井下煤矸分离与综合机械化固体充填采煤技术魏红涛
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井下煤矸分离与综合机械化固体充填采煤技术魏红涛
发布时间:2021-09-14T01:00:52.867Z 来源:《基层建设》2021年第17期作者:魏红涛
[导读] 摘要:综合机械化固体废弃物充填采煤作为一种具有绿色环保的采矿技术,其将废弃物进行有效利用,对于生态环境保护及矿区土地的保护均相结合,随着该技术的不断应用,在未来的采矿技术应用中,定会得到充分的推广。
山东丰源远航煤业有限公司北徐楼煤矿山东滕州 277500
摘要:综合机械化固体废弃物充填采煤作为一种具有绿色环保的采矿技术,其将废弃物进行有效利用,对于生态环境保护及矿区土地的保护均相结合,随着该技术的不断应用,在未来的采矿技术应用中,定会得到充分的推广。
关键词:井下;煤矸分离与综合机械化固体充填采煤技术
引言
随着安全高效的固体充填采煤技术的发展,实施井下煤矸分离成为现代化矿井实现绿色开采、资源开发与环境协调发展的现实需求。
煤炭是支持工业化生产的重要矿产资源,其开采技术和分离方式得到了人们的广泛关注。
综合机械化固体充填采煤属于我国自主研发技术,经过近几十年的发展,逐步呈现规模化和规范化,随着该种技术的不断发展,逐步开始实现在井下煤矸分离的绿色开采,有效统筹了经济效益和生态效益,有利于促进我国经营产业结构升级,朝着集约化的方向前进。
1机械化固体填充的概况及意义分析
1.1机械化固体填充采煤的概况
随着我国煤炭开采深度和开采强度的不断增大,煤矿开采对地表环境造成的破坏现象也越来越严重,随着我国环境和谐型政策的推广与实施,煤炭开采行业当前在开采的过程中,越来越重视井下开采区域的回填工作,而煤矿开采区域的填充物质是从煤炭开采过程中所产生的矸石中取得,机械化固体填充采煤的工艺即通过对井下矸石的填充,让填充区域附近的煤层压力减小,从而有助于对煤层的及开采。
机械化固体填充采煤工艺,早期是运用浅槽重介质的煤矸分离技术,使煤矸在井下实现分离,不仅提高了填充采煤的施工效率,也能够有效避免采煤层的压力对地面、煤层等方面所造成的影响。
所以说机械化固体填充采煤的工艺是当前煤矿开采作业中常用方法之一。
1.2煤矿井下煤矸分离的意义
煤矸分离技术不仅是节省煤矿企业开采成本的有效途径,也是对生态环境的保护,近年来,国外发达国家煤炭开采行业也在不断研究井下煤矸分离技术,因此本文对煤矿井下煤矸分离技术的研究和讨论,有助于煤矿井下煤矸分离的理论研究和实践运用。
其次,通过对不同煤矿采煤技术和煤矸分离工艺的考察和分析发现,煤矿井下开采进行充填采矿操作时,对井下填充原料一般选用就地产生的矸石或者由工厂、电厂焚烧之后的煤灰,如果矸石经过履带运输机被运往地面,不仅会产生一定的运输成本,而且地面的矸石堆积对附近生态环境也会产生一定的影响,而井下煤矸分离不仅可以避免煤矸在运往地面所产生的成本,而且在一定程度上还可以有效提高煤矿运输设备的运载量,实现矸石的就地利用,也避免对生态环境的破坏,对于企业和环境来说都是一种成本节约和环境保护的良好方式。
另外,充填开采还可以解决“三下一上压煤”问题,提高矿井中煤炭资源的开采率,而且一定程度上还可以延长矿井寿命,通过回收房柱开采残留煤柱,对呆滞煤炭进行再次开采,提高煤矿出煤率。
2综合机械化固体充填采煤设备分析
2.1支架结构
依照已知矿压的显现规律可知,综合开采液压支架的主要功能是确保安全作业的空间。
而把直接顶转变为最基本的支架结构,如此可有效减少部分开采带来的压力。
