煤矿开采技术论文两篇
煤矿开采技术的进步和完善是采矿学发展的主题。下面我给大家分享煤矿开采技术论文,大家快来跟我一起欣赏吧。
煤矿开采技术论文篇一浅议煤矿开采技术
[摘 要]我国煤炭资源储量丰富,据不完全统计,我国煤炭总储量在9000亿吨以上,含煤面积55万多平方千米,而且煤种齐全,我国一次性能量消费结构中,煤炭占75%以上。从煤中可以提取二百多种产品,因此煤炭工业发展的快慢,将直接关系到我国社会主义经济建设。煤矿开采技术的进步和完善是采矿学发展的主题。发展多层次、多样化的采煤工艺,具有重要的意义。
[关键词]煤矿 采煤工艺 控制技术 开采
中图分类号:X752 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)30-0130-01
1 简述矿井开采
矿井开拓通常以井筒的形式分为竖井开拓,斜井开拓,平硐开拓和综合开拓。采用合理的采矿方法是搞好矿井生产的关键。
竖井是一种从地面开掘以提供到达某一煤层或某几个煤层通道的垂直井。从一个煤层下掘到另一个煤层的竖井称盲井。在井下,开采出的煤倒入竖井旁侧位于煤层水平以下的煤仓中,再装入竖井箕斗从井下提升上来斜井是用来开采非水平煤层或是从地面到达某一煤层或多煤层之间的一种倾斜巷道。斜井中装有用来运煤的带式输送机,人员和材料用轨道车辆运输平硐是一种水平或接近水平的隧道,开掘于水平或倾斜煤层在地表露出处,常随着煤层开掘,它允许采用任何常规方法将煤从工作面连续运输到地面。
煤层在形成时,一般都是水平或者近水平的,在一定范围内是连续完整的。但是,伴随着地壳的运动,煤层的空间形态发生了变化,形成了单斜构造、褶皱构造和断裂构造等地质构造。采煤需要注意煤层的走向、倾向和倾角。
矿井开拓的主井和运输巷道等都需要长期支护,可以采用砌碹支护,架拱支护,架蓬支护,锚杆支护,锚喷支护,锚网喷支护,锚索支护,金属拱形支架支护,料石支护,钢筋混凝土支护或者几种支护形式并存形成联合支护。采掘工作面需要临时支护,通常采用的方式有打点柱、液压支柱支护、木支柱支护等。采煤一般都采用后退式采煤,边采边加强支护。
2 采煤方法
开发煤矿高效集约化生产技术手段,建设高产高效矿井。研究开发各种环境条件下的高效、可靠的采煤装备和工艺简单、高效、可靠的生产系统和开采布局生产过程监控与有效管理等相互适应的成套开采技术,以提高开采技术水平和机械化程度。
2.1 开发“埋深浅、硬顶板、硬煤层现代开采技术”
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处理技术,直接顶能随采随冒,提高顶煤回收利用率,基本顶能按照合理�距垮落,有利于顶煤破碎,保障工作面推进安全、顺利地进行。
硬厚顶煤控制技术,研究开发埋深浅、支撑压力小的硬厚顶煤的迅速处理技术,包含高压注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术,以提高顶煤回收利用率。顶煤冒放性差、块度大的综合开采成套设备技术,有利于顶煤破碎和顶板控制,同时有利于液压支架的放置,为布置输送机提供便利。
两硬条件下放顶煤开采快速推进技术,采用合理的综放开采回采工艺、优化工序、缩减放煤时间,提高工作面的推进度,实现高效高产。
宽煤巷锚杆支护技术,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使用,从而有效提高工作面产能。
2.2 缓倾斜薄煤层的长壁开采
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术。
2.3 缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁采
应进一步加强完善支架结构及强度,加强防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变、防止严重损坏千斤顶措施等的研究,提高可靠性,缩小其与中厚煤层(采高3m左右)产高效指标的差距。
2.4 各种综采高产高效综采设备保障体系
