煤矿开采名词解释
见“ 开採 ”。 亦作“ 开采 ”。挖掘(矿产)。 《清会典事例·户部八四·金银矿课》:“﹝ 乾隆 二年﹞又题准:开採 广西 梧州府 属 金盘岭 金矿,二八收课。” 清平步青 《霞外攟屑·时事·开矿》:“开矿事情,甚无益於地方。嗣后有请开採者,俱不准行。”
二、开采词语的近义词
开拓 [ kāi tuò ]
开垦 [ kāi kěn ]
发掘 [ fā jué ]
三、开采词语的造句
1、第二,大量土地上的矿藏仍然需要开采。
2、防止海水入侵的一种方法是将开采减少到设计的地下水位。
3、地下有很多资源,当它们被开采出来时,我们称之为“原矿”。
4、它为该地区未来的地质勘探和煤矿开采提供了基础。
5、根据地热井抽水试验数据,可开采地热资源在七点被评估和计算。
6、中国拥有丰富的煤炭资源和悠久的煤炭开采历史。
7、露天开采会对生态环境造成一定程度的破坏。
8、这种集中分布可以大大提高水下开采的效率。
9、该集团计划投资五十亿美元开采尼日尔的第一桶石油。
10、所有继续开采的矿区都被设置了警戒线。
11、为了开采石油,在地下钻孔的石油工人们又往下走了十英尺。
12、露天开采对环境造成了严重危害。
13、目前,天然气页岩的开采主要集中在中小型企业。
14、除了天然气,从地下开采的化石燃料又脏又重。
15、大多数钻石是从地下岩层开采的。
16、地球被一些人开采,看起来太吸引人了。
17、自十五世纪以来,当地人一直在这里开采煤炭。
18、黄金是稀有珍贵的,只能在艰苦条件下开采。
19、钛矿开采严重污染地表水,通常会降低矿区的生态环境。
20、未来孕育着无穷无尽的能量等着我们去开采,去挖掘,去释放。
21、经营人生,要有一台开采机,那就是具备刻苦的精神。
22、生活本身蕴藏着深不可测奥秘,需要我们一生勤奋地挖掘、开采,在生活中寻觅快乐,寻觅幸福情感,让这些积极的生活元素为我们的人生服务。
23、人的生命是一种有限的资源,即不可以奢侈的支取,也不可过度的开采。
24、茶人都知道,清明茶是上好的茶,才开采没有几天,买茶正当时。
25、极目远眺,目光可及之处,有大型机械在作业,告诉游客,今天的茶卡依然在开采。
26、在两千多年的历史沿袭中,茶卡人民用辛苦开采出盐粒来,一方面自己食用,另一方面拿去换取其他物品以提高生活质量。
27、盐湖实际上就是露天的盐矿,其盐的储存量全部开采出来,够全国人民食用八十五年的。
28、贺兰砚是许多文人雅士喜欢把玩的圣物之一,相传清代康熙年间开始开采贺兰石到道光年间有江南艺人为之雕琢刻制砚台,技术娴熟,真品量多而奇异千姿。
29、地势越来越高,每走一步,就高低分明,还有一段呈三级阶梯,两边的房子建在开采出来的由低到高的山基上。
1 煤矿开采沉陷产生的不良影响
众所周知,煤炭开采在地下对地表下的煤层进行开发。原有地质构造被破坏,造成地质沉陷,直接影响了地表建筑物整体稳固性。要想规避对地表建筑物产生消极影响,需要对建筑物进行拆迁处理,而这一行为在一定程度上增加了煤炭开采成本[1]。另外,煤矿开采工作引起的地质沉陷问题,也会影响地表生态系统平衡。需要耗费大量的人力、财力恢复[2]。如开采沉陷引发的地表水下漏,对原有生态系统产生了消极影响。可见,煤矿开采沉陷产生不良影响需要我们给予足够的重视。在实践中,我们应重视对煤矿填充开采技术的应用,以此来防范上述风险。
2 部分填充开采技术概述及其具体应用
部分填充技术在煤矿开采中的应用,主要是对覆岩主关键层进行控制,以此来防范煤矿开采沉陷问题的出现。该项工作建立在地质移动规律基础之上,对覆岩主关键层进行控制,能够及时发现潜在风险,并控制破裂现象,进而确保地表建筑物、生态环境的良性运转。不同于全部填充技术,部分填充开采技术对于材料需求量较小,且实际效果较好[3]。唯一的差别是部分填充技术对人员专业知识及技能要求较高。如果技术水平达不到要求,将无法发挥填充作用。结合当前煤矿开采工作现状来看,受到诸多因素的影响,煤矿开采环境有所差别。因此选择的部分填充技术也应作出相应调整。具体来说:
2.1 条带采空区膏体填充
条带采空区膏体填充,在实际应用中,是指在煤层开采、顶板等过程中,尚未冒落的时候,采取膏体材料,对采空区部分空间进行填充,构筑相间充填条带,对覆岩构建支持架构。在具体工作中,值得注意的是,针对为充填的采空区宽度要进行合理的控制,确保其要小于覆岩关键层初次破裂间距,以便达到最佳控制目标。另外,在此过程中,应注意确保充填条带长期稳定,从而延长膏体填充体控制实效。目前,常用膏体填充技术主要有两种,一是布置短臂条带,并每间隔一个条带进行施工;二是长臂条带充填开采,当工作面开采完成后,构建长壁充填条带,并加强间隔距离的控制。
2.2 覆岩离层分区隔离注浆充填
该项技术是通过钻孔对岩层经过移动后形成的离层空洞,填充充填材料,给予覆岩一定的支撑力。通过这种方式,能够减缓覆岩移动速度,避免地表沉陷情况的产生。在具体实践中,我们应注意对覆岩离层位置、离层量进行高效控制,掌握离层动态变化规律,并根据实际情况,合理选择填充技术。覆岩里层注浆充填的最佳时机在关键层初次断裂后[4]。主要原因在于关键层之间的离层量较大,为填充提供了极大的支持。但是由于离层注浆充填并非固结的物质,不能够填满离层。因此,应立即进行支持,以此来阻断关键层继续断裂。
2.3 条带开采冒落区注浆填充
