煤矿开采论文范文

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浅论露天煤矿开采环境问题及防治对策论文

一、露天煤矿开采引发的环境问题

(一)对土地的破坏

露天煤矿区对土地资源的破坏主要表现在露天采场的直接挖损、外排土场压占土地和工业广场的占用等。挖损是对原地表形态、浅部地层、生物种群的直接摧毁,致使原土地不复存在,压占是挖损过程中产生的废弃岩土堆置于外排土场上造成原地貌功能的丧失。挖损和压占等工程活动直接破坏了表层的植被,导致这一区域原先处于相对稳定的系统受到干扰,使区域内的土地利用、植被覆盖、地貌、保水力等生态因子发生巨大的变化。

(二)水污染问题

露天煤矿开采对地表水和地下水污染最严重的是煤矿排土场淋溶水。排土场的煤矸石中富含碱金属、碱土金属和硫等,大气降水淋溶了煤矸石中的无机盐类,含无机盐类的淋溶水流入地表水体会对地表永体造成污染,渗入地下含水层,也会污染地下水体。此外,采场周围水体和大气降水汇入采场矿坑,也会由于矿坑积水浸润采场的残煤露头,而使煤层中的硫和重金属等污染物质溶入水体而使地下水受到污染。

(三)空气染污问题

露天煤矿排土场污染最严重的因子为剥采区、排土区和运输道路两侧一定范围内的粉尘。此外,露天煤矿排土场大多没有土地复垦和再植被,每个露天煤矿的外排土场都会形成一个几百到几千公顷的人为荒漠化土地,春秋时节,荒漠化的排土场所产生的扬尘等亦会使周围大气造成严重的污染。

(四)环境地质问题

露天采矿形成的矿坑边坡及排土场边坡,由于地质构造、边坡岩体、地表水及地下水作用、采矿工程活动等原因诱发一系列诸如滑坡、塌陷、泥石流等突发性或缓变性地质灾害,危及该地区周边工业企业与民居建筑的安全,造成人员伤亡及巨大的经济损失。因此,滑坡、塌陷等地质灾害贯穿于露天矿开采的始终,并有可能延续到闭坑后。

二、露天煤矿开采引发环境问题的防治对策

(一)土地破坏的防治措施

1、耕作层土壤和表层土壤是经过多年耕作和植物作用而形成的熟化土壤,是深层生土所不能替代的,对于植物种子萌发和幼苗生长有着重要作用。应对矿区拟破坏的露天采矿场熟化的表土进行剥离,用汽车运输到指定表土堆放场堆存,闭矿后直接作为露天采矿场复垦用土。

2、修建运输道路时,要充分利用已有矿山运输道路、乡村道路,不占或少占耕地、林地。避开土壤状况良好、植被生态复杂地段,减少对矿区植被和土壤的破坏。

3、采用机械、人工等方式对采场边坡进行清理,清除松动、凸起的碎(块)石。对平台进行人工、机械平整,清除场地内较大石块;休息室、表土堆放场建筑进行拆除、平整;区内道路进行平整、回填;平整后场地坡度要满足复垦场地需求。

4、对平整后的平台场地穴状坑及采场边坡平台进行覆土,覆土来源为矿山开拓时剥离堆存于表土堆放场的表土。采用机械、人工等方式,剩余的表土采取就近的原则平覆于拟复垦林地的场地,覆土平均厚度≥0、5米。

5、矿区复垦土壤以生土为主,土壤养分含量和地力不足,恢复待复垦土地的肥力和生物生产效能,就必须采取恢复土壤、肥化土壤的`措施。因此复垦的地块根据当地情况增施农家肥与生物菌,林木落叶留底以提高土壤的有机物含量,改良土壤结构,改善土壤理化性状,增加土壤肥力。