要实现高产高效,就要提高开机率,对“支架―围岩”系统、采掘运设备进行监控。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。
3 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、井巷布置等主要任务: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。
4 “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开采系统和优化参数,发展沉降控制理论和关键技术研究与应用各种充填技术和组合充填技术研究近水体开采的开采设计、工艺参数优化和装备等关键技术。
5 优化巷道布置,降低矸石排放
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,从而实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最佳匹配。
6 采场围岩控制技术
6.1 进一步完善采场围岩控制理论
用科学合理、优化高效的岩层控制技术来确保开采的安全、高效、低成本为目标,要通过总结经验,深入研究各种煤层地质及开采条件来实现。
6.2 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,主要应用的是高压注水、深孔预裂爆破处理坚硬顶板和应用化学加固技术, 由于这些技术工艺复杂、成本高,所以需要进一步研究开发新技术、新工艺、新材料来解决这一问题。
6.3 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,提出放顶煤优化准则和提高顶煤回收率的路径。
6.4 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,需要进一步在坚硬顶板、破碎顶板、急倾斜的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。
6.5 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。
6.6 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。
7 小煤矿技术改造和机械化开采技术
对小煤矿进行合并重组,淘汰落后生产技术和生产设备,提高平均单井规模和技术水平,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。
总结,提高煤矿资源开采水平,充分利用资源,选择合理的采煤开拓方法,保障安全生产,提高企业效益。
参考文献
[1] 郭靖.煤矿开采技术[M].山西人民出版社.2010
[2] 戴绍诚.高产高效综合机械化采煤技术与装备[M].煤炭工业出版社 1998.
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这是3000多字的,我觉得你把一些看着不必要的东西删删就可以了
煤炭安全管理
2002年以来,我国对煤炭资源的需求量急速增长,煤炭市场供应严重短缺。面对经济利益的巨大诱惑,受利益驱动,小煤矿遍地开花,大煤矿超能力生产,“大矿大干,小矿蛮干”,直接导致“大矿大难,小矿多难”。据国家安监局煤矿事故统计显示,我国煤矿产量约占全世界的35%,但煤矿事故的死亡人数却占了全球的近80%,频发的矿难已成我国煤矿安全生产的“老大难”问题,拷问着我国煤矿安全体制的有效性。
矿难频发的原因
根据调研分析,除我国煤矿地质条件复杂、开采难度大以及巨大的市场需求和利益驱动因素外,引发矿难频发的主要原因还有以下几个方面:煤矿平均规模小,生产方式落后,安全保障不足。全国有23300多座小煤矿,平均年产量不到3万吨,其总产量虽然仅占全国产量的三分之一,但死亡人数却占了三分之二。在2005年全国21.1亿吨煤炭产量中,约有7亿吨安全生产保障条件不足,乡镇煤矿原煤产量仅占全国煤矿的38%,而事故死亡人数和特大事故起数所占比例均超过了70%。