一般来说,条带开采会导致采空区及其上部岩层形成冒落区。如果冒落区失去承载力,将上部岩层的载荷集中到预留的煤柱上,对煤柱产生了过大的压力,进而导致煤柱发生形变。煤柱压缩形变,最终会导致地表沉陷。因此控制该问题的最佳技术就是对该区域进行注浆填充,对冒落层进行充填。在地表、井下通过钻孔方式,向冒落区进行注浆充填,促使其能够获取更强的承载能力[5]。经过充填处理后,能够有效缩短条带预设宽度,进而促使煤矿开采量有效提升。在填充材料选择方面,可以选择破碎的矸石,补充孔隙,既环保,且效果非常明显,能够有效分担荷载,从而降低地表沉陷程度。综合三种技术来看,部分填充仅针对采空区局部地区进行处理,凭借覆岩关键层结构、煤柱等能够防范开采塌陷情况的出现,从而削减填充任务量,进一步控制成本,为煤矿资源的开发奠定坚实的基础。随着煤矿资源开采的发展,相关主体还应加大对资金、人力的投入力度,研发更多新型填充技术,选择新型填充材料,提高资源利用率的同时,还能够为地层提供较强的支撑力,促使煤矿资源开采工作处于良性循环状态当中。
3 结论
根据上文所述,部分填充开采技术作为一项新型技术,是煤矿开采工作发展到一定阶段的产物,以其自身灵活性、经济性等优势成为煤矿资源开采持续发展不可缺少的一部分。因此在资源开采过程中,应从实际情况出发,坚持科学、合理原则,在煤炭资源开采之前,对地表、地下等情况进行充分考察,为后续工作顺利开展提供依据。另外,还应结合填充技术特点,进行针对性施工,促使技术能够最大限度上发挥积极作用,不断提高填充有效性,从而促进煤矿经济循环发展,为我国经济持续发展注入更多力量。
参考文献
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【关键词】绿色开采;关键层理论;岩层移动;开采技术运用
煤炭是大自然赋予我们的宝贵财富,其是工业的支柱,煤炭作为一种不可再生资源,在过去的采挖当中,煤矿渗水事故不断发生,煤矿瓦斯爆炸频繁出现,各种矸石堆积造成生态破坏,致使地球伤痕累累,环境污染严重。因此,发展煤矿绿色开采技术,使其成为今后煤矿开采主要方式。煤矿绿色开采技术运用的意义是在保护生态环境的前提下,增强煤矿煤炭采出率,实现煤矿绿色、健康、可持续发展。
1.致富露天煤矿简介
致富煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗境内,东胜煤田勃牛川普查区外围,具体位置在勃牛川以东、纳户沟以西以瓦窑圪堵为中心的一带地区,行政区划隶属准格尔旗纳日松镇(原大路峁乡)。据现在有关资料表明,矿区所在地区气候干燥、冬寒夏热,昼夜温差较大,多风少雨,沙尘暴时有发生。致富露天煤矿现阶段是露天开采煤矿,露天开采达不到国家关于煤况绿色开采技术的运用。基于此,本文结合致富煤矿露天开采过程对煤矿绿色开采技术进行探讨和分析。
2.煤矿绿色开采的内涵及技术构成
从广义概念来讲,在矿区范围存在的煤炭、地下水以及煤层范围的天然气(瓦斯)、土地、煤层掺杂的煤矸石以及矿区周边存在的其他矿均属于该矿区进行开发的对象,应该被充分开发。而传统的对矿井地下水及瓦斯的定义分别为:瓦斯是矿井中存在的一类以甲烷为主的有害气体,地下水是根据矿井地下情况、涌水量的一类水害情况,这些概念均将这些资源限定为有害物质,但是,显然将它们单纯的限定为有害物质的情况是不正确的。
所谓煤矿绿色开采及绿色开采技术是相对传统的广义资源论上提出的,其从资源角度上正确认识煤炭、瓦斯、地下水等一切在煤矿开采中的可利用资源均应被开发利用;其出发点为尽最大可能减少煤矿开采时对生态环境及其它资源的不良影响;根本目的是为了获取最大的经济效益及社会效益,按照煤矿开采中土地利用、地下水处理、瓦斯处理及矸石堆放等,煤矿的绿色开采技术主要分为以下内容:(1)对于水资源的保护一般以“保护开采”为主;(2)对于土地及周边建筑物的保护一般以“离层注浆,条带及充填技术”为主;(3)对于瓦斯的处理,一般可采取“煤与瓦斯共采”技术为主:(4)一些地下气化技术,这些技术组成了煤炭绿色开采的主题部分,其结构表达如图1所示:
3.煤矿绿色开采技术的重点运用
3.1对采空区进行充填技术
充填技术主要包括开采系统与充填系统的合理协调、充填运输系统的通畅及充填使用材料在填充完毕的处理技术等,如果可将上述问题解决将直接改变在发达地区的煤矿开采难题。为了达到降低成本的目的,目前使用的充填技术主要为,按照岩层控制理论,仅仅进行部分充填(条形充填),即仅对一些关键部位进行充填,且保证充填带的长久稳定,那么也可有效控制地表的沉陷。对采空区进行充填技术是煤矿绿色开采技术进行运用的重点技术之一,特别是在一些经济较为发达的地区进行开采之后,必须要重视对采空区的充填。充填采矿是解决煤矿开采后续问题的一项有效途径,但是因为现有的充填采矿成本相对不理想,使得该项技术在运用方面被限制。在市场经济下,制约充填技术发展的根本是充填材料的选择及怎样减少充填成本,另外就是充填技术本身存在着一定的缺陷。
3.2煤矿开采地下水的处理
在煤层开采过程中,如果关键层面被破断,在关键层内的地下水层将形成下降漏斗,而且它是否可以恢复,则取决于开采工作的进行。上表岩层是否存在软弱岩层,经过再次压实之后引起裂隙闭合进而出现隔水带,如果存在隔水带,则随着地表水的再次补给,下降漏斗会不断减小,最终消失。它对地面的影响与下降漏斗的出现大小及消失时间密切相关,致富露天煤矿地处我国内蒙古准格尔旗,该地区气候干燥、冬寒夏热、多风少雨,因此如果出现地下漏斗,那么仅仅依靠雨水进行补给是将会很困难。为了实现绿色开采的目的,就必须贯彻实行地下保水开采技术,即开采过后的地下水结构在很短时间内仍可恢复至原来状态,因开采出现的地下漏斗会迅速恢复,最终实现绿色开采。最后在开采结束之后还需要对周边地下水位进行调研同时要对矿区周边的各种生物诸如草、本等进行管理,看是否对它们造成了极大的影响,如果存在一定的影响,应该采取合理的措施予以保护。
