有谁知道煤矿是如何开采的吗?煤矿开采的过程你知道吗?
北美最大的地底采矿区,每年出产超过两千万吨煤炭。在这个庞大的矿区里,每天都有200多名矿工在地理作业。为了确保矿场的24小时持续运作,他们分白班和夜班,白班工作八小时后进行交班,晚班人员进入升降机前往200米深的地底。他们抵达矿井底部后,还需要坐上矿坑小火车,行驶八公里的路程才能到达采矿区。半小时后,矿工们抵达煤层开采区,就可以开始进行采煤作业。
第一、首先是用这部大型连续采煤机,靠着一个五米长的切割滚筒专用煤层开挖出长长的矿坑通道。采煤机每次往前开挖几米就必须要暂停,然后用气动支撑气撑住坑底。挖矿还会产生高爆性的煤尘,它会附着在刚挖开的岩石表面只要一点火星就会引起爆炸,为了降煤尘封住,矿工会不停的在岩壁上喷洒盐粉,同时还要避免高爆性的沼气浓度过高,如果没有及时排除沼气,也会有可能发生爆炸。
第二、接着就是轮到这不长壁式采煤机来踩没了,它的切削刃长达三米,每分钟能从煤层消夏50吨煤矿,这相当于每秒开采一吨的煤,足以供应一个普通家庭近三个月的用电量。而这个四米高的煤层蕴藏了300万吨的煤矿。但煤矿开采是个危险的工作,最大的危险来自坑顶与支架,他们很不稳定,矿工们需要随时留意,确保不会被掉落的东西砸到。机器用超大的液压挡板来防止矿顶坍塌,每次机器前进,挡板也会跟着移动。接下来这些混合岩石的煤矿通过输送带被快速送至地面上的选煤厂来除去煤矿中的岩石、泥土以及杂志,这部分占了原物料的30%,每天输送带会送来10万吨的煤矿,他们被直接送进选煤厂,为了确保能顺利处理这些煤矿。
第三、首先用水清洗掉煤矿上的泥土,再移到大小进行分级。为了分离煤炭和石头,接着将物料倒进大型浮选槽。由于石头比煤炭中,石头会沉到水底,而煤炭则会浮在表面,此时煤炭都是湿漉漉的,所以需要把它们倒入脱水机中。这个工业脱水机高速旋转煤炭,直到列出掉多余的水分为止。这些水会流入一个大水槽,再过滤掉杂质后会当做泥浆废液排放。然后,工厂会把不同尺寸的煤炭重新放在一起,将它们压碎成相近的大小后,再倒入大型储煤斗。接着运煤火车会停在储煤斗下方,空管工人开启槽管,让下面每一个车厢都装满六吨的煤炭。满载的运煤火车可以将1万多吨煤炭运送至北美各地的发电站。采煤一直以来是全球最危险的工作之一,矿工们必须冒着弟弟坑道塌方、爆炸以及毒气的风险才能挖出这一宝贵资源。虽然如今采矿比以往安全,但仍具有相当大的危险性。
露天煤矿开采工艺主要有:间断工艺、连续工艺和半连续工艺。
开采流程主要为:穿爆—采装—运输—排土。
间断工艺是指挖掘机—汽车—推土机组成的采、运、排系统,矿物的流动是间断的;
连续工艺是指轮斗—带式输送机—排土机采、运、排系统,矿物的流动是连续的;
而半连续工艺则具以上二者兼有的特点。
1、露天开采。当矿层接近地表时,使用露天开采的方式较为经济。矿层上方的土称为表土。在尚未开发的表土带中埋设炸药,接着使用挖泥机、挖土机、卡车等设备移除表土。这些表土则被填入之前已开采的矿坑中。表土移除后,矿层将会暴露出来;这时将矿块钻碎或炸碎,使用卡车将矿砂运往选煤厂做进一步处理。当矿石开采完毕,在隔壁重复同样的步骤。露天开采的方式可比地下开采的方式获得较大比率的煤矿,因为较多的矿层被利用。世界上大概有40%的煤矿采用这种开采方式。
2、地下开采。大部分矿层均远离地表,因此无法使用露天开采的方式。地下开采目前占世界煤矿生产的60%。在矿坑,通常使用房柱法在矿层中推进,梁柱用来支持矿坑。共有四种主要的地下开采法:
长壁开采–长约300米以上的采掘面。一台精密的采矿机在矿层隧道中前后移动。松动的矿石掉入输送带中,并移到工作区域。
连续开采–利用一台有碳化钨钻头的机器从矿层中刮下煤矿。在"房柱法"系统中操作–在一系列约10米的房间区域中工作。
爆破开采–传统的开采方式。使用炸药打碎矿层,将矿石收集放在矿车或运输带中。
短壁开采–使用连续开采的机器。类似长壁开采有着可移动的坑顶支撑。
左右截割滚筒旋转的同时,采煤机顺着煤壁向左或者向右移动,采煤机不断的移动、截割滚筒不断的旋转,便不断的将煤从煤壁上割下来,落到采煤机底部的刮板输送机上,刮板输送机将割下来的煤输送出去,由于截割滚筒割下来的煤块有时候太大,刮板输送机无法运输,所以在采煤机上还有一个破碎滚筒,用于将大的煤矿破碎。由于煤层的厚薄不一,有时候可能还要调高或者调低前后的切割滚筒,以便切割不同厚度的煤层。
上面所说的采煤机工作过程,是采煤机必须具备的几个主要功能,采煤机要完成这些动作,必须要为其提供机械动力,而这些动力都是由电动机提供的,所以,控制采煤机动作,就是控制电动机的旋转、变速、换向与停止的过程。
我们来说说为这这几个主要动作提供动力的电动机:
1、左截割滚筒旋转由电动机M4提供动力
2、右截割滚筒旋转由电动机M5提供动力
3、采煤机左右移动,由左右牵引电机M2、M3完成
4、破碎滚筒旋转的动力由电机M7提供
5、左右截割滚筒的升高与降低,是有液压系统完成的,液压系统的动力由电机M6提供
采煤机电控系统的主要工作,就是对这些电机的控制以及其他的一些保护功能。
采煤向来是一项最艰苦的工作,当前正在花较大的力量来改善工作条件。由于煤炭资源的埋藏深度不同,一般相应的采用矿井开采(埋藏较深)和露天开采(埋藏较浅)两种方式。可露天开采的资源量在总资源量中的比重大小,是衡量开采条件优劣的重要指标,我国可露天开采的储量仅占7.5%,美国为32%,澳大利亚为35%;矿井开采条件的好坏与煤矿中含瓦斯的多少成反比,我国煤矿中含瓦斯比例高,高瓦斯和有瓦斯突出的矿井占40%以上。我国采煤以矿井开采为主,如山西、山东、徐州及东北地区大多数采用这一开采方式,也有露天开采,如内蒙古霍林河煤矿就是我国最大的露天矿区。
露天开采
移去煤层上面的表土和岩石(覆盖层),开采显露的煤层。这种采煤方法,习惯上叫剥离法开采,这是因为露出地面的煤已开采殆尽,有必要剥离表土,使煤层显露出来。此法在煤层埋藏不深的地方应用最为合适,许多现代化露天矿使用设备足以剥除厚达60余米的覆盖层。在欧洲,
褐煤矿广泛用露天开采,在美国,大部分无烟煤和褐煤亦用此法。露天开采用于地形平坦,矿层作水平延展,能进行大范围剥离的矿区最为经济。当矿床地形起伏或多山时,采用沿等高线剥离法建立台阶,其一侧是山坡,另一侧几乎是垂直的峭壁。露天开采使地面受到损害或彻底的破坏,应采取措施,重新恢复地面。美国有几个州和联邦政府的法律规定了恢复土地的措施,现在许多采掘企业已自愿执行这些规定。
矿井开采
对埋藏过深不适于用露天开采的煤层,可用3种方法取得通向煤层的通道,即竖井、斜井、平硐。
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。
煤炭从地下挖出来,一个方法是煤炭是从地面向下挖竖井,把煤炭开采出来,然后再运到井上;另一个方法是从地面比较大面积的挖开,成为露天煤矿,然后把煤挖出来,这是浅层的煤矿挖煤的方法。