煤炭行业人才严重短缺和断档。山西煤炭职业技术学院对山西煤炭行业从业人员队伍的调查表明,煤炭生产第一线技术员数量不足安全生产最低要求的半数,其中采掘区技术人员更为短缺,高级技工占从业人员总数的比例不到3%;地方煤炭企业一线采掘区工人80%为更换频繁的农民工,乡镇矿工人中95%为临时工。
煤矿建设资金投入不足,安全欠账多。国家安全生产监督管理局研究中心2004年12月发布的《全国国有煤矿安全保障能力调研报告》指出:2004年全国原煤产量为19.5亿吨,但具有安全保障的生产能力仅为12亿吨,4亿吨需要对安全系统进行升级改造,1.5亿吨是安全状况不达标的,另外2亿吨是不具备基本安全条件的小煤矿和已报废或破产的矿井生产的。目前,中国国有煤矿的安全投入欠账达500多亿元,生产设备超期服役的约占三分之一。投入不足已成为当前煤炭安全生产面临的主要问题。
官煤勾结,亦官亦商。在许多矿难中都能够看到官煤勾结的影子。众多官员参股煤矿,还有许多煤矿老板亦官亦商,甚至是安监官员。去年8月,国务院下达撤资令,要求公职人员限期主动从煤矿撤资。据监察部统计,截止2005年12月23日,有4878名国家机关工作人员和国有企业负责人登记在煤矿投资入股,登记入股资金7.37亿元,已经撤资5.62亿元,虽然取得了一定的成效,但仍有一些地方撤资进程缓慢。
局部利益至上,经济指标主导一切。地方政府盲目发展经济的巨大冲动,导致干部错误的政绩观,需要当地小煤矿提供资金支持和代表成绩的经济数字,形成了一种新型的官商利益链条。一些地方,中央政策、国家法律不能严格执行,被所谓的地方发展和局部利益所取代,甚至成了谁也不好公开反对的潜规则。这种表面看起来不涉及金钱交易的官商利益链条也是造成许多煤矿非法开采、屡发事故的重要原因。
体制缺陷导致的短期行为。上世纪90年代中期以来,由于许多煤矿不景气,大部分集体煤矿由于无力投入而被租赁、承包或转包,承包以后的矿主只关心承包期的利益,对安全生产的投入很少,甚至根本没有,因此累积了巨大的安全隐患。
法律意识和安全意识淡薄,非法违规开采现象严重。2005年7-8月,全国煤矿60%的重特大事故发生在已责令关闭或停产整顿但仍然违法生产的煤矿。由于停产整顿、关闭工作不落实,特别是为数众多的一些小煤矿,一些矿主,无视法律,漠视生命,管理混乱,从事违法违规生产的煤矿已经成为滋生事故、吞噬矿工生命的陷阱,对全国煤矿安全生产构成严重威胁。
行业管理弱化,工作不落实,监管缺位和渎职失职。一些地方政府忽视煤矿的安全生产,地方安监部门和煤监机构在煤矿整顿关闭问题上缺乏令行禁止、雷厉风行的作风,等待观望甚至渎职失职,有令不行,有案不查,有法不依,为煤矿的违法经营提供了可乘之机。
恶性循环,雪上加霜。由于煤炭是我国的主要一次能源,以燃煤为主的火电发电量占总发电量的80%以上。煤、电是经济高速发展的重要保证,电缺找煤,煤缺找矿,于是大矿增产,小矿开花,诸上原因,矿难频发;于是大矿整顿、小矿关闭、遣散矿工、产量下降;于是电力告缺、要求增煤、运输告紧、悲情再现。
几点建议
改变发展观与现有经济增长模式,从根本上遏止矿难。
矿难问题,说到底是发展观问题。矿难频发是我国高能耗、粗放式的发展模式的市场反映。下决心遏止矿难,必须要改变发展观,彻底改变现有的经济增长模式。
首先,要坚定地树立和落实以人为本的科学发展观,对煤炭资源应实行高度谨慎的保护性限量开发,确保能源和经济的可持续发展。具体到煤炭生产企业,要确定一个科学合理的生产规模,提高回采率,大力提倡环境友好的“绿色开采”,坚决杜绝超能力、超负荷、超定员的掠夺性开采。
要加大宏观调控力度,推进资源节约型社会建设力度,遏制高能耗、粗放型的经济发展模式对能源和基础原材料的过度需求,将煤炭需求控制在合理的范围之内。建立与科学发展观相适应的正确的政绩观。要从政府的绩效评价、干部任用体系等方面进行改革,引入安全生产、资源利用率等考核指标,让科学发展观扎根于各级政府对经济社会事物的管理之中,大力倡导和扶持以节约资源和循环利用为特征的循环经济模式。