3.3建筑物地底下采煤与减沉技术
(1)在关键理论支持下的建筑物地底下采煤技术的设计原则是在岩层控制理论的指导下提出的,同时在采煤设计的过程中还可以将不破坏关键层作为开采的主要设计原理。在建筑物下采煤的过程中为取得较大的经济效益同时预防建筑物受到损害,需要在掌握具体建筑物低下结构和关键结构层的特征参数并对它们进行控制,并要使用减沉开采技术中的各项数据进行设计。(2)在设计过程中可以根据关键层的位置对注浆减沉技术进行确定,对离层和破断特征参数进行合理的掌握,同时需要对注浆减沉技术的各种适应能力进行不断的分析和调整。
3.4瓦斯和煤的共同采集
在现阶段,我国煤矿煤层的开采过程中出现了变质高、渗透率低及气体的饱和度较小的特点,同时大多数的煤层渗透率在1以下,这样在共同采集煤层和瓦斯的过程中给瓦斯的开采带来了一定的影响。正是这个原因使得我国已经开钻的很多口井中较少能够出现稳产和高产井。根据相关经验证明,煤层的开采会给岩层的移动带来一定的影响,在渗透率较低的情况下,渗漏系数也会成倍至几十倍的增加,这就为瓦斯的移动和抽取创造了一定的条件。所以将瓦斯和煤层进行同时开采,不仅能够在一定程度上保证矿井的安全,还能够采集较为干净的能源。所以通过利用岩层的特点开采煤层气将是我国煤层开发的重要途径之一。
3.5地下煤炭气化技术
地下煤炭气化技术是现代重要的一种绿色开采技术。它的使用原理是在地底下进行热化学反应即在原来的位置将煤炭转移为可燃气体的先进技术,这能够在一定程度上改善传统的采煤方式。并能够改善井下工程的数量同时还可以减少艰苦作业的程度,除此之外,还能减轻煤炭开采过程中对环境的污染和破坏。经过10多余年的发展,煤炭地下气化技术有了一定的发展并积累了相关经验,为我国以后煤炭先进技术的发展奠定了一定的基础。在地下气化技术的发展方向,今后应解决的问题主要有:(1)热值的提高和将生产的气体变成适合于用户使用的气体;(2)科学化、规划化和标准化的行之有效的测控系统的建立,同时需将重点放在燃烧值和速度的控制技术上;(3)对燃烧处理后的气化炉体结构和地面的沉降情况进行研究;(4)对在地下煤炭气化技术生产过程中的致癌物质进行处理使其不对地下水源等产生污染,同时对在燃烧过程中对产生的二氧化碳进行处理,减少对空气的污染。
4.绿色开采技术的发展的前景及方向
在煤矿开采技术的发展过程中其应用前景十分的强大,但是同时在该工作的进行过程中也面临着很多问题和困难。要对不同的煤矿特点进行区分,并需要采用不同的绿色开采技术。对于高瓦斯矿井而言,需要将含有一定甲烷数量的瓦斯作为可利用的资源,将害处变为益处,实现煤与瓦斯的共同开采,将瓦斯作为一种新能源进行使用,不仅可以将其进行发电,还可以将其作为各种工业、化学用品和具体的生活原料等。所以在开采瓦斯和煤层的过程中,必须根据岩层的运动特点将其开采出来,将巷道内的瓦斯数量减少到一定的数量,能够在一定程度上对事故进行预防,让处于高密度的瓦斯变成低密度,实现煤层的安全生产。
在生产过程中,要根据煤层的具体条件,采取适宜的保水开采技术。保水开采指的是通过采用适宜的采煤工艺措施同时使用较合适的地面注浆措施,即在煤炭的开采过程中不破坏地下和地表的水资源,从而在一定程度上对矿井水资源进行保护和综合利用。在对煤层进行开采之后,在关键层断裂之后,将在上覆岩层中形成漏斗状的水层,地下水位在开采后的恢复工作是在工作面的推进过程中逐渐完成的,同时要对上覆岩层进行检查,确定其中是否存在着软弱岩层,若有软弱岩层存在,需要将导致裂缝产生的压实层进行隔离以形成隔水带。在开采过程中将井下采空区贯穿地表的裂缝进行处理,顶部上层中含水层中的水分在裂缝中进行漏失,从而造成该部分区域的地下水面出现干枯症状。对于干枯缺水矿层必须采用保水措施进行开发利用,同时要将保水区域作为重点的绿色矿区进行开发。
在具体的开采过程中,针对存在的施工措施需要在充填条的作用下进行开采等建筑物保护技术。通常情况下将减沉技术用于条带的开采和填充,在条带开采中主要的限制因素在于较低的采出率及对大量煤炭资源的浪费等。使用传统的全部填充的办法出现的主要问题有:填充过程中需要大量的填充材料,现有的各种填充技术不能适应高效采矿的需要。所以在绿色煤矿技术的开采过程中需要根据具体的情况使用合适的技术。
5.结语
随着我国社会经济的不断发展,在我国可持续经济总战略下,完成“矿业绿色开采”是我国社会、经济及生态环境所需要的共同目标,是切实构建我国环境友好型、资源节约型、能源创新型国家的必然趋势,要想做到绿色开采,首先需要相关部门提高经济及资源支持,其次需要相关工作人员切实加强学习研究并攻克各种技术,另外还应鼓励相关人员到煤矿一线进行实地研究,最终理论结合实际,共同研究出绿色开采的相关技术,并且在条件允许的情况下,加以推广利用。 [科]
【参考文献】
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1、矿井开拓、准备及回采的含义及作用是什么;矿井主要生产系统是什么?
