引言
煤矿开采过程受传统生产观念的影响,新的采煤工艺和技术发展缓慢,采煤量和采煤效率不足以满足飞速发展的社会需求。在改革开放前,煤矿主要采用人工作业方式开采,该开采方式不仅无法提高产煤量,还有很多安全隐患,容易发生安全事故,给煤矿造成大量的人员伤害和财产损失。
1、井下采煤技术概述
井下采煤技术是指在地下矿井中进行煤炭开采的一种方法和技术。它是煤矿生产中常见的采煤方式之一,广泛应用于全球各个煤矿。井下采煤技术根据不同的煤层地质条件和采煤设备的不同,可以分为多种类型,如综放采煤、长壁采煤、短壁采煤,柔性掩护支架采煤等。每种采煤技术都有其特点和适用范围。综放采煤技术是一种常见的井下采煤方式。它是采用机械化设备,在矿井内进行破碎、装运和支护等作业。综放采煤的特点是高效、快速,对矿井的支护要求相对较低。长壁采煤技术是一种高产率、高效、连续作业的井下采煤方式。它利用切割机沿煤层的长壁方向进行切割,然后通过牵引设备将煤块运出。长壁采煤具有自动化程度高、设备利用率高等优点。短壁采煤技术是一种适用于煤矿矮工作面的采煤方式。它通过循环作业的方式,连续进行切割、支护和运输等操作。短壁采煤具有作业周期短、设备投资少的特点。柔性掩护支架采煤法对煤矿急倾斜煤层开采优势突出。井下采煤技术对煤矿的安全和生产效率有着重要的影响。合理选择和应用适合的采煤技术,能够提高煤矿的开采效率和产量。同时,井下采煤技术也需要注意安全风险的控制,包括瓦斯爆炸、水害、冲击地压和顶板类型等问题。因此,在井下采煤过程中,安全技术和设备的应用起着至关重要的作用。
2、井下采煤技术对煤矿安全环保的影响
2.1安全影响
井下采煤过程中,瓦斯(甲烷)是一种常见的危险气体。采煤技术的合理选择和应用可以降低瓦斯爆炸的风险。例如,不断优化矿井通风系统、引入瓦斯抽采新设备、新工艺和井下新型防灭火装置等,可以有效控制瓦斯含量,降低瓦斯和煤尘爆炸的可能性。井下采煤过程中,地质灾害如煤与瓦斯突出、煤与瓦斯爆炸和燃烧是矿井安全生产的重大安全风险。煤矿通过升级支护材料,提升支护工艺和掘炮技术、改造监测系统和优化预警机制等,可以有效减少地质灾害的发生,防范冲击地压和顶板等地质灾害,保障矿工的人身安全。井下采煤技术对事故应急管理具有重要影响。建立完善的应急预案、组织培训和设备维护,以及提供有效的逃生通道和紧急避难设施,能够确保在事故发生时及时救援和疏散。
2.2环境影响
相比露天采煤,井下采煤技术可以减少对地表环境的破坏。由于采煤作业主要位于矿井内部,地表的土地和植被可以得到较好的保护,减少土地沉陷、土壤侵蚀等问题。井下采煤技术可以有效控制水资源的污染和消耗。通过合理的排水系统和循环利用措施,减少废水外排,降低对地下水和地表水体的影响。井下采煤技术可以实现更高效的煤炭开采和利用方式,减少煤炭的过程性能和产权损失。通过提高能源利用效率和推广清洁能源替代,可以降低煤矿的碳排放量,在应对气候变化和减少温室气体排放方面具有积极意义。
3、井下采煤技术对煤矿安全环保的影响与控制策略
3.1安全影响及控制策略
井下采煤技术对煤矿安全具有重要的影响。虽然井下采煤技术可以提高采煤效率和生产能力,但也伴随着一系列的安全风险。为了确保矿工的生命安全和减少事故发生的可能性,需要采取一系列的控制策略。瓦斯(甲烷)是煤矿井下常见的危险气体,如果积累到一定浓度,就会形成瓦斯爆炸的风险。建立合理、稳定的通风系统,确保井下通风充足,及时排除瓦斯和控制其浓度。定期检查通风设备和管道的运行状态,修复可能存在的漏气问题。设置瓦斯抽采系统,将井下的瓦斯抽出并进行利用或处理。如利用瓦斯抽采装置将瓦斯导入瓦斯灭火设备进行燃烧,降低瓦斯浓度。建立瓦斯检测系统,连续监测井下瓦斯浓度和风流。设置瓦斯报警装置,及时发出预警,让矿工及时撤离危险区域。对矿区地质条件进行透彻的勘探和评估,了解岩层的性质和存在的风险。根据不同的地质条件,采取适当的支护方式来提高井巷工程质量,提升矿井防灾抗灾能力,减少地质灾害威胁矿工人身安全。设置地质灾害监测仪器,对井下的地质变化进行实时监测。通过建立预警机制,及时发出警报,采取相应的紧急避险措施。
3.2环境影响及控制策略
井下采煤会导致地表土地沉陷、植被破坏等问题。在采煤前进行全面的地质勘探和测量工作,准确确定煤层厚度、分布和结构,结合煤炭资源保护的需要做出合理的采矿规划。选择合适的支护方式,如钢支撑、注浆支护等,提升巷道和工作面的支护强度,减少地表沉陷。井下采煤过程中会产生大量的废水,可能对水资源造成污染。建立完善的排水系统,合理收集、处理和利用废水。设置分水井、拦污沟和污水处理厂,使用适当的水处理技术,所有矿井水必须经过处理达到排放标准才能外排,煤矿还应加强矿井水循环利用系统升级改造,减少废水对环境的影响。加强对地下水的监测和管理,合理利用和保护地下水资源。井下采煤过程不仅消耗大量能源,还会产生大量的二氧化碳等温室气体。推广清洁能源替代传统能源,如利用风能、太阳能等可再生能源,减少对煤炭的依赖,降低温室气体的排放。改进采煤设备和升级采煤工艺,提高能源利用效率,减少能源浪费。利用矿井瓦斯资源进行发电或加热利用,充分利用瓦斯资源,减少温室气体的排放。
3.3人员培训与意识强化
在井下采煤过程中,人员培训和意识强化是确保矿工安全的关键因素。通过培训和意识强化,可以提高矿工的安全意识、技能水平和应急能力,从而降低事故的发生概率。培养矿工的安全意识是确保矿山安全的基础。教育矿工遵循煤矿的安全规章制度,明确工作职责和安全要求。开展针对煤矿安全的培训课程,涵盖瓦斯防治、支护技术、火灾防范、顶板管理等内容。定期组织瓦斯、水害、火灾的逃生、自救应急演练,提高矿工的应急反应和处理能力。为了确保矿工的操作技能符合安全要求,培训矿工正确操作各种采煤设备,包括掘进机、装载机、运输车等。强调正确使用设备的技术要点和注意事项。培训矿工掌握合理支护方式,学习矿井粉尘控制技术,减少矿尘对矿工健康的影响。培训矿工识别瓦斯灾害和应急方法,掌握瓦斯检测和抽采技术。
结束语
总而言之,井下采煤技术对煤矿安全和环保具有重要影响,通过深入研究可以找到相应的控制策略来应对矿井的安全挑战。这将为煤矿行业的可持续发展提供指导和支持,为实现安全、高效和环保的煤炭生产和利用做出贡献。
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