培养大型煤炭企业集团是保证安全生产、促进煤炭工业健康发展的治本之策。淘汰小煤矿,扶持发展一批现代化大煤矿和煤炭深加工项目,做大做强一批现代化的大型煤炭企业,提高煤炭产业集中度,从而大幅度降低煤矿安全事故发生率,促进煤炭生产秩序和安全生产形势的根本好转。同时还应该延伸煤炭产业链,提高煤炭资源回收率和利用率,推进煤炭经济走上集约、循环和可持续发展的道路。但是对高风险产业如“煤制油”等,应科学规划,先示范,再规模,切忌一窝蜂上马。此外,还要特别警惕以发展这类高风险产业的名义圈占资源,造成新的煤炭资源流失和浪费。
放开资源市场,尽快补齐煤矿安全欠账。为了尽快弥补安全生产方面的欠账、政府要增加投入,要确保煤矿安全费用的提取和专款专用。除此之外,可以考虑出让一部分煤矿的国有股权,用所得资金填补安全旧债。另外要积极推进煤炭资源的市场化运营,通过探矿权和采矿权的流转引入外部资本,使企业的安全生产走上良性发展的道路。
全方位加大人才培养力度,提高煤炭从业人员素质。目前,煤炭生产一线大多数是农民轮换工,文化水平低,技术素质差。特定的用工方式既影响到农民工学习技术的主动性,也影响到企业对农民工技术素质的进一步培养。另外,随着大学招生和就业形式的变革,进入煤炭企业的大学生逐年减少,煤矿生产专业技术人员严重短缺。以煤炭大省山西为例,2003年全省煤矿工程类专业的本、专科毕业生为1599人,而到煤矿企业工作的还不足100人。人员素质低也是煤矿安全事故频发的一个主要原因。政府、企业应采用多种形式与途径(例如定向培养、“三校生”、高职、岗位培训等),进行煤炭从业人员技术培训,包括强制安全生产培训,全面提高煤炭从业人员的素质。
增加科技投入,加大攻关力度,提高技术装备水平。针对我国煤矿安全领域需要重点突破的共性和重大关键技术,应该由国家和一些重要的产煤大省联合设立科技专项资金,以大型煤矿企业为主体,加大科技攻关力度,调动多方面的科技资源,迅速提高我国煤矿安全领域的科技研发水平和装备水平,提高生产的集约化程度,最大限度减少井下作业人员,从根本上改变目前过于依赖人力开采而导致死亡率过高的局面。要特别加强对突发性事故的预测预防技术研究,有效减少重特大事故发生。
加强法制建设,完善监管体系,坚决打击违法违规活动。要加强法制建设,强化监管部门的责任,将长效管理机制和专项治理有机结合,构建全方位的安全生产防治体系。还要对监管者进行有效监管,坚定不移地加大反腐力度,严防各种形式的官商勾结。要充分发挥新闻媒体的作用,健全和完善群众监督和举报体系,使违法行为和非法违规煤矿无藏身之地。要鼓励煤矿企业职工对本企业的经营活动进行监督举报,充分发挥各级工会的作用,维护煤矿职工的合法权益。
深化改革,构筑煤炭安全生产的整体氛围。按照市场经济的规律,煤炭生产成本中应包括安全、环保成本,而已在生产成本中的工资又偏低(有资料统计,煤炭职工的平均年收入仅1.85万元,不足电力行业的1/3),亦需适当增加,因此煤价有所提高势在必然。但作为大户的电煤定价却难以做到煤电之间的公平对等博弈。类似这样的问题也影响着煤炭的安全生产,因此,深化改革,构筑煤炭安全生产的整体氛围是以政府为主的整个社会的责任。
对于煤的工业分析而言,它可以确定出煤的整体组成部分,下面是由我整理的煤的工业分析技术论文,谢谢你的阅读。
煤的工业分析技术论文篇一浅谈煤的工业分析
摘要 :文章浅谈了煤的工业分析方法的要点、原理及测定过程中的注意事项,并对测试结果在实际工作中的应用作了简单的介绍。
关键字 :水分 灰分 挥发分 固定碳
Abstract: the article briefly discusses the coal industrial analysis method, principle and the main points of the matters needing attention in the process of measurement, and its application in the practical work of the result of the test made a simple introduction.