2、井田开拓方式的分类方法有哪些?
3、确定井田开拓方式的原则。
4、采煤方法的分类有哪些,其中长壁采煤法有那几种主要采煤工艺?说明综采工作面主要有哪些设备?
5、常用的选择采煤方法的原则和影响因素分别是什么?
6、简述上山开采和下山开采的优缺点。
7、我国目前对放顶煤帀采煤层厚度有何限制?为什么?
8、立井井底车场主要型式有哪些?井底车场巷道和硐室主要有哪些?
9、矿井开采设计的依据是什么,矿井开采设计程序是什么?
能源局成人专科2010级煤矿开采技术专业生产实习方案
一、实习目的生产实习是煤矿开采技术专业教学的重要实践教学内容,是学生理论联系实践的重要环节,本专业生产实习一共2学分。生产实习的目的:
1、煤矿开采技术专业主要培养适应社会主义建设需要,德、智、体、美全面发展,知识能力结构合理的、素质协调发展,掌握煤矿开采技术与管理知识,具备采矿实际工作的基本能力和基本技能,适应煤矿采掘一线从事生产组织与生产技术管理工作需要的高素质技能型专门人才。通过生产实习,可以进一步巩固和深化所学的理论知识,弥补理论教学的不足,以提高教学质量。
2、通过生产实习,使学生增加对煤矿企业感性认识,在实践中验证、巩固和深化已学的专业理论知识,进一步熟练专业技能,通过知识的运用,加深对相关课程理论与方法的理解与掌握。
3、通过生产实习,引导学生加强对本职业工作的了解、认识,并在此基础上,将学到的知识与实际相结合,灵活运用所学专业知识,在实践中发现并提炼问题,提出解决问题的思路和方法,提高分析问题及解决问题的能力。
4、通过生产实习,了解专业发展动态,锻炼并提高专业应用能力。
5、通过生产实习,了解实习单位的各项规章制度,增强组织纪律性和自觉性,使学生在思想品德、工作态度及工作作风等方面得到 1
锻炼,在吃苦耐劳、严肃认真、严谨求实、团队协作精神、人际沟通能力等综合素质方面得到全面提高。
二、实习要求
1、对实习煤矿企业的选择:
(1)本专业实习煤矿企业生产能力应为45万t/a及以上的中、大型矿井,拥有现代化的技术装备水平;
(2)煤矿企业的实习培训部门有一点的接纳能力和培训经验,有进行实习指导的工程技术人员,同时应具有完备的图文资料等技术文件。
2、对指导教师的要求:
(1)指导实习教师应熟悉我校有关实习工作的规章制度,并在实习工作中严格执行。
(2)指导实习教师应具有较高的专业理论知识和现场实践能力,能组织全程实习活动。
(3)认真做好实习准备工作:熟悉实习大纲和了解实习学生的学习情况,并按照实习大纲的要求,做好实习教材、教学资料、参考资料、图纸等的准备工作;在实习前要认真组织学生学习实习大纲,明确实习目的和要求,向学生布置写实习笔记和实习报告,介绍煤矿企业概况及实习注意事项,宣布实习纪律及要求。
(4)实习过程中,要把对学生的安全教育工作当作头等大事来抓,把安全工作贯彻始终。
(5)全面负责,教书育人,安排好学生的政治学习和思想教育(包括形势教育、热爱劳动教育、热爱专业教育等),要随时了解学生在实习中的思想表现,严格要求,科学管理。
(6)实习结束后,让学生提交实习笔记和实习报告及及煤矿企业接纳学生实习的证明及意见,并认真批阅,对学生实习成绩给出实事求是的评定。
(7)实习结束后,及时向教务部门提交学生实习成绩单。
3、对学生的要求
(1)明确实习任务,认真学习实习大纲,提高对实习的认识,做好思想准备。
(2)认真完成实习内容,按规定记实习笔记,收集相关资料,撰写实习报告。
(3)虚心向煤矿井上下工人和工程技术人员学习,尊重知识,敬重他人,甘当小学生。
(4)及时写下实习笔记,收集相关资料,为撰写实习报告作准备。
(5)自觉遵守学校、实习煤矿企业的规章制度,服从指导教师和矿方负责人的领导,树立良好的学习、工作风和生活作风。
(6)做好自主保安和互助保安工作,把安全放在第一位。
(7)实习结束后,在规定时间内提交实习笔记、实习报告及煤矿企业接纳学生实习的证明及意见。
三、实习内容
1、教育实习:由实习煤矿企业安排工程技术人员介绍矿井情况,入井安全教育及注意事项等;了解实习企业各项规章制度。
要求:每位学生必须认真听课,做好听课笔记,注意安全。
2、井下实习:由实习煤矿企业安排工程技术人员带领学生下井实习,参观了解煤矿各生产系统(采煤系统、通风系统、供电系统及主要设备、提升运输系统、排水系统、通讯系统、监测监控系统等);参观了解采煤工作面、掘进工作面的生产工艺流程及其它内容。
要求:每位学生必须服从企业技术人员的统一安排、指挥,认真参观,注意安全;做好井下所见所闻所思所想笔记,收集相关图文资料,为实习报告作准备。
3、井上实习:参观了解地面各生产系统。
要求:每位学生必须遵守纪律,有序参观,做好笔记,注意安全。
4、实习学生每天晚上对所作笔记和收集的资料进行归纳总结,提出问题。
四、实习方式
1、生产实习由贵州广播电视大学同一组织进行,由指导教师集中授课(内容:组织学生学习实习大纲,明确实习目的和要求,向学生布置写实习笔记和实习报告,介绍煤矿企业概况及实习注意事项,宣布实习纪律及要求,并强调学生在实习工程中的安全工作),实习学生自行联系煤矿企业进行实习,实习结束后,实习学生在规定时间内提交实习笔记、实习报告及煤矿企业接纳学生实习的证明及意见。
五、实习笔记、实习报告
1、实习笔记
(1)指导教师、煤矿企业工程技术人员讲课内容;
(2)井上下参观的记录及、感想、所提出的问题及解决办法;
(3)煤矿各生产系统的归纳总结。
2、实习报告
(1)实习煤矿企业的基本概况,包括:煤矿概况、煤矿各生产系统(采煤系统、通风系统、供电系统及主要设备、提升运输系统、排水系统、通讯系统、监测监控系统等)及地面生产系统;
(2)实习煤矿企业的开拓方式、准备方式、采煤方法、掘进方式;
(3)采煤方法具体详述;
(4)本人在实习中的收获、体会,及对实习煤矿企业的合理化建议。
六、考核
1、实习结束后,由指导教师根据学生提交的实习笔记、实习报告及煤矿企业接纳学生实习的证明及意见评定实习成绩,实习成绩按按优、良、中、及格、不及格五个等级评定。
2、评定标准与方法:
对应参加实习的学生,凡出现下列情况之一者,视情节实习成绩记为不及格或零分:
(1)无故未参加实习者。
(2)严重违反实习纪律造成不良影响者。
(3)不按规定时间完成实习者。
实习成绩不及格和记零分的学生,按照学籍管理有关规定,将被缓发毕业证,必须参加下一届毕业生的实习工作,成绩合格后方可领取本人毕业证。
贵州广播电视大学
(朱英锡)
龙岩市新罗区岩山乡佳山村黄土坑煤矿
摘要:深入分析了我国煤炭开采的现存问题,总结阐述了环保开采的技术体系构成,调查研究了相关保障技术的研究现状和发展趋势,论证了环保开采是煤炭工业可持续发展的必然趋势。
关键词:环保开采;保水开采;充填开采;煤炭气化
2009年12月7~18日,世界各国领导人齐聚丹麦首都哥本哈根,协商如何共同遏制全球变暖,如何保护我们赖以生存的空气、水、土地和食物。然而会议没有达成全球亟需的气候保护协议,以不具法律约束力的《哥本哈根协议》草草收场,加剧了人们对全球气候恶化的担忧。如何应对全球气候变化,是每一个国家、每一个行业都有责任、有义务深入研究和思考的问题。
中国作为世界上主要的发展中国家,近些年在温室气体减排方面做了很多卓有成效的工作,全国各行业积极倡导和实施可持续发展、和谐发展观及循环经济等技术理念,为煤炭行业的发展指明了方向。我国煤矿开采存在的问题
我国“富煤、贫油、少气”的能源赋存状况决定了能源消费必须以煤为主,一次能源消费中有70%~75%来源于煤炭,煤炭行业的健康发展关系到国民经济可持续发展的全局。多年煤炭开采带来一系列环境和安全问题,屡屡为人诟病。
1.1 安全问题
2009年12月21日,黑龙江龙煤集团鹤岗分公司新兴煤矿发生特别重大瓦斯爆炸事故,再次引发公众对煤矿安全,特别是群死群伤公众事件的关注和深层思考。煤矿事故频发的原因何在,如何从根本上杜绝大型和特大型伤亡事故,不断考验着各级监管、经营和科研服务单位。我国煤炭安全事故频发有着诸如小煤矿安全装备和生产工艺落后、行业多年安全欠账严重、科技投入不足以及技术与管理人才流失严重等客观原因。
1.2 环保问题
主要包括由于地下采掘引起的地面塌陷、水土流失、沙漠化、采煤废水排放以及煤矸石露天堆放污染等。
我国煤炭开采主要采用冒落法管理采空区顶板,造成地面沉降和陷落,因而引发村镇、铁路、桥梁和地面管线设施破坏。
矿井瓦斯主要是矿井中由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。它既是煤矿重大安全事故的祸根,又是一种严重的温室效应气体。研究显示,甲烷造成的温室效应在全球气候变暖中所占份额为15%,仅次于二氧化碳。等量甲烷造成的温室效应是二氧化碳的21倍。我国浅表内具有30~35万亿m3煤层气资源,居世界前列。但由于我国煤层透气性差,难以在开采前抽出。环保开采理论体系与总体框架
环保开采理念是在科学采矿三原则(安全、环保和经济)的指导下提出的,强调在现有采煤理论、方法和技术的基础上,发展与创新采
矿科学技术,从广义资源的角度上认识和对待煤、瓦斯和水等一切可以利用的各种资源。其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,以期取得最佳的经济效益和社会效益。
煤矿开采引发的环境与安全问题无不源于采矿活动造成的岩层运动,进而引起周围岩体的应力场、节理裂隙场和瓦斯运移场等相关物理场的变化,因此,研究环保开采技术必须以科学先进的岩层控制理论为基础,为科学采矿的实施提供了理论基础。
在科学采矿的总体框架体系内,主要包括保水开采、煤与瓦斯共采、充填与条带开采和离层注浆减沉、煤巷支护和部分矸石井下处理以及煤炭地下气化等五大技术方向。主要技术现状
近40年来,我国共发生矿井突水事故2000余次,直接经济损失高达40多亿元。据统计,我国国有煤矿中半数具有突水危险性,且随着采深不断延伸,突水危险越来越严重。
煤与瓦斯共采技术充分利用了煤炭开采中上覆岩层的矿压活动,着重对卸压煤层的抽采时机把握和抽采工艺优化。在这项技术上,以袁亮院士为代表的课题组,创造性地解决了我国淮南矿区低透气性煤层群开采的关键问题。
充填开采技术在我国的应用源于抚顺地区建筑物下开采,最早采用的是水砂充填。水砂充填工序复杂,难以实现大规模生产,减沉效果有限,从20世纪80年代起,在井工煤炭开采中逐步淘汰。可喜的是,近期以中国矿业大学缪协兴教授、周华强教授和冯光明教授领导 的课题组,相继提出了矸石充填、膏体充填和超高水充填理论体系,就各充填工艺的实施开展了卓有成效的科研工作,并取得了工业化试验成功,在一定程度上解决了煤矸石堆存和“三下”压煤问题。同期基于关键层理论指导下的上覆岩层离层注浆减沉技术也逐步开展。矸石充填在冀中能源邢东矿、邢台矿、云驾岭矿和梧桐庄矿相继开展,在山东新矿集团翟镇矿、华丰矿以及皖北煤电集团五沟煤矿推广开来。膏体充填技术最早在山东济宁的太平矿取得成功,后推广至冀中能源的小屯矿与邢台矿、河南煤业化工集团焦煤公司鑫珠春矿、淄博矿业集团岱庄矿和枣矿集团拐蒋村矿。超高水充填技术最先在冀中能源邯矿集团陶一矿取得工业化成功。上述充填技术的快速发展,说明煤矿绿色开采技术越来越深入人心,但现有充填技术的推广主要解决了冀中和山东等煤价较高地区“三下”压煤问题,推广面有待扩展,技术上有待进一步完善。
煤巷支护是煤矿设备产能发挥的重要保证。随着我国煤矿开采逐步转入深部,以大采深、高应力、软弱破碎围岩和快速成巷为特征的动压巷道支护技术成为今后的研究热点。部分矸石井下处理工艺为巷充法,即通过沿空留巷和在条带煤柱内开掘矸石充填巷等方式,一定程度上实现了无煤柱开采,提高了矿井回采率。较为突出的技术成果为2002年3月冀中能源邢东煤矿可调向、升降与变速矸石充填机的研制与应用。目前,具有相同功能的充填设备在枣矿集团田陈矿、蒋庄矿和新矿集团鄂庄矿有所应用。山东盛泉矿业有限公司在高档普采工作面应用该技术是其应用领域的又一扩展。结语
煤矿环保开采是我国煤矿发展的必然方向,是和谐矿区建设的重要指导,有着以关键层理论为基础的实施依据,框架体系内主要技术的发展将为我国煤炭开采中实现安全高效、经济环保提供重要保障,达到煤炭行业“低开采、高利用、低排放”的可持续发展目标。