(二)空气污染的防治措施

1、施工扬尘防治措施。土石方开挖避免在大风天气进行,完工后及时回填、平整场地;工业场地辅助配套工程施工,首先做好路面硬覆盖;易产生扬尘的建筑材料采用封闭车辆运输;设置围布、挡板,禁止高空抛撒建筑垃圾和起尘的料、渣土的 外溢;施工扬尘防治关键要加强施工管理,管理到位,可以有效减轻对环境的影响。

2、运营期地面运输系统的防尘措施。输煤系统带式输送机栈桥露天部分均加设皮带罩棚,筛上设布袋除尘器集尘;在其周围设置彩色防风挡板,阻挡煤尘的扩散。储煤设施应采用圆筒仓储煤方式;转载点、原煤卸载站设置通风除尘装置和喷雾洒水装置。

3、采场、排土场扬尘治理。对采掘工作面,合理布置炮孔,正确选择爆破参数和加强装药、 冲填等作业的管理,爆破前向岩体注射高压水,或利用洒水装置;钻机设袋式集尘器,爆破后洒水降尘;配备洒水车往返于坑内外道路,对排土场工作面及其与采掘场之间的道路进行经常性地洒水,以增加路面、 作业面积尘湿度。排土场定期碾压,降低起尘。对已经结束排弃的排土场平台,在不影响整个露天矿排土作业的条件下及时覆土绿化;沿固定帮坡种植防风林带。

(三)边坡防治措施

1、高度重视露天矿边坡管理工作,建立健全边坡安全管理机构制度,剥采生产应严格按照设计给出的边坡角、平台进行留设,严禁越采超挖。

2、采用边坡稳定性雷达或边坡监测机器人加强边坡变形监测工作,及时掌握边坡变形的动态情况和规律,对于出现的任何局部、小规模的边坡坍塌滑落还要进行专门的分析和治理方案设计。

3、露天矿地下水丰富,建议建立完善的疏干排水系统,在采场发现出水点,详查后打水平孔,释放静水压力,夏季暴雨会给采场边坡稳定性带来威胁,此时要加强疏干,特别是断裂带和煤层顶底板的弱层,一定要详查,做到“有疑必探,先探后采”。

4、建立日常的巡查监测制度,特别是春季解冻期、雨季或坡面上出现沉陷裂缝时更要加强巡查监测,一旦发现异常情况(如边坡有明显失稳先兆)及时预警避让,或采取防治工程措施。

5、抗滑桩是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱,用以支挡滑体的滑动力,起稳定边坡的作用,适用于浅层和中厚层的滑坡,是一种抗滑处理的主要措施。

(四)水污染的防治措施

1、修筑截矿山排水沟渠。矿山排水沟渠沟建于矿场四周,当雨季降水量大,既起到阻挡作用,而且还起到梳流作用。

2、河流改道。针对穿过矿区的河流,必须对河流进行改道迁徙,路线改道应选择短,地势平缓弱渗水地段。同时还要考虑矿山的发展前景,避免二次分流。新河道的起点应该在河床冲刷易发区进行选择,并与原有的河道河势想适应。

3、调洪水库。季节性的地表水流横穿开采境界时,除采取改道措施外,须在矿区上游修筑调洪水库截流和贮存洪水。

4、修筑拦河堤。当露天开采和附近的河流周围地面水平的境界,湖白的岸边标高相差较小,甚至低于岸边地形时,应该修建岸边护堤堰。防止河水漫灌到采矿场。

5、防渗帷幕。防渗帷幕防水是在露天矿开采境界以外,在地下水涌人采场的通道上,设定若干一定距离的注浆钻孔,并依靠浆料在裂缝中的扩散,凝结组成一道挡水隔墙,所谓防渗帷幕就是指由若干个注浆钻孔所组成的挡水隔墙。

三、结语

露天煤矿开采环境问题的防治是一项复杂的、综合的、庞大的系统工程。要应用环境地质学、环境科学、采矿学、水土保持学、系统工程、工程经济学等学科的原理和思路研究防治对策,追求最优的经济效益、社会效益和环境效益。实现煤炭开采与环境保护协调发展,实现矿区的可持续发展。