在充填开采过程中,尽量减轻直接顶带来的破坏,它的整体性和开采前无显著变化。
从开采控制目标层面看,固体充填可满足覆岩层垮落的开采环境需要,使开采点能够在相对稳固支架开采下,根据周期生产特性运作。
2.2填充工艺
应用一体填充液压支架虽说可实现填充采煤设备达成同步采煤和充填,但此种自行研制出来的矿料输送机难以满足运输量要求,与此同时,此种大深埋、大孔径的固体物料填充煤炭开采系统还会较大的影响到正常采空区的作业进度。
因此,采用先进固体物料填充工艺,把矸石输送到采空区,在支架结构推压下,把矸石送至支架后方,不但方便填充操作的有序进行,还有效提升了充填开采煤炭资源技术的效率及质量。
2.3填充效果
为了有效保障充填采煤技术对矿井有较为理想的充填效果,开采企业还应通过有关专业计量设备对充填采煤设备固体物料进量和出煤情况开展严密监控。
从开采的巷道起,上、下部液压支架结构岩层位移可否满足装配压力、作业面可否根据周期性覆岩层位移特性对顶板运动进行有效控制等方面的问题均可检验固体充填采煤技术应用效果。
伴随作业面的深入,整体充填采煤设备对矿山结构的开采环境能够逐步适应,根据中部填充情况,开采人员应根据充填采煤作业面的实际状况制定出科学、合理的计划。
3井下煤矸分离具体方法分析
3.1井下煤矸动筛型分离方法
井下煤矸动筛型分离方法按水、空气的密度分层,以跳汰机为基础,受到空气等作用,将原煤等物质进行分离,具有效率高、成本低、设备简单多方面的优点,适用范围较广,但受到排料装置、动筛跳汰机体积的影响,增加了设备的占地面积,只有不断优化动筛跳汰机等设备,合理安装开采装置结构,使得动筛型分离方法更加适用于井下煤矸分离。
3.2井下煤矸重介质型选煤方法
井下煤矸重介质型选煤方法将设备悬浮液当成物料分离的介质,按照原煤所含颗粒的大小、密度进行分类,是目前分离煤与矸最有效方式。
主要包括前组煤仓、后组煤仓、刮板机、带式输送机、浅槽分选机等设备,其开采程序较为复杂,有矸石脱介筛、循环水池等部分,需要进行介质进化过程,产生的物质有块煤、粒级煤等,因此其设备占地面积大,所需资金投入大。
矿区在选择该种方法时,应结合企业实际情况,注重原煤分选的有效性,合理运用该种方法。
3.3井下煤矸选择破碎方法
井下煤矸选择破碎方法主要包括转子型、液压式、冲击式等煤矸分离方式,以原煤和矸石之间的硬度差异为基础,借助分离式破碎装置,达到最初煤矸分离目的,主要适用于部分对煤块产品的粒度没有特殊要求的矿井,分离设备主要包括破碎机、分级筛、选择性破碎装置等,将原煤放入该类设备,从而实现原煤和矸石分离。
在推广过程中,由于生产出的块煤质量较差且产量较低,需要进一步完善其装备。
结束语
综合机械化固体废弃物充填采煤技术是由我国自主研发的,并且在采煤中得到了广泛的应用,这不仅有利于矿井的绿色开采,还提升了我国的经济效益。
综合机械化固体充填采煤技术应用的范围较广,如铁路下方、建筑物下方、水体下方等,将其与井下煤矸分离结合,能更好地保障煤矿的质量,提升资源的利用率。
煤矿企业应加大对采煤技术的力度,结合矿区实际情况,合理开采、绿色开采,寻求与大自然和谐发展的途径。
就我国煤炭行业井下煤矸分离及综合机械化固体充填采煤技术的发展现状,结合煤矸分离技术以及采煤设备及工艺,讨论并研究煤矿井下固体充填采煤系统以及采煤流程、效果等方面的问题。
该技术的应用在提升了开采质量和效率的同时,有效保障了煤矿工人的安全。
参考文献:
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[3]乔国栋.综合机械化固体充填采煤技术研究进展[J].山东煤炭科技,2015(03):47-48+50.。