浅谈煤矿绿色开采技术
单位:蔚县安泰分公司源丰煤矿
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马
长时间以来, 由于受到多种因素的影响, 国内许多煤矿在开采的过程中, 都是选择较为传统的开采方式。在长期的开采过程中, 自然环境遭到了严重的破坏, 而环境遭受的破坏正是开采技术落后的重要表现。一方面开采量在不断的上升, 另一方面开采技术没有得到大的改善, 对自然环境的破坏力度非常之大, 其破坏主要表现在下面几个方面。
(1) 水资源污染十分严重。相对于全球的人均水资源拥有量来说, 国内的水资源是十分短缺的, 人均水资源占有量非常小。而煤矿开采一直沿用传统方式不断大量进行开采, 对本身就短缺的水资源造成了严重的破坏, 如果不加以治理, 长期继续对水资源进行破坏, 在不久的将来, 国内将会出现严重的水资源危机。
(2) 土地资源破坏严重。在传统的煤矿开采方式中, 既有地面作业, 同时也有地下作业, 而众所周知, 地上作业也就是常说的露天开采, 也就是对地皮表下的煤矿进行开采, 在开采结束以后, 许多土地就遭到了破坏, 无法恢复基本的耕地。而井下作业方式中, 由于开采技术较为落后, 很多在开采结束以后, 地表出现了塌陷等情况, 一方面带来了安全隐患, 同时也破坏了土地。
(3) 大气污染严重。在传统的煤矿开采技术当中, 对瓦斯的抽排将直接影响开采作业的正常运行, 这样完全不经过处理的将瓦斯排放到空气中去, 进而就会造成严重的大气污染, 如果是在某一个区域当中, 瓦斯的浓度达到一定数值之后, 将会带来爆炸的安全危险, 同时也会影响周围居民的身体健康。
2 绿色开采技术分析
(1) 保水开采技术。什么是保水开采技术, 实际上就是在煤矿的开采过程中, 采取相关的地面注浆技术和先进的采煤工艺, 保障地下水和地表水都不受煤矿开采所带来的影响。在开采的过程中, 会带来岩层的不断断裂, 因此会对地下水带来严重的影响, 容易形成下降漏斗。比如:在煤炭大省山西, 在煤矿开采以后, 岩层就出现了断裂, 进而让地下水不断下沉, 不断遗漏, 慢慢的就造成了地下水枯竭。
(2) 减沉开采。该开采技术主要由两个方面组合而成, 一方面是充填开采技术, 另一方面是条带开采技术。而充填开采其开采成本较高, 施工工艺难度系数较大;条带开采其开采效率较为低下, 对资源的浪费较为严重。为了提升减沉开采技术的有效性, 降低开采成本, 相关的研究机构和专家认为, 采用部分填充的方法能有效的解决这一问题, 也就是所谓的条带充填, 用以解决开采区域下沉的问题, 目前这一方法是实际的开采过程中应用得比较多。
(3) 瓦斯和煤炭共采技术。众所周知, 瓦斯是一种有害气体, 同时也是一种新型能源。在过去的煤矿开采技术当中, 百分之九十以上都是采取的是抽排的方式处理瓦斯, 将瓦斯抽排以后, 在进行开采, 这种传统的开采方式严重的浪费了资源。为了节约资源和提升资源的利用效率, 可以采取煤矿和瓦斯共采的技术。采取该技术, 一方面可以降低井下瓦斯的含量, 另一方面也降低了瓦斯带来的安全隐患, 保障了生产安全, 也将瓦斯进行了充分的利用, 有效的提升了企业的经济效益。
(4) 煤巷特殊支护技术。在煤矿开采的过程中, 采取煤巷特殊支护技术, 有利于保障煤矿设备能有效的产生作用, 让煤炭开采顺利有序进行。伴随着国内煤巷特殊支护技术不断取得突破, 安全设施不断完善, 开采安全性不断提高, 为大采深、软弱破碎围岩、高应力煤层开采提供了安全保障, 有效的提升了煤炭的开采效率。煤巷特殊支护技术已经成为了未来煤矿开采技术研究方面的重大课题。
3 结语
综上所述, 伴随着国家对环境污染、大气污染的重视, 能源消耗要求逐年降低, 在这种大背景下, 国内未来的煤矿开采作业方式应该不断的朝着纵深方向前进, 也要求不断的创新开采技术, 完善相关的开采措施, 努力保护好环境资源不受破坏, 这就充分的为绿色开采技术在未来煤矿开采中应用提供了可行性。同时, 在未来推广绿色开采技术的过程中, 必须要高度重视煤矿开采给土地资源、水资源等带来的严重破坏, 绿色开采技术一方面能保证煤矿开采的高效性, 另一方面还是一种环保和绿色的开采技术, 是一种十分值得在未来煤矿开采中推广的先进技术, 该技术的大量运用能切实的提升煤炭企业的经济效益, 也会带来非常明显的社会效益。
摘要:近些年来, 伴随着科学技术的不断发展, 我国的煤炭开采基本实现了机械化生产, 其年开采量也在不断的提升。煤炭资源的大量开采和使用在一定程度上保证了国家经济的快速发展, 但是, 在开采的过程中, 对环境的破坏和空气的污染是十分严重的, 同时还存在着许多重大的安全隐患, 影响着开采员工的生命财产安全。这和国家推行绿色经济和可持续发展的战略是完全背离的。因此, 采取绿色的开采技术进行开始十分必要。
关键词:技术分析,绿色开采,煤矿,环境影响,社会效益
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关键词 绿色开采 保水开采 煤与瓦斯共采 充填开采 煤炭地下气化
煤炭开采造成岩层移动破坏,引起岩层中水与瓦斯的流动,导致煤矿瓦斯事故与井下突水事故;煤炭开采引起岩层移动,进而造成地表沉陷,导致农田、建筑设施的损坏;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。随着我国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,在未来几十年内,随着能源总需求和煤炭产量的不断增长,煤炭资源开采所带来的矿区安全和生态环境问题将更为严重,人类的生存和社会发展环境将受到严重威胁。
根据我国的能源资源状况,煤炭作为我国最重要的一次性能源,在未来20年内,其在能源构成中的主体地位将不会改变。2020年我国煤炭消费量将达到40亿t。届时,煤炭产量很可能无法满足工业需求,不能再单纯地通过提高煤炭的产量缓解煤炭供应的压力,而应该综合考虑发展煤炭循环经济,减少煤炭开采对环境的破坏,而且也应该把“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技术。