The keyword volatile moisture ash fixed carbon
中图分类号:TQ52文献标识码:A
正文:
煤的工业分析也称煤的技术分析或实用分析,在国家标准中,煤的工业分析是指包括煤的水分(M )、灰分(A )、挥发分(V )和固定碳(Fc )四个分析项目指标的测定的总称。煤的工业分析是了解煤质特性的主要指标,也是评价煤质的基本依据。通常煤的水分、灰分、挥发分是直接测出的,而固定碳是用差减法计算出来的。广义上讲,煤的工业分析还包括煤的全硫分和发热量的测定, 又叫煤的全工业分析。工业分析是一种规范性很强的定量分析方法,是在特定条件下所测得的各项数值。
1、煤的水分
煤的水分,是煤炭计价中的一个最基本指标。煤是多孔性固体,含有一定的水分。水分是煤中的无机组分,其含量和存在状态与煤的内部结构及外界有关。一般而言,水分的存在不利于煤的加工利用。
煤的水分按照它的存在状态及物理化学性质,可分为外在水分、内外水分及化合水三种类型。
煤的水分直接影响煤的使用、运输和储存。煤的水分增加,煤中有用成分相减少,且水分在燃烧时变成蒸汽要吸热,因而降低了煤的发热量。煤的水分增加,还增加了无效运输,并给卸车带来了困难。特点是冬季寒冷地区,经常发生冻车,影响卸车,影响生产,影响车周转,加剧了运输的紧张。煤的水分也容易引起煤炭粘仓而减小煤仓容量,甚至发生堵仓事故。
煤中水分按存在形态的不同分为两类,既游离水和化合水。煤的工业分析中只测试游离水,不测结晶水。
煤的游离水分又分为外在水分和内在水分。煤的全水分,是指煤质全部的游离水分,既煤中外在水分和内在水分之和,简记符号Mt。
煤的全水分测定可采用四种方法,即通氮干燥法、空气干燥法、微波干燥法及空气干燥的一步法和两步法。在我们实际的工作中用的是空气干燥法,即称取一定量粒度小于6mm的煤样,在空气流中,于105-110℃干燥至质量恒定,然后根据煤样的质量损失计算全水分的含量。
2、煤的灰分
煤的灰分不是煤中固有的成分,而是煤在规定条件下完全燃烧后的残留物,灰分简记符号为A,也表示灰分的质量分数。即煤中矿物质在一定条件下经一系列分解、化合等复杂反应而形成的的,是煤质矿物质的衍生物。灰分全部来自矿物质,组成和质量又不同于矿物质,煤的灰分和煤中的矿物质关系密切,对煤炭利用都有直接影响,工业上常用灰分产率估算煤中矿物质的含量。
煤的灰分可用来表示煤中矿物质的含量,通过测定煤中灰分产率,可以研究煤的其他性质,如含碳量、发热量、结渣性等,用以确定煤的质量和使用价值。
中国标准GB/T212-2001规定,灰分测定方法包括缓慢灰化法和快速灰化法两种。其中缓慢灰化法为仲裁法。
缓慢灰化法测定时,称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样(1±0.1)g(称准至0.0002g),均匀地摊平于灰皿中,放入马弗炉中,以每分钟不大于2cm的速度把灰皿推入炉内的炽热部位,即恒温区(若煤样着火发生爆燃,则实验作废),关上炉门,在(815±10)℃温度下灼烧40min。从炉中取出灰皿,冷却5min左右,移入干燥器中冷却至室温后称量并进行检查性灼烧。如遇检查性灼烧时结果不稳定,应改用缓慢灰化法重新测定。灰分低于15.00%时,不必进行检查性灼烧。
3、煤的挥发分和固定碳
(1)煤的挥发分
挥发分的概念 煤样在规定的条件下,隔绝空气加热,并进行水分校正后的挥发物质产率称为挥发分,简记符号为V。煤的挥发分主要是由水分、碳、氢的氧化物和碳水化合物(以CH4为主)组成,但不包括物理吸附水和矿物质中的二氧化碳。可以看出,挥发分不是煤中固有的挥发性物质,而是煤在特定条件下的热分解产物,所以煤的挥发分称为挥发分产率更确切。挥发分测定结果随加热温度、加热时间、加热速度以及实验设备的形式、试样容器的材质、大小不同而有所差异。因此说挥发分的测定是一个规范性很强的实验项目,只有采用合乎一定规范的条件进行分析测定,所得挥发分的数据才有可比性。
挥发分的测定 按国家标准GB/T212-2001的规定,挥发分的测定方法要点为:称取一定量的空气干燥煤样,放在带盖的瓷坩埚中,在(900±10)℃下,隔绝空气加热7min,以减少的质量占煤样质量百分数减去该煤样的水分的质量分数(Mad)作为煤样的挥发分
