采煤技术升级以提升采煤质量的研究

侯彬璨

摘 要：目前，露天煤矿上的采矿机和煤矿设备在工作中消耗的大量能量都用于在开采工作面中开采煤的过程中。同时，矿山中小部分矿石的增加不仅降低了其生产的利润，而且进一步加剧了环境的负面影响，并降低了矿工的劳动条件。借助煤矿设备的开发，可以对指定的过程采取对策。在使用当前的煤矿设备技术的背景下，开采煤炭这一行为对环境的负面影响越来越大。

关键词：采煤技术;环境污染;煤矿设备

一、概 述

在过去10年中，煤炭开采机械方法的密集发展导致煤炭质量显著下降。据统计，甚至在1975年，国内主要煤炭地区的机械化水平（倾角最大为35度的煤层）仍为73.7%～90.0%;现在其指标已达100%。

目前，地下采煤的主要部分是通过狭窄的取煤机来进行的。只是，随着其功率容量的增长而存在增加提取煤炭的降解的趋势。过度退化的开采煤炭严重影响了煤矿的经济表现，大多数煤矿企业的损失与煤炭质量的不断下降有关。

增加的品种组成要求主要是针对能源清洁煤。这种煤的尺寸与大小过度退化使它们在等级、运输上的分离变得复杂，并导致煤炭销售价格显著下降。

在西部地区，提取的煤炭中有很大一部分达到了炼焦的60%。所有炼焦煤均进行升级操作。小规模的洗煤方法的成本比大级别的煤高4～8倍。

近年来，煤炭产品的质量与开采的煤的灰分含量增加相关，而对其品种组成的关注也较少。随着煤炭提纯量的增加，被压碎的碎块煤炭的增长导致大量不可升级的浪费，其在加工和材料生产中均需要额外的成本。因此，从经济的角度看，减少提取煤的尺寸退化的必要性是不可否认的。

机械化开采中煤炭的过度降解，也会导致大量的粉尘排放。在这种情况下，粉尘排放量就会超标，不仅会使工作复杂化，增加风险并降低生产率，还会对矿工的健康产生危险。因此有必要停止采煤机，采取额外的抑尘措施，使工作流程更加精细化与复杂化，降低采掘工作面的生产率。

有些地区的煤炭公司、化工厂，发电站的高度密集化极大地破坏了环境。采矿机械单位生产率的提高鼓励了新矿山和露天矿的快速发展，不仅增加了空气污染的风险，还增加了水污染的风险。

目前，某些地区向空气中的废气与颗粒物的总排放量平均每年为150万吨，其中煤炭企业为18万吨（占11.7%）。这些悬浮固体污染物，污染了附近的居民区。煤炭生产不仅会造成严重的环境污染问题，也会给周边群众身体健康造成严重威胁，加上我国生态环境改善力度加大，因而采煤破碎必须减少。而生态环境有效改善以及绿色生产的提出，也为了更好促使煤炭企业生产技术创新，因而迫切需要减少煤炭企业技术和经济指标的下降，包括提取煤炭的质量下降，是因煤炭企业现代化科技设备供应不足，现代开采技术应用较少和煤炭生产企业生产下降。所谓科学技术革新，是由复杂的煤矿地质条件决定的。

为了使用质量标准（等级因子）进行比较，计算了完美系数k和细度指标km。这些指示器从磨削的角度独特地表征了切割模式，获得的指数km=0.015-0.02对应于有效的切削工具和方法以及渐进切削方式。因此，当今煤炭工业企业的情况表明，最新的机械科学成果找不到合适的应用。如，为在狭窄的采矿区域内采用现代化的机械设备，一些机械公司开发研究了专门用于煤炭开采的铣刀及螺杆执行器。它们使大型煤種的产量大幅增加了6%～14%。这种铣刀的螺钉应用面积仅占正在开发的煤层的20%～25%，而带有碟刀的螺钉甚至没有脱离原型阶段，尽管它有一些技术规范。限制使用这些螺钉的原因是，使用更昂贵、更不可靠的切屑螺钉所产生的额外成本被视为煤矿的细分市场，只有在对煤炭进行分类和升级后，整个煤矿的经济效益才能提高。

因此，通过提高提取煤的质量并通过实施新技术，改善经济收益。此外，当今俄罗斯现有煤炭价格的不足使精矿和原煤的价格差异很小，从而导致改善煤炭品种构成的经济影响很小。

二、结果与讨论

为确保整个行业中煤炭等级的提高，需要计划和标准化在采矿过程的所有阶段生产的煤炭的品种组成。而进行操作分析，采用品种组成技术，有必要评估采矿过程中每个操作对煤压碎的贡献，尤其是将破坏作为基本操作的贡献。

在过去10年中进行了大量的理论和实验研究，旨在改善狭窄夹持的采煤机的工作机体，揭示螺钉的负载能力与其构造参数和运行状态参数之间的定性和定量依赖性。基于这些，我们提出了许多改进建议。

在以下方面进行了合理选择切割方案和切割器位置的研究：获得优质的煤成分和最少的粉尘排放;有效地处理含岩层和夹杂物的煤层;降低动态载荷在驱动器上。

选择合理的切割方案和将切割器放置在螺杆上的方法，包括用一台仪器进行煤切割过程的基本规律。主要结论是，随着平均切削深度值和切屑横截面的增加，煤的能耗和分解煤的产量均出现双曲线下降。建议在合理的能耗和等级稳定方面选择切削深度与切屑横截面的合理值。

切削工具破坏煤的机理可以解释切削工具对煤粉和脆性岩石的物理性质。它确定了各种尺寸的煤块连续系列的存在，范围从煤破坏产品中的细小（粉尘）级分开始。

决定煤炭种类组成的主要因素包括：煤的可破坏性，破坏方案参数和切割条件，采煤工作面处理方法，工作体设计。

三、结 语

切割过程中过度磨煤不仅会降低其商业价值，而且会产生大量粉尘，这是采煤机工作面高粉尘排放量的起点。高粉尘含量使工作人员的工作复杂化，增加了工伤事故的发生率，降低了采煤工作面的生产率。

分析数据证明，现代采煤机在大量采煤工作面的工作特点是产出的煤品位低，粉尘排放量大。它对于环境友好地利用自然资源非常重要，这将是未来几年的关注重点。

参考文献：

[1]杨凯.煤矿采矿技术相关问题探究[J].当代化工研究，2020（05）：30-31.

[2]郭文兵.建（构）筑物下条带式旺格维利采煤技术研究[J].煤炭科学技术，2013，41（04）：8-12.

（作者单位：山西西山煤电马兰矿）