煤矿采煤方法有哪几种?
采煤方法种类很多,目前世界主要产煤国家使用的采煤方法,总的划分为壁式和柱式两大类。
壁式采煤法的特点:是煤壁较长、工作面的两端巷道分别做为入风和回风、运煤和运料用,采出的煤炭平行于煤壁方向运出工作面,我国多采用壁式采煤法开采煤层。
柱式采煤法的特点:是煤壁短呈方柱形,同时开采的工作面数较多,采出的煤炭垂直于工作面方向运出。
我国当前常用的采煤方法主要有:
1、走向长壁采煤法:长壁工作面沿走向推进的采煤方法。
2、倾斜长壁采煤法:长壁工作面沿倾斜推进的采煤方法
3、倾斜分层采煤法:厚煤层沿倾斜面划分分层的采煤方法。
4、长壁放顶煤采煤法:开采6米以上缓斜后缓斜厚煤层时,先采出煤层底部长壁工作面的煤,随即放采上部顶煤的采煤方法。
5、掩护支架采煤法:在急斜煤层,沿走向布置采煤工作面,用掩护支架将采空区和工作空间隔开,向俯斜推进的采煤方法。
6、伪倾斜柔性掩护支架采煤法:在急斜煤层中,伪倾斜布置采煤工作面,用柔性掩护支架将采空区和工作空间隔开沿走向推进的采煤方法。
7、倒台阶采煤方法:在急斜煤层的阶段或区段内,布置下部超前的台阶形工作面,并沿走向推进的采煤方法。
8、正台阶采煤法:在急斜煤层的阶段或区段内,沿伪斜方向布置成上部超前的台阶形工作面,并沿走向推进的采煤方法。
9、水平分层采煤法:急斜厚煤层沿水平面划分分层的采煤方法。
10、斜切分层采煤法:急斜厚煤层中沿与水平面成25度至30度的斜面划分分层的采煤方法。
11、房柱式采煤法:沿巷道每隔一定距离先采煤房直至边界,再后退采出煤房之间煤柱的采煤方法。
12、房式采煤法:沿巷道每隔一定距离开采煤房,在煤房之间保留煤柱以支撑顶板的采煤方法。
13、仓储采煤法:急斜煤层中将落采的煤 暂存于已采空间中,待仓房内的煤体采完后,再依次放出存煤的采煤方法。
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。
采区是井下生产的基本单元,矿山开拓和采区巷道布置是井下开采的重要组成部分。采区内布置一系列巷道和若干回采工作面,建成从工作面到井下大巷的运输、通风、供电、压气、煤仓等生产系统。视煤层赋存条件,可在单一煤层中布置采区,或在几个相邻煤层中联合布置采区。为维持矿井持续生产,在回采的同时,需及时进行开拓工作和准备新采区,形成新工作面。此外,还要布置联通井下各采区的开拓井巷,形成全矿性的井下生产系统(见采区巷道布置)。
通过井下运输系统,将采出的煤和矸石运到地面,把人员、材料、装备从地面运到井下工作地点。矿井通风系统不断供给井下新鲜空气,利用各种通风结构设施,迫使风流到达井下每个作业点,供井下人员呼吸、降温及稀释瓦斯等有害气体;乏风通过回风井巷排出地面(见矿井通风、矿内空气、矿井热害)。井下各工作地点所需的电力、压气动力、防尘等安全措施及用水,分别以专用管线,从地面变电站、压风机房以及贮水池输送到井下去(见矿山动力供应、矿山供电系统);井下涌水则需在井底设集中水仓、水泵房,通过排水管排到地面(见矿山排水);充填、井下防火等特需的充填材料、泥浆须另设专用的设备和输送系统。露天开采须增设剥离、排土、堆土装备,以及相应容量的排土场;采深不大时,无需通风措施。基础理论 岩石力学 和地压控制理论一起,是指导采煤生产的重要理论基础。随着开采引起的围岩岩体中应力重新分布,使围岩、煤体和各种人工支撑物产生变形、塌落、破坏、地表发生沉降等力学现象,直接影响井下巷道和地表建筑物的稳定与作业安全。19世纪后期,已有人试图运用简单的力学定理,建立各种假说,来解释一些地压现象。20世纪30年代开始了以连续介质力学为理论基础的研究。随后,又开展了视岩体为连续介质各向异性体的研究,50年代后,开展了视岩体为非连续介质的弱面体研究、有限元法研究和极限平衡条件研究等。与此同时,相似材料模拟、光弹性模拟、数学模拟等各种研究方法和声、光、电学仪器设备等实验手段也获得了显著进展(见地压观测)。这些研究工作为更好地解决工作面支架设计、巷道维护、三下采煤以及具有冲击地压、煤、岩与瓦斯突出危险煤层的开采等各种实际问题,提供了理论基础。