(2)煤的固定碳
煤的固定碳的概念 从测定煤样挥发分后的焦渣中减去灰分后的残留物称为固定碳,简记符号为FC。固定碳和挥发分一样不是煤中固有的成分,而是热分解产物。在组成上,固定碳除含有碳元素外,还包含氢、氧、氮和硫等元素。因此,固定碳与煤中有机质的碳元素含量是两个不同的概念,绝不可混淆。一般而言,煤中固定碳含量小于碳元素含量,只有在高煤化程度的煤中两者才比较接近。
固定碳的计算 煤的工业分析中,固定碳一般不直接测定,而是通过计算获得。在空气干燥煤样测定水分、灰分和挥发分后,由下式计算没的固定碳的质量分数
Wad(FC)=100-(Mad+Aad+Vad)
式中 Wad(FC) ——空气干燥煤样的固定碳的质量分数,%
Mad ——空气干燥煤样的水分的质量分数,%
Aad ——空气干燥煤样的灰分的质量分数,%
Vad ——空气干燥煤样的挥发分的质量分数,%
结论: 随着煤的煤化程度的增加,煤中水分开始下降很快,以后变化则不大固定碳含量逐渐增加挥发分产率则先增加后降低。若以干燥无灰基计算,挥发分产率随煤化程度增加呈线性关系下降。
参考文献
【1】 朱银惠《 煤化学 》 化学工业出版社 2004年8月
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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:
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[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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1 存在的问题
煤炭企业安全生产保障机制是指影响煤炭企业安全生产活动的各种保障因素和相互联系、相互制约,从而发挥煤矿安全生产保障功能的运行机制。它是一种多因素、多环节、动态、复杂的运行系统。要从根本上扭转煤炭企业安全生产的被动局面,不仅要重视安全技术和装备的研究与开发,更重要的是还要在安全生产保障上进行研究。近年来,国家先后颁布实施了《安全生产法》等法律法规,改革和调整了安全生产的监督管理体制,又通过《关于进一步加强安全工作的决定》明确了安全许可证制度,提高了煤炭行业准入标准,明确提出建立安全生产控制指标体系,并提出以经济政策促进安全生产。特别是在2004年6月召开的“中国责任保险发论坛”上提出了保险业应该与煤炭安全生产工作相结合,实现良性互动共同发展。但是,如何发挥政府、保险业和煤炭行业三者的作用,保障煤炭企业生产系统的安全运行,实现政府、保险业、煤炭行业与煤炭企业安全生产系统性、制约性和互动性的有效结合,是值得深入探讨的问题。
煤炭行业传统的体制是“国家监察,行业管理,企业负责,群众监督”这样一种以企业为主、行业管理为辅的安全生产保障模式。在这种模式下,目前暴露出很多不足之处:
1)从实践上来看,安全评价不是煤炭企业的自觉行为,而是在一定法律法规的约束之下必须进行的工作,因此,煤炭企业很容易将安全评价简单地理解为“办安全许可证”,评价完成取得安全许可证之后就放松了对安全生产的持续改进。
2)煤炭企业在取得安全许可证之后,有可能失去对安全投入的关注。我国在2000年就成立了国家煤矿安全监察局,2000年11月国务院通过了《中华人民共和国煤矿安全监察条例》,几年来,安全监察局的监察力度逐渐提高,但没有真正与煤炭企业安全生产系统中的保障功能有机地结合起来,对煤炭企业的安全系统进行优化。
3)煤炭企业在安全事故发生之前,由于缺乏安全评价和安全监察的实质性制约作用,企业看不出安全投入的产出效果,因此,煤炭企业的安全投资普遍较少,增加了安全事故发生的隐患。
4)煤炭企业基本上被从社会保险统筹制度中排除出来,在发生工伤事故时,只能由企业按规定赔偿支付,赔偿数额非常少;而且目前的煤炭企业还没有意识到商业保险的重要性,或是不愿承担保险费支出成本,每次安全事故发生后,国家出于安定民心,大部分是由国家出面给予的,从而使煤炭企业失去了投资的积极性。
