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小议采煤技术

发布日期:2020-05-29  浏览次数:408
 是世界上重要的能源物质。煤是将植物遗体堆积埋藏地下亿万年后,经热与压力作用将它们慢慢转变而成的。在煤在形成过程中,由于腐化的植物所承受的温度、压力、湿度等条件的不同,而产生了不同的种类。煤的品质、种类或等级主要有泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤等。泥煤:是煤形成过程中第一阶段的产物,含有大量水物碎片,因此,在燃烧之前必须把水分除掉。褐煤:第二阶段的产物,含水量较泥煤少,含碳量较泥煤多,含热量亦较高。烟煤:是第三阶段的产物,含水量更少,含碳量88%以上,是广泛被使用的煤。无烟煤:含碳量在90%以上,不含水分,是最硬的一种煤。煤在很久以前即为人所利用,但到十八世纪的工业革命之前,采煤仍未成为主要的工业。随着工业的发展煤成为工业发展的主要能源。煤是世界上最丰富的能源,其蕴藏量估计约10787亿吨,估计地球上的煤多达可使用大约230年左右。煤的使用在世界能源消费中仅次于石油,排名第二,约占全球总消费量的24.7%。煤的主要用途是煤燃烧时会放出大量的热。还可利用煤燃烧时会放出大量的热,加热水等物质产生的高压蒸汽推动涡轮机转动发电机而产生电力,这是火力发电厂用来发电的主要燃料之一。把煤干馏(隔绝空气加强热使煤分解)所得到的煤焦油,可以用来炼制许多化学药品,提取重要的工业原料。

煤炭是我国重要的基础能源和重要原料,煤炭工业的发展支撑了我国国民经济的快速发展。在20世纪50年代和60年代,煤炭在我国一次能源生产和消费结构中的比重分别占90%和80%以上。

现今大部分烟煤和无烟煤的开采方面多采用地下开采(深部采煤)法与地表开采(露天采煤)法,最后经过洗选达到煤的标准。采煤是一件非常危险的工作,尤其是在地下深层采煤,假如在安全及设备上没有完善的措施,是最易导致瓦斯爆炸。另一方面易使矿工患呼吸系統方面的疾病,如黑肺、矽肺病等。

采煤会让矿场土地无法使用。洗煤场会污染土地、河川。燃烧后会产生二氧化碳、二氧化硫和灰粒等。煤炭在燃烧过程中将产生大量的污染物烟尘和温室气体。特别是煤炭的不合理利用,排放了大量烟尘和有害气体,严重污染着环境。

采煤时移走煤层上覆的岩石及覆盖物,使煤敞露地表而进行开采称为露天开采,其中移去土岩的过程称为剥离,采出煤炭的过程称为采煤。露天采煤通常将井田划分为若干水平分层,自上而下逐层开采,在空间上形成阶梯状。

其主要生产环节:首先,用穿孔爆破并用机械将岩煤预先松动破碎,然后用采掘设备将岩煤由整体中采出,并装入运输设备,运往指定地点,将运输设备中的剥离物按程序排放于堆放场;将煤炭卸在洗煤厂或其他卸矿点。

其优点为生产空间不受限制,可采用大型机械设备,矿山规模大,劳动效率高,生产成本低,建设速度快。另外,资源回采率可达90%以上,资源利用合理,而且劳动条件好,安全有保证,死亡率仅为地下采煤的13%左右。

主要缺点是占用土地多,会造成一定的环境污染,而且生产过程需受地形及气候条件的制约。在资源方面,对煤赋存条件要求较严,只宜在埋藏浅,煤层厚度大的矿区采用。

另一采煤方式为地下采煤,其采煤顺序是根据煤层情况,一般分水平开采,每一水平又分为若干采区,先在第一水平依次开采各采区煤层,采完后再转移至下一水平。开采近水平煤层时,先将煤层划分为几个盘区,立井于井田中心到达煤层后,先采靠近井筒的盘区,再采较远的盘区。如有两层或两层以上煤层,先采第一水平最上面煤层,再自上而下采另外煤层,采完后向第二水平转移。依此类推。

现阶段又注重水体下采煤。水体下采煤包括地表水体、含水沙层水体及基岩水体下采煤。它应属于井下采煤。

水体下采煤技术最先在欧洲主要产煤国家得到发展。建立了一系列的岩层与地表移动理论,并且成功地将水体下采煤技术广泛应用于生产实践中。我国水体下压煤数量就十分巨大。这些地区的煤田浅部开采都存在含水砂层下采煤的问题。我国的水体下采煤技术的研究到20世纪80年代已经取得了很大的成果。经过40余年的研究和实践,积累了经验,发现了规律,编制了规程,在岩层与地表移动理论及与采煤有关的技术领域,都接近或达到了国际先进水平。

在水体下采煤时,既要防止上覆水体中的水或泥沙溃入井下,又要防止因矿井水增大而过分增加矿井涌水量,增大排水费用。水体下采煤由于开采条件的特殊性,使其除了具有一般井工开采的共性之外,还有自身的一些特点:水体下采煤着重研究岩层与地表的破坏规律以及可能造成的水力联系。对于埋藏于水体下的煤炭能否根据现有的技术条件,保证安全、经济的采出,需要重点考虑三方面:一是开采引起的覆岩中裂隙是否相互连通以及相互连通的裂隙是否波及到水体;二是受开采影响后,防水煤岩柱是否具有足够的隔水性能;三是要合理的确定煤层的开采上限,正确选择开采方法和防护措施。

我矿位于华北平原,属同煤集团地煤公司。同煤集团全称大同煤矿集团。采煤业历史悠久、闻名于世。其采煤工艺相当先进。周围煤井数不胜数。同煤集团是国家级企业,是整个山西乃至全国的支柱产业。

同煤大力发展综合机械化采掘技术,推进高产高效煤矿建设,实现煤矿高效、安全、洁净开采。其开采速度相当可观,除每天自给自足、供全国各地的燃煤用汽车运煤外,供世界用煤往秦皇岛码头的列车在大秦线上就是每五分种一列,可以毫不夸张地说每天每夜整个大秦线上滚动着大同的煤流。

由于快速大量的开采,在大同有许多煤矿已力不重负,条件好的13#、14#煤层已开采。有的条件不好,瓦斯高、顶板乱、水量大的煤矿被迫停产或转产。这种情况严重威胁着同煤的产业。

这种深矿井开采的关键技术是: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;深井巷道快速掘进与支护技术与装备;深井冲击地压防治技术与监测监控技术;深矿井高产高效开采有关配套技术;深矿井开采热害治理技术与装备等。

我想,随着科学的发展,水体下采煤的深入研究,水体下采煤工艺日益成熟,制约水下采煤工艺关键必将攻克,深井采煤工艺也必将带来革新,瓦斯高,顶板乱,水量大,必将成为过去。大量的工人返回原来热爱的矿井,让滚滚的原煤为世界发热。

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