系统工程学 在煤矿开采应用方面的研究也取得显著进展。首先在露天开采中应用,目前已扩展到地下开采,但都还处于初期阶段。煤炭生产是个复杂的大系统,它是由采煤、掘进、运输、提升、通风、排水、动力供应、地面生产系统等许多生产环节组成的,各环节间具有独立性,在工艺技术上、材料上、动力上、信息上又具有相关性,在整体上互相依存又互相制约。运用运筹学、电子计算机等工具,对大系统的要素、组织结构、信息交换和反馈控制等进行分析研究,达到最优设计、最优控制和最优管理的目标,保证产量或成本费用最低,技术经济指标最好(见计算机在采矿工业中的应用)。
矿山地压及其控制,系统工程在采煤中的应用,以及其他有关学科理论研究上的进展,已促使煤矿设计、生产管理更好地和现代科学技术相结合,采煤学科的内容和体系进入了大幅度更新期。术发展地下采煤 生产的发展,推动了采煤技术的进步,18世纪以来,地下采煤技术经历过两个发展阶段:
①第一个发展阶段 18世纪肇始于英国,使采煤从手工生产过渡到单一生产工序的机械化生产。首先以蒸汽为动力的提升绞车、水泵、扇风机,取代了辘轳提升、水斗戽水和自然通风。20世纪初到40年代后期,陆续出现了风镐、电钻、 凿岩机、 链板输送机、气动装岩机、电动装载机、带式输送机、自动卸载矿车等采掘设备和大功率的电动绞车、水泵、扇风机等技术装备,但采掘工作面仍以使用电钻的爆破落煤技术和凿岩机为主。中国自1875年起,相继建立了基隆、开平两个煤矿,实现了矿井提升、矿井通风、排水等几个主要辅助生产工序的机械化作业,这是中国近代采煤工业的开始。
②第二个发展阶段 采掘工作面从单一生产工序的机械化,发展为全部工序的综合机械化。20世纪40年代后期至50年代,英国、苏联分别研制出用于地下长壁工作面的联合采煤机,可同时完成落煤、装煤两道繁重工序的作业。与摩擦式或液压式单体支柱,以及稍后研制出的可弯曲输送机一起,构成了配套的普通机械化采煤设备(即普通采煤机组)。至60年代初,液压自移支架取代了单体支柱,构成了综合采煤机组,从而使工作面生产的采煤、装煤、运煤、支护、采空区处理等所有工序,实现了连续、协调一致的综合机械化。到1982年,采煤综合机械化程度:联邦德国为98%,英国为92%,苏联为67%,波兰为77.8%。
矿井生产的日趋集中,生产规模的日益扩大,推动了矿井运输、矿井提升等环节的进一步技术改造。一些装备正朝着大型、强力、高速的方向发展。已出现了2000吨/时的钢芯强力带式输送机,35吨的提升罐笼,有效载重达50吨的箕斗,以及每秒供风量为300米3的扇风机等。 在地下采煤方法方面,世界上大多数产煤国家采用长壁工作面采煤法(见壁式采煤法)。美国由于煤层平缓,顶板坚硬,适宜用连续采煤机开采,主要用工作面短的房柱法采煤(见柱式采煤法),效率高,但煤炭损失多。
露天采煤 19世纪70年代,出现了勺斗容积为3~4米3的动力铲和以铁道或汽车配合使用的采、装、运设备,20世纪30年代,在软岩露天矿发展了能力大、效率高的连续开采新工艺,50年代得到推广。60年代以来,露天采煤规模、技术装备发展迅速,各种工艺方式都已形成配套的设备组合和系列,单机设备能力不断提高,并陆续出现了容量更大、生产能力更高的超重型装备:斗容137米3、卸载半径近100米的机械铲斗容168米3、卸载半径为180米,并已用电子计算机监控的吊斗铲日产20余万米3的轮斗铲载重达200~350吨系列的自翻车和自卸汽车;以及带宽3.6米,最长作业线98.65公里,最大生产能力每小时达48000米3的带式输送机等。系统工程和电子计算技术开始用于露天矿的单机控制、系统监控、全矿以至全公司的组织管理,使全世界露天采煤占全部煤产量的百分比,由60年代的30%提高到1980年的40%,苏联为32.6%,美国达55.3%,中国也正在大力发展露天采煤。
1.煤通过煤矿石冶炼即可获得,煤矿石在游戏中较为常见,可以分布在任意高度,一般使用“镐”采集。
2.准备好木镐或者石镐,即可开挖。
3.途径一:挖掘铁矿石顺带
在挖掘铁矿石或者其他矿石的路上一定会碰到一些煤矿石,顺着显露的逐步挖开。
4.途径二:随便走走
煤矿石覆盖极广,不仅在底下,在高山上也特别容易找到煤矿石,因而准备把镐出去溜达溜达就能收获不少。