5)国有重点、国有地方、乡镇煤矿中安全投入、安全状况差别甚大,但国家的税收和吨煤安全费用提取费率却一样,没有调节和浮动,严重挫伤了企业对安全投入的积极性。
6)煤炭企业(除私人企业外)法人均实行任命和聘任制,导致企业法人在其任期内安全投入少,并存在侥幸心理。
总之,上述各个方面均对煤炭企业安全生产带来不利影响,而且最重要的是,目前所采取的各种安全治理手段和措施并没有形成一个系统性和实质上的制约性,没有真正建立起一个充分发挥制约和促进作用的安全保障机制,没有真正改善和优化煤炭企业的安全生产系统。
2 建立多方制约性的煤炭企业安全生产保障机制
煤炭企业安全生产保障机制的构成涉及很多方面,如有关煤矿安全生产与管理的各种法律法规制度,煤矿安全评价方法,商业保险、工伤保险费率的制定依据,安全监察体系与制度,煤炭企业自身的安全管理体制等等。
煤炭企业安全生产保障机制的建立是将某些法律法规政策、方法、策略和手段等根据企业整体安全的需要,有机地联系起来,把煤炭企业的生产活动有效地组织起来,应用定量分析和定性分析相结合的方法和计算机仿真技术,对煤炭企业安全生产的保障机制进行分析、规划、设计、调整和动态优化,从而达到最优目的,以便充分发挥人力、物力和财力的潜力,通过各种有效的措施,使煤炭企业安全系统中的各种关系协调配合,以最终实现煤炭企业整个安全系统的综合优化。在这种思路下,煤炭企业安全保障机制的核心是煤炭企业的安全生产,除了煤炭企业自身的管理行为发挥作用外,还应通过政府、保险公司和煤炭行业协会等外部因素影响煤炭企业的安全生产行为,以实现煤炭企业安全系统的动态整体优化。而政府、保险公司和煤炭行业协会对煤炭企业安全生产发挥作用的侧重点各不相同。
2.1 政府进行安全评价,确定煤炭企业的安全级别
政府(如国家煤矿安全监察局)主要是按照《安全生产法》等法律法规的要求,委托安全评价中介机构对煤炭企业的安全生产和管理状况进行分级评价,定出安全级别,政府部门进行核查后对煤炭企业安全状况给予定级,发放安全许可证。煤矿安全监察部门还要对已取得安全许可证和已评定级别的企业进行定期检查和确定事故发生后的责任,并决定是否降低或取消安全许可证。煤炭企业为了取得安全许可证,得到比较理想的安全级别,就会按照评价指标的要求进行安全工程建设、安全设施和安全设备、仪器仪表的投入,确定了煤炭企业安全生产的物质保障基础,即“硬件基础”。使得煤炭企业增加了安全投资的积极性,奠定了安全生产的基本物质基础,也确定了煤炭企业安全的投入和成本水平。因此,煤炭企业就要权衡安全投入与安全成本,这两者之间的合理比例要使安全系统处于一种最优状态。
2.2 强制煤炭企业进行商业保险,并实行浮动费率制
政府以强制性政策,委托商业保险公司利用商业保险运行机制,根据政府部门所确定的煤炭企业安全级别,采取浮动费率的形式收取保险费,作为煤炭行业的准入条件之一。安全级别高的企业,保险费率低;安全级别低的企业,保险费率高;如果发生安全事故,商业保险公司要按一定的标准进行赔付。煤炭企业的安全级别,决定了煤炭企业商业保险费的负担程度,也确定了煤炭企业安全成本水平。通过研究商业保险费率与企业安全状况之间的关系,以及差别保险费率对煤炭企业的促进作用,从而使得煤炭企业安全生产保障机制的作用能充分发挥。
2.3 成立煤炭同业工伤保险基金会
煤炭行业协会主要是通过国家所赋予法律效力的政策,成立同业工伤保险基金会,所有煤炭企业要按一定的标准提取安全基金,交给煤炭同业工伤保险基金会,形成同业工伤保险基金。我国《企业职工工伤保险试行办法》中,明确规定工伤保险应与事故预防相结合。煤炭行业协会的同业工伤保险基金会由国家安全生产监督管理局指导,除了与煤矿安全监察部门进行定期安全检查外,重点在于事故预防,其有权对政府提出重新评价煤炭企业级别的建议,有权对存在重大安全隐患的煤炭企业予以强制性停产,能够与保险公司进行安全事故的责任鉴定和确定煤炭企业的赔偿标准和监督执行赔偿;实现事故预防、医疗康复和工伤补偿三位一体的工伤保险机制。而煤炭行业协会的同业工伤保险基金制度,使保险基金的缴纳构成了煤矿安全成本的内容,同时大部分工伤保险基金主要用于各个煤炭企业的安全事故预防,使得企业加强安全培训教育、安全文化宣传,确立煤炭企业的安全保障机制的“软件基础”,降低煤炭企业安全事故发生的可能性,并提高安全事故的事后赔偿水平,保护了企业职工的利益。煤炭同业工伤保险基金会,实际上通过基金的运用不断地对煤炭企业安全生产系统进行着动态优化,充分发挥安全生产保障机制的作用。
