色开采的关键科技途径之一。
(1)抛矸机抛矸充填。将岩巷和半煤岩巷掘进矸石用矿车运至井下矸石车场,经翻车机卸载后,矸石经破碎机破碎,而后进入矸石仓。通过矸石仓下口,胶带或刮板输送机将破碎后的矸石运入上下山,而后由胶带或刮板输送机转载进入采煤工作面回风平巷,再由工作面采空区可伸缩胶带输送机运至工作面采空区抛矸胶带输送机尾部,由抛矸胶带输送机向采空区抛矸充填。
(2)刮板输送机卸矸充填。充填装备由后端带悬梁的自移式液压支架和充填刮板输送机组成。在自移式液压支架后端增加后悬臂等配件,采用可调高但挂链悬挂充填刮板输送机溜槽,悬挂是为了增加充填垂直高度。输送机中部溜槽按顺序连接,并与机头和机尾组成整部刮板输送机。每2节中部溜槽设置1个溜矸孔,溜矸孔开在溜槽的中板上。由电机车牵引矸石矿车至采区矸石车场,通过翻车机卸载,矸石经转载机、破碎机进入矸石仓。破碎后的矸石经上下山输送机、平巷输送机运至液压支架后的充填刮板输送机,在采空区卸载。
(3)风力抛矸充填。风力充填材料粒度的直径不宜大于充填管道的1/2~1/3。并且要求充填材料沉缩率低、不自然、腐蚀性小。矸石经充填机、充填管路充填采空区。一般采煤机割两刀煤充填一次,充填步距1.2~1.6 m,每次充填长度6~9 m,工作面每向前推进50~100 m,充填机前移一次。机械矸石充填对充填材料要求不严格,使用设备也较少,在国内山东矿区发展较快,有推广趋势。
4.2水砂充填水砂充填采煤法是利用水力通过管道把充填材料沙粒送入采空区的充填采煤法。目前水砂充填科技已经十分成熟。在地面用矿车将采出、破碎及筛分后的成品砂运到贮砂仓贮存。在贮砂室,砂与水混合成砂浆,经充填管路送至工作面采空区,并在采空区脱水,砂子形成充填体,废水经采区流水上山和流水道流入采区沉淀池,经沉淀后,澄清的水流入水仓,用水泵经排水管将水排至地面贮水池,以供循环利用。水砂充填采煤法充填致密,可减少煤尘危害,能有效地控制地表下沉和变形,但井上下充填系统复杂,设备及设施投资大,充填材料昂贵,提高了吨煤成本。
4.3膏体充填膏体充填科技是1979年在德国的格伦德铅锌矿首先发展起来的,由于膏体充填具有料浆质量分数高、充填效率高、成本较低等优点,这项科技试验成功以后在金属矿山得到较快的发展,在包括中国在内的许多国家得到应用。
5煤炭地下气化
煤炭地下气化是指将地下煤炭通过热化学反应在原位把煤炭转化为可燃气体。可以部分消除煤炭开采对环境的污染和煤炭燃烧对生态环境的不利影响与破坏。煤炭地下气化是一种整体绿色开采科技。它开始于英国1912年,由于热值低、成本高而未得到发展。国内于1958 -1960年曾在16个矿区进行试验,于1962年停止,1984年又开始了新的试验,1994年达到连续产气295 d,产气量为200 m3/h,热值13. 81~17. 57 MJ /m3,采用的是有井式、长通道、大断面的煤炭地下气化方法。目前国内的地下气化科技仍处于工业试验阶段,有很多问题需要去研究和探索。
6结束语
资源与环境的和谐统一的绿色开采是消除煤炭开采环境矛盾的最好办法。要顺利开展绿色开采，需有效协调的探究和消除经济与科学技术上的一些问题。绿色采矿应当尽量避免对环境的影响和污染，还能够为人们带来较大的经济利益。绿色采矿是发展绿色矿业及矿区绿色家园的关键性举措。伴随着绿色开采的逐渐进行和完善，煤矿绿色开采必然会展现其有利的租用，为人类及社会与自然的和谐发展做出自身独特的贡献。
参考文献:
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