煤矿巷道掘进技术论文(2)

　　掘进技术论文篇二
　　煤矿掘进工程技术研究

　　摘要：随着社会与经济的高速发展，为了追求利益，大量的能源被浪费，如何充分利用资源在当今成为热门研究方向，而我国作为一个煤炭大国，这里就煤炭的采掘展开研究，对现有的挖掘技术进行归纳分析，并找出挖掘的各项技术和方法上的问题与不足，从而得出高效、高利用率、低能耗、环保的挖掘方式方法，并应用到实际开采中。

　　关键词：掘进技术;掘进设备;掘进效率

　　1.煤炭掘进的现状

　　我国的煤炭业主要采用井工开采方式，2005年国有煤矿企业的原煤产量有90.72%是通过井工开采而来。我国地理条件多为山岭，造成煤层的贮存条件复杂、多样，煤层的厚度参差不齐，分布在表层零点几米到地下几十米之间，为了开采煤炭资源，通常需要挖掘大量的煤矿井道。2005年原国有重点煤矿挖掘总进尺为7464.6km，煤矿的采煤尺寸深度为6300多km，煤占总比的84.6%;而同年原国有重点煤矿的机械化综掘进尺为1931.4km，占总比的25.87%，挖掘的累积量不及总数的三分之一。目前为止，原国有重点煤矿采煤工作面有1402个，为保证其正常生产交接，共开展了3986个掘进工作面，其中开拓工作面有1038个，掘进工作面与回采的工作面比例为3：1，为了促使采掘机械化的同步发展，满足当前五百多个综采工作面的需求，综掘机械化程度赢达到50%以上。当下，随着社会科学和技术的不断发展，煤矿掘进工程技术与时俱进地更新换代，年产量过千万吨级的极其已经在国内先行试水使用，大大提高了煤矿的采集效率和开采量，使得煤矿掘进工程技术愈发成为一种高效率、低消耗的绿色开采技术。

　　2.掘进方法技术

　　目前我国煤巷高效掘进的主要方式有3种：第一种是适用于高效高产的煤矿技术，仅仅在少数矿区使用，尚处于实验阶段;第二种是利用连续采煤机与锚杆钻车配套挖掘作业，此种采掘方式多用于我国神东、万利及鄂尔多斯等矿区，在掘进采煤机连续采掘的状态下，实行多巷掘进并交叉换位施工的采掘方式，应用相对第一种较为广泛;第三种称为煤巷综合机械化掘进，这种采掘方式在我国重点煤矿作业面中得到广泛应用，主要是通过悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配合作业。

　　2.1 发掘适用于高效高产的煤矿技术

　　为了适应锚杆支护技术的快速发展，从而实现煤巷快速高效掘进，世界各个主要采煤国家的快速掘进装备都在不断发展进步，作为掘锚一体化设备的掘锚机组恰恰适用于高效高产的煤矿井巷，满足其高效掘进的要求，这种新机型的研发是建立在悬臂式掘进与连续采煤机的基础上。在工艺原理上，高效高产的煤矿技术采用的掘锚一体化设备使得掘进技术一条龙式进展，大大减少了煤矿生产掘进的作业时间，减少了掘进机器的使用，从以前的掘进和支护两台机器减少为掘进和支护在同一台机器上完成。当前主流掘锚机组分为两类：第一种是悬臂式掘进机机载锚杆机的掘锚机;第二种则是以连续采煤机为基础的掘锚机组。

　　2.2 连续采煤机的应用

　　作为及落煤、装载及移动于一体的综合机械化采掘设备――连续采煤机，它是一种具有较大截割宽的采掘机，主要以短壁开采，矩形断面的双巷或多巷进行快速掘进，在国外应用广泛，是现代高产高效矿井挖掘设备中的佼佼者。该种设备最早于1979年引入我国，由最初的单机发展到如今的成套设备，主要用于大断面煤巷的挖掘及短壁开采