5.途径三:天然矿洞
有幸发现天然矿洞,进去瞧瞧必将有所收获。(非和平模式下注意安全)
“女床之山,其阳多赤铜,其阴多石涅”。意思是女床山这个地方,向阳的南坡上有红色的铜,背阴的北坡遍布着石涅。在古代,石涅的意思是可以做黑色染料的石头,可见在《山海经》的时代,煤的价值还没有被发现,被看作是普通的黑色石块。那个时候的煤,仅仅被用来做石雕材料。
到了西汉时期,人们发现这种黑色石头可以燃烧,而且火力旺盛,燃烧时间持久,比干草、木材好用得多,于是开始大规模地开采来做燃料。
司马迁的《史记·外戚世家》记载:窦皇后的弟弟窦广国年轻时给人进山挖煤,遇到山体滑坡,矿工死伤一百多人,只有他侥幸逃脱。可见这时候的煤炭开采已经颇具规模了。河南巩县铁生沟西汉冶铁遗址是迄今发现的最早的用煤遗址,这里出土了大量的煤块和煤饼,煤显然已经成为冶炼行业中的主要燃料。西汉时期的采煤工艺比较简单,基本是露天开采,挖采出来的煤质量不是很高。
魏晋时期,地下采煤工艺开始出现。曹魏时期,魏国武安城的煤井深八丈,这在当时已经是相当的深度。《晋书》记载,后赵皇帝石虎年轻时盗掘古墓,发现了一个废弃的煤井,里面有支撑坑道的顶板,还有大量坑道水。
可见地下作业、坑道开采已经是那时采煤的主要方式。一些地方志记录了当时采煤的艰辛,工人挖好井穴,举着火把裸身而入,井穴幽深而狭窄,只能像蛇一样在里面爬行,采到煤后,再像老鼠一样背煤出来。这种采煤方式很不安全,工人的生命安全得不到保障。
总结:宋元时期,古人改进了采煤方式,出现了很多先进的开采技术。
首先采用了井巷分层采煤法,工人们在矿井中布设井巷,将煤炭运输、煤炭开采、人员进入分成不同区域,使复杂的开采工作有条不紊。人们又在巷道内架设梯形支架,使崎岖不平的地底成为较平缓的工作面,这一方法大大提高了采煤效率,也为采煤工提供了安全保障。
1959年,在河南鹤壁发现的宋代采煤遗址矿井中,考古学家还发现了排水井,由此也能看到当时地下采煤系统的完善。明代时,人们在地下矿井引入了通风系统。
宋应星的《天工开物》中有这样一幅图画:人们在下井采矿之前,先把一根中空的粗竹竿削尖,插入井下的煤层,将有毒的瓦斯引出井外。这些技术采用既是对工人人身安全的保障,也保证了生产的顺利进行。到了清代,采煤的流程更加科学和合理,井巷、通风、排水系统的布设都有了成熟的方法。虽然这时候仍旧是手工作业,但在当时,我国的煤矿开采技术仍能称得上世界较为先进的采煤工艺。
1、先到工商部门核名,
2、到国土资源局办开采证,
3、到安全管理局进行审批。
4、到环保局进行测评。
5、到工商部门办理营业执照。
6、到税务部门办理税务登记证。以上就是废弃煤矿井下物质要办理什么手续的步骤。
在煤矿建设和生产过程中,各种类型的水源水会通过不同的途径进入巷道和工作面, 为了保证采矿安全,防止水害发生,需将矿井涌水排出。据不完全统计,在采煤过程中, 2004 年全国煤矿矿井水排放约30 亿m³,平均每吨煤涌水量约为2m³。资源化利用率仅占22%左右。
瓦斯抽放与矿井通风
在煤炭开采前和开采中抽放瓦斯气, 是保证煤矿安全的重要措施。但将抽放的瓦斯排入大气,会产生强烈的温室效应,瓦斯中所含甲烷的温室效应比二氧化碳大20 倍。另外煤矿在生产过程中, 井下巷道每秒钟都需要数十万乃至数百万立方米的空气,它们主要是通过矿井通风来完成, 矿井通风同样含有瓦斯,并且还有大量粉尘。据近几年有关评价估算, 全国煤层瓦斯资源量为3×106 。2002 年中国重点煤矿煤层瓦斯产生量为9773.37,其中利用瓦斯量为517.49 ,利用率5%左右。
开采造成的生态破坏
传统煤炭开采忽略其它共生、伴生矿物的开采、加工、利用, 造成了资源的浪费。中国煤系共生、伴生20 多种矿产,绝大多数没有利用, 另外矿物的随意存放丢弃还会造成环境污染,破坏生态环境。
煤炭开采破坏了地壳内部原有的力学平衡状态。引起地表塌陷, 原有生态系统受到破坏。这种破坏使原有土地收益的减少或丧失,同时也造成地表水利设施的破坏和生态环境恶化。每年因开采引起的地表塌陷面积已达40万hm2,且平均每年以1.5 万hm2 的速度增加。