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礦井技術改造意味著礦井在技術上有明顯的進步和提高。采掘工作面是礦井生產的主要環節,提高采掘工作的機械化水平,提高采煤工作面的單產和掘進工作面的單進,以及在此基礎上提高礦井生產集中化程度,對礦井生產技術面貌的改變起著主導作用。也是進行其它環節技術改造的基本依據。
1 提高礦井生產的機械化和集中化水平
1)更新工藝裝備,提高采掘機械化水平。提高采掘工作面生產機械化水平,提高采煤工作面單產和掘進工作面單進是礦井生產發展的基礎,是反映礦井生產技術水平的重要標志,因此,是礦井技術改造的中心環節。礦井技術改造中首先應致力于提高采掘工作面生產的機械化水平。在提高采煤工作面機械化水平上有幾個層次,即從炮采到采煤機與單體摩擦支柱組成的機采(普采),采煤機與單體液壓支柱組成的機采(高檔普采),綜合機械化采煤(綜采)。機采或綜采的設備性能又在不斷的改進和提高。礦井技術改造時應力求使之上檔次、上水平,使采煤工作面的單產水平有顯著的提高。在提高掘進工作面機械化水平上也有幾個層次,即從人工鉆孔爆破到采用機械設備鉆孔、機械化裝巖,到使用掘進機綜合機械化掘進。礦井技術改造時應力求提高掘進工作面機械化水平,同時改革巷道支護方式,積極發展錨桿支護新工藝,提高掘進工作面單進水平。
2)提高礦井生產集中化程度,建設高產高效礦井。在提高采掘工作面機械化水平,提高單產、單進的基礎上,力求減少礦井同時生產的采煤工作面數目,提高礦井生產的集中化程度,簡化礦井生產系統。通過礦井技術改造,逐步向著建設高產高效礦井的目標邁進,即力求實現基本上由1—2個采煤工作面生產保證礦井產量的格局。
2 改進采區巷道布置
隨著采煤機械化水平的提高,特別是綜合機械化采煤的發展,為了適應采煤工作面生產的要求,為工作面生產創造有利條件,在礦井技術改造中應特別重視采區巷道布置的改革。近十多年來,由于采煤綜合機械化發展,單產大幅度提高,推進速度加快:所要求的采準巷道斷面加大,掘進機械化的發展:采區運輸設備向著連續化、大運量、長距離發展;以及礦壓觀測及其理論的應用等,促使采區巷道布置改革向著如下一些方面發展。
1)加大工作面和采區尺寸。發展機械化采煤,提高工作面單產的實踐表明,必須適當加大工作面長度,盡可能加大連續推進的長度,減少工作面搬遷的次數。因此,在采區巷道布置中采取了加大工作面長度、減少區段數目,布置對拉工作面,擴大采區走向長度或條帶的傾斜長度,將原定的尺寸較小的采區合并為尺寸大的采區,以及采用不劃分采區的條帶式開采等項措施。
2)跨越式回采與往復式回采。走向長壁開采的采區布置中,由原來的雙翼采區雙向開采,改為跨越上(下)山的單向連續推進開采:改為上下區段往復式開采:在井田一翼范圍內布置若干個上山,跨越多上山連續式開采;以及區段之間采用前進式一后退式轉向開采等。傾斜長壁開采的采區或條帶布置中,采用跨越大巷或跨越石門的連續式開采。這些措施的主要目的是大幅度的增加采煤工作面連續推進長度,減少搬家倒面的次數和工作量,同時可以提高煤炭資源的回收率,減少巷道掘進率。
3)降低采區準備巷道中巖巷所占比重。在工作面單產低、推進速度慢、同采工作面數目多的情況下,為了采區集中生產而廣泛采用的采區巷道聯合布置中,曾設置較多巖石上(下)山和區段巖石集中巷以及區段石門、聯絡斜巷等。巖巷掘進速度慢,運輸環節多,在工作面單產增大、推進速度加快、巷道支護改革維護效果改善之后,需要并有條件減少采區的巖石巷道。采區巷道布置改革中,逐漸取消或減少區段巖石集中巷,盡可能的降低巖巷所占的比重,包括取消區段集中平巷和條帶集中斜巷,兩個區段合用一條區段巖石集中巷等。
4)沿空留巷與沿空掘巷。取消或基本上取消區段巷道之間的保護煤柱,采用沿空留巷或沿空掘巷技術,可以使區段巷道避開礦山壓力高峰區,既有利于巷道維護,又可以使采區巷道掘進率剛氏25%-30%,使采區回采率提高1 0%一15%。既有科學理論依據,又有明顯的技術經濟效果。
5)設置較大容量的采區煤倉。為了調節采區煤流,緩解高峰出煤時間對大巷運輸所增加的負荷,保證采煤工作面生產中不出現或少出現中斷,提高采區生產能力,技術改造中普遍設置較大容量的采區煤倉,以及設置適當容量的區段或工作面煤倉。設有綜采工作面的采區煤倉容量,—般不小于200%同時,在礦井技術改造中還普遍地增設井底緩沖煤倉,或擴大井底煤倉容量。
3 實現合理集中生產
在礦井技術改造中,為了實現礦井的合理集中,提高礦井生產技術水平和技術經濟效果,一些礦井采取了合并集中改造、擴大井田范圍,提高開采強度等措施,取得了良好的效果。
1)生產礦井間的合并集中改造。生產礦井之間的合并,有的是將衰老井并入發展中的礦井,有的是為了合理集中生產、提高經濟效益而進行的生產礦井之間的合并,如片盤斜井群的合并改造,結合礦井新水平開拓延深進行的合并改造等。
2)擴大井田范圍、提高開發強度的礦井技術改造。在生產礦井井田境界之外尚有較為豐富的儲量、煤層開采條件較好的情況下,礦井技術改造時,往往考慮擴大井田范圍,提高開發強度或延長礦井服務年限,提高礦井技術改造投資的經濟效益。使其一直保持著較高的生產技術水平,較大的產量和經濟效益。這些礦井在進行提高采煤機械化、改造生產系統、改革巷道布置等的同時,都采取了擴大井田的措施。其中有的礦井通過技術改造擴大了礦井生產能力,屬于改擴建礦井,有的仍保持原來的礦井設計能力,屬于通過礦井技術改造增加了礦井服務年限,改變了礦井生產技術面貌,提高了企業的經濟效益。
4 通過礦井改擴建擴大生產規模
改擴建是礦井進行技術改造的同時,擴大生產規模,提高礦井設計生產能力,這是礦井技術改造的一種類型。生產礦井進行改擴建,應具備以下條件:
1) 煤層開采條件好,有足夠的探明儲量,改擴建后能夠保持較長的服務年限,或者地處缺煤地區,迫切需要近期就地解決煤炭供應的礦井。
2)生產礦井已經達到設計生產能力,部分生產環節仍有較大的潛力,擴建所需要增加的工程、設備和投資較少。
3)改擴建完成后,礦井能夠很快地達到擴建的生產規模,能夠提高效率、降低成本。
4)改擴建施工過程中,基本上不影口向礦井的正常生產。有條件的生產礦井通過技術改造擴大生產能力,不需要增加大量設備和人員,不必進行大量的井下和地面工程,可以充分利用已有并巷工程設施和機械裝備,能夠節省資金,能夠在較短時間內達到增產目的。—般來說,比新建一個與增長規模相同的礦井有利,改擴建礦井的噸煤投資也可大大減少。