2.4 实行安全管理目标责任制
煤炭企业安全管理目标责任制,是煤炭企业安全生产保障机制的有机组成部分。通过建立安全管理目标责任制,进行有效的安全绩效考核,并通过与煤矿安全生产监察局、商业保险公司、煤炭同业工伤保险基金会的良性互动机制,综合内外部影响因素的作用,实现煤炭企业安全系统的最优化目标,最终通过安全生产,取得良好的经济效益和社会效益,并建立良好的企业信誉。建立煤炭企业安全生产保障机制的整体思路如图1所示。
图1 煤炭企业安全生产保障机制关系图
3 实施多方制约性煤炭企业安全生产保障机制的意义
3.1 促使煤炭企业加大安全投入,有效遏止事故发生
事实上,煤矿安全事故发生的原因有很多,安全投入不足是其一。截止2003年底,国有重点煤炭企业对于安全投入欠帐164亿元。实践表明:安全状况好的企业,安全投入都合理到位。为实现煤炭企业整体安全的最终目的,煤炭企业从业开始进入这个行业就要注重安全投入。因为安全投入水平,决定着煤炭企业是否能够获得安全许可证,是否能够取得理想的安全级别;而安全级别又影响到缴纳商业保险费的费率,以及缴纳工伤保险基金的比例;企业内部安全管理目标责任制的实行,同样能够提高企业对于安全投入的重视。因此,通过煤炭企业安全生产保障机制的建立,促使煤炭企业加大投入,从而最终有效遏止安全事故的发生,使煤炭行业成为一个安全的行业。
3.2 有利于形成良性互动机制,实现“互赢”
煤炭企业进行安全生产保障机制运行的同时,与政府、保险公司和行业协会形成了一个良性互动机制。政府部门限制和提高了行业准入条件,有效制止那些不能达到安全评价标准的不合格企业进入煤炭行业,从根本上既保护了煤炭资源,又降低了整个行业的风险程度。同时,通过坚持不懈的长期安全监察,加大了煤炭企业安全生产的压力,不能有任何安全管理上的松懈,使国家安全生产监察部门有效地发挥职能作用。保险公司借助于各种商业保险,既扩大了业务种类和范围,取得良好的经济效益,又能在事故发生后通过事故调查形成对煤炭企业安全生产的一种特殊形式的监督。而成立煤炭同业工伤保险基金会,是建立一种有中国特色的工伤保险体系,突出了事故预防的重要性,保护了从业人员的利益,减轻了国家和企业的负担。由于保险机制的引入,大大减轻了以往煤矿事故发生后各级政府进行的大量事后工作,使政府从烦乱的事故处理中解脱出来,提高了工作效率。
3.3 运用安全保障系统的动态优化理念,不断提高煤炭企业安全水平
影响煤炭企业安全状况的内部和外部因素的变动,使得煤炭企业要不断地进行安全系统的调整。例如,随着煤矿开采的进展、开采技术的采用、煤层地质状况的改变等内部因素的影响,煤炭企业要做到整体安全最优化,也需要不断地优化安全生产的保障系统。而煤矿安全监察过程中发现的问题、煤炭同业工伤保险基金会提合理化建议,以及保险公司的监督等外部影响因素,同样使企业要不断地改善安全生产状况。正是这种动态的优化理念,促使煤炭企业为实现安全生产的最终目标,不断提高煤炭企业安全管理水平,不断完善煤炭企业安全生产的保障机制。
3.4 有利于煤炭企业树立科学的安全发展观
煤炭企业有着优良的成本节约观念,无论从矿井设计、设备购置和仪器仪表的配置,以及安全管理费用的支出等方面,都从节约成本为出发点,特别是在前几年煤炭整个行业发展萎靡之时,更是如此,但必须认识到,节约成本也有其不可避免的负面作用,减少了安全投入,埋下了安全隐患,事故发生所造成的后果远远超过所节约的成本,而安全事故所带来的机会成本更是难以估计。建立煤炭企业安全生产保障机制,并通过各种影响因素的动态调整,就是要在安全投入和安全产出之间进行权衡,在保证安全生产的前提下,提高安全投入水平的同时,要使安全投入所带来的效益超过安全投入所发生的成本,树立一种科学的安全发展观。