　　2.3悬臂式掘进机的使用

　　悬臂式掘进机作为煤巷综合机械化掘进的关键性设备，其综合性能适用于我国现阶段国情，在提高掘进工作效率以及掘进尺寸方面发挥着重要作用。该项技术主要是将悬臂式掘进机、可伸缩带式输送机、转载机、单体锚杆钻机、通风除尘设备以及供电系统相结合，从而形成综合机械化掘进链。如今我国对于该种设备的年产量已超千余台，并根据实地情况研发制造了二十多种型号的机种，已形成系列化产品的雏形，大体满足了国内市场的需求。

　　3.掘进管理技术

　　在煤矿资源的挖掘过程中，先进的挖掘设备固然起着重要作用，但采用新的管理方式也具有重要的现实意义，通过先进的管理技术也可以形成生产力，在提高产量的前提下保证工程的安全可靠性。高效率并且具有实际应用价值的掘进管理技术包括以下几个方面：

　　3.1信息管理技术

　　对于任何一项管理技术而言，作为最基础的管理数据，信息的采集尤为重要。煤炭资源开采的最根本目的在于经济利益，影响煤炭价格变动的因素很多，譬如：交通运输成本、国际国内市场需求、政治因素、新型替代能源等，因此煤炭价格数据的及时采集更新显得尤为重要，根据价格的变动，若是提早发现其呈上升涨幅状态，增加开采量，则会大幅增长利润;同理可得，若是发现价格下跌，从而降低煤炭的开采量，则可降低因价格暴跌所带来的损失;若是在价格变动方面能掌握第一手信息，那么相对其他开采者而言，则具有策略优势，可预先制定相应措施，从而尽可能的降低风险，增长利润。其他方面，运输成本会根据汽油价格、道路情况、船只的变动的情况而变化，最终附加到煤炭成本价格上;世界范围内的竞争和需求、进出口税收的标准、各国相关政策的规定等等也会影响煤炭进出口的价格浮动。煤炭价格的高低从某些方面体现出世界经济的条件等情况。

　　3.2 安全管理技术

　　任何工程项目中最重要但又最容易被忽视的则是安全生产问题，管理者往往为了追求利益最大化，开采者往往因为惰性而不规范化操作，最终造成重大事故而导致井道坍塌、人员伤亡的惨剧，不仅对企业名誉造成损伤，也大大增加了企业意外支出成本。历年发生的矿难中，最常见也是危害最大的事故主要分为两类：矿井渗水事故和井道易燃气体爆炸事故。针对矿井渗水事故，一方面从设备着手，通过对设备的强化管理，采取定期检查排水系统方式，检测排水管是否有漏水、堵塞等隐患;检测排水泵是否故障，有无替代排水泵和替换应急电源，以及备用泵和备用应急电源是否能正常运行等等。另一方面，从人员安全意识着手，制定健全的安全规章制度和完整的安全规章体系，通过完善甘泉考核机制，并确定年度安全目标，来将安全责任落实到个人。

　　3.3 人员管理技术

　　任何工程项目中，最终执行者还是人本身，机器设备、管理技术只是起辅助作用。在煤炭挖掘工程中，人员更是重中之重，人员不仅仅是煤矿的开采者，其整体素质也影响着煤矿企业产品的产量和质量，代表着同行业的核心竞争力之一。首先，采取从上而下的管理制度，管理者必须以身作则，其素质影响到整个团队。加强管理管理者的自身素质和能力主要包括以下几个方面：(1)管理者对信息技术的理解水平;(2)管理者对紧急事故的处理和应变能力;(3)管理者对新型工具的实际应用水平;(4)管理者对安全措施的灌输和督促;(5)管理者对人员调动情况清楚且合理;(6)管理者的行业素质等等。其次，强化员工的基本素质，比如强化员工的安全防患意识;强化员工的自检能力，以及强化员工的逃生技能、自救能力等等。总而言之，以人为本，人员管理制度是所有技术实施的基础和前提。