一、煤炭绿色开采体系
煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术,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。根据煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等,绿色开采主要包括以下内容:水资源保护——“保水开采”;瓦斯抽放——“煤与瓦斯共采”;土地与建筑物保护——“充填开采”;排放矸石占用土地污染环境——“煤炭地下气化”等。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技术体系,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,为我国绿色开采技术的研究指明了方向。他钱院士提出的绿色开采技术体系,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。
二、保水开采
保水采煤在不同的矿区有不同的技术内涵,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。煤矿开采过程中破坏了地下含水层的原始径流,大量排出地下水;采空区上方导水裂隙带与地下水体贯通,形成大规模地下水降落漏斗,造成区域含水层水位下降,直接影响到区域水文地质条件。采动影响稳定后产生的地表沉陷往往影响到地表水体(河流、湖泊、井泉等)的原来形态,造成部分沟泉水量减少甚至干涸,影响当地居民正常的生产生活,进而影响区域植被生长,甚至土地沙漠化。我国大部分矿区处在干旱半干旱地区,而每年采煤破坏地下水22亿m3,可见保水开采具有重要的意义。
三、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,其技术途径有:
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。但由于我国大部分煤体透气性低,在本层内抽采瓦斯有难度。
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.煤与瓦斯共采的技术主要有:留巷钻孔法、卸压法等。
四、充填开采
我国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。充填开采法是用充填材料充填采煤工作面采空区的岩层控制方法。该法可以缓和工作面支承压力产生的矿压显现,改善采场和巷道维护状况,有效减少地表下沉和变形,提高煤矿采出率,保护地面建筑物、构筑物、生态环境和水体。按照充填材料的不同,充填采矿法分矸石充填、水砂充填和膏体充填。
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技术途径之一。
(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 m~1.6 m,每次充填长度6 m~9 m,工作面每向前推进50 m~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,在我国山东矿区发展较快,有推广趋势。
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。我国早在20世纪初就开始应用水砂充填采煤法,目前水砂充填技术已经十分成熟。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。
3.膏体充填。膏体充填技术是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,这项技术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。为解放村庄压煤,提高开采上限,提高煤炭资源采出率,延长矿井服务年限,太平煤矿与中国矿业大学合作开展了固体废物膏体充填不迁村采煤技术的研究。太平煤矿膏体充填系统是我国煤矿第一个膏体充填示范工程,2006年5月工业性试采取得成功。膏体充填采煤技术主要由三部分组成,即充填材料、充填设备与工艺、采动岩层充填控制理论。膏体是由煤矸石、粉煤灰、水砂、水泥等组成,由地面设备加工而成的类似牙膏的流体,具有良好的流动性和可泵性。充填时,膏体通过巷道中的管路,由充填泵提供动力,输送到液压支架后的采空区。膏体充填技术的核心是膏体充填材料,膏体充填材料的强度对膏体充填的效果起决定作用。膏体充填后,地表下沉减小。膏体充填开采是绿色开采技术的重要组成部分,是解决煤矿开采环境问题的理想途径,是解决村庄等建筑物下大量压煤开采问题的迫切需要。
五、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技术。它开始于英国1912年,由于热值低、成本高而未得到发展。我国于1958年-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。2005年中国矿业大学与重庆中梁山矿业集团合作实现了连续稳定生产优质水煤气和混合煤气。但是,地下煤炭气化燃烧产生的苯和酚是致癌物质,有可能毒化水资源;燃烧形成的大量二氧化碳对空气也是严重的污染。目前我国的地下气化技术仍处于工业试验阶段,有很多问题需要去研究和探索。
六、结束语
资源与环境协调的绿色开采是解决煤炭开采环境问题的根本出路。要实现绿色开采,需要综合研究和解决经济与技术等方面的问题。绿色采矿可以减少环境污染,还能带来良好的社会经济效益。绿色采矿是形成绿色矿业及矿区绿色家园的重要组成部分,相信随着绿色开采的不断发展和完善,煤矿绿色开采一定会发挥它应有的作用,为人类与自然的协调发展做出贡献。