　　4.结论

　　随着社会的飞速发展，不断有新型能源被开发，但目前而言，煤炭资源在我国主要开采能源中仍旧占据重要组成部分，况且我国作为一个人口大国，在能耗的方面对煤炭的需求量也居高不下。在当前社会背景下，对于高性价比的煤炭资源而言，如何选择高效率、使用成本低、安全可靠的开采方式及高效管理方法技术则显得尤为重要。

　　参考文献：

　　[1]李建民，章之燕，于景泉 快速高效机械化综合配套作业线在大断面岩巷施工中的应用[J] 煤矿机电，2010(5)

　　[2]柴敬，张征，高习海，等 石嘴山二矿煤巷综掘技术[J] 煤炭科学技术，2011(4)

　　[3]杨春海 煤巷快速掘进和支护装备的应用及发展[C]//2007 短壁机械化开采专业委员会学术研讨会论文集，2009

　　
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　　浅议煤矿煤层的开采技术
　　摘要：由于煤层的自然条件和采用的机械不同，完成回采工作各工序的方法也就不同，并且在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合，称为采煤工艺。在一定时间内，按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程，称为采煤工艺过程。
　　关键词：开发技术 煤炭工艺 煤炭
　　一、煤炭开采的主要形式
　　（一）井下采煤
　　井下采煤的顺序。对于倾角10°以上的煤层一般分水平开采，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。
　　按落煤技术方法，地下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤三种，前二者称为旱采，后者称为水采，我国水采矿井仅占1.57%。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者为主。壁式采煤法工作面长，一般100～200 m，可以容纳功率大，生产能力高的采煤机械，因而产量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般6～30 m，由于工作面短，顶板易维护，从而减少了支护费用，主要缺点是回采率低。
　　（二）露天采煤
　　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。
　　主要优缺点
　　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1/30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。
　　二、采煤方法与工艺
　　在发展现代采煤工艺的同时，继续发展多层次、多样化的采煤工艺，建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国长壁采煤方法已趋成熟，放顶煤采煤的应用在不断扩展，应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高，急倾斜、不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间，主要方向是改善作业 条件，提高单产和机械化水平。

　　（一）开采技术
　　开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以 提高工作面单产和生产集中化为核心，以提高效率和经济效益为目标，研究开发各种条件下 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技术，发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化，进一步改进工艺和装备，提高应用水平和扩大应用范围，提高采煤机械化的程度和水平。
　　（二）解决难题
　　开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”，主要解决以下技术难题。
　　硬顶板控制技术，研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，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技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率，且基本 顶能按一定步距垮落，既有利于顶煤破碎，又保证工作面的安全生产。
　　硬厚顶煤控制技术，研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术，包括高压 注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术，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技术，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，合理确定后部输送机能力。 两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，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。5～5.5m宽煤巷锚杆支护技术，通过宽煤巷锚 杆支护技术的研究开发和应用，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。
　　（三）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技术和高效开采技术。
　　（四）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(采高3m左右)高产高效指标的差距。
　　（五）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。
　　三、主要的开采技术
　　（一）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（特别是软岩巷道）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。
　　（二）“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下陷规律，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，发展沉降控制理念和关键技术，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，提出煤炭开采与煤炭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。
　　（三）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。
　　实行全煤巷布置单一煤层开采，矸石基本不运出地面，生产系统要减化，同时实现中采与中掘同走发展，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，减化巷道布置，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利措施，又减化了生产系统，有利于高产高效集中化开采，应加紧研究。
　　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、高安全性和高可靠性，基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合，研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采 煤设备和生产监控系统，改进和完善采煤工艺。