参考文献
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我国煤矿开采应重点研究的7个技术领域:采煤方法和工艺,深矿井开采,“三下”采煤,减少矸石排放的开采技术,围岩控制技术,小煤矿技术改造和机械化开采技术以及地下气化技术。
在当今科技经济发展的新形势下,煤炭开采技术的研究必须面向国内国外两个市场、面向经济建设主战场,立足于煤炭开采技术的前沿,立足于中国煤炭发展战略所必要的技术储备,立足于煤炭工业中长期发展战略所必须的关键技术的攻关,立足于煤炭工业工程实际问题的解决,重点从事中长期研究开发和技术储备,跟踪产业科技前沿,开发有自主知识产权的以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术,占领技术制高点。
1.采煤方法和工艺
采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革,现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高体积小、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技术和高效开采技术。
1.1缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采
应进一步加强完善支架结构及强度,加强支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究,提高支架的可靠性,缩小其与中厚煤层高产高效指标的差距。
1.2各种综采高产高效综采设备保障系统
要实现高产高效,就要提高开机率,对“支架—围岩”系统、采运设备进行监控。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、支架位态、顶板状态、支护质量的自动采集系统;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.深矿井开采技术
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。
3.“三下”采煤技术
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的开采系统和优化参数,发展沉降控制理论和关键技术,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技术和组合充填技术,村庄房屋加固改造重建技术,适于村庄保护的开采技术;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化等关键技术。
4.优化巷道布置,减少矸石排放的开采技术
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技术评价体系专家系统,实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。
总结推广神华集团大柳塔矿、潞安漳村矿实行全煤巷布置单一煤层开采,矸石基本不运出地面,生产系统大大简化,分别实现无轨胶轮、单轨吊辅助运输一条龙,从井口直达工作面,同时实现了综采与综掘同步发展,生产效率大幅提高的经验的同时,重点研究高产高效矿井开拓部署与巷道布置系统的优化,简化巷道布置,优化采区及工作面参数,研究单一煤层集中开拓,集中准备、集中回采的关键技术,大幅度降低岩巷掘进率,多开煤巷,减少出矸率;研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术,既是减少污染的一项有力措施,又简化了生产系统,有利于高产高效集中化开采,应加紧研究。
5.采场围岩控制技术
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技术来保证开采活动的安全、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、现代数学力学和实测法相结合运用先进的计算机技术,深入研究各种煤层地质及开采条件,如急倾斜、大采高、大采深采场矿山压力显现规律及围岩破坏与平衡机理,不断完善采场围岩控制技术。
研究坚硬顶板与破碎顶板条件下应用高技术低成本岩层控制技术。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技术存在工艺复杂、成本高的问题,因而需进一步研究开发新技术、新工艺、新材料来解决这些问题。
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,提出放煤优化准则和提高顶煤回收率的途径。
支护质量与顶板动态监测技术。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技术,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。
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技术,完善冲击性矿压综合防治措施的优化选择专家系统。
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.小煤矿技术改造和机械化开采技术
实施国家关闭小煤矿,淘汰落后生产技术和生产设备,提高平均单井规模的技术政策,开发小型煤矿机械化、半机械化开采技术和装备,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技术水平,最大限度地减少顶底板事故率。
7.煤炭地下气化技术
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