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新型煤化工技术

新型煤化工技术

新型煤化工技术范文第1篇

【关键词】煤化工;技术发展;新型煤化工技术;能源

煤炭资源是世界上储存量最丰富的能源,同时也是非常重要的化工原料。随着社会经济的飞速发展,社会对它的需求量越来越大,但是其对环境所造成的污染也越发严重,如雾霾等,已经造成人们出行的困难。因此,响应国家对保护环境的号召,及时调整资源结构,发展新型煤化工技术具有十分重大的意义。

1煤化工技术的发展

1.1煤气化

煤炭借助相关的化学试剂在高温加热下产生化学反应将固态的煤炭转化为不同的气体的混合物,例如碳氢化合物、水蒸气和二氧化碳等气化剂都可以与煤炭发生相应的碳反应。另外,煤炭经过热分解后的气态物,例如:烃类、水蒸气和二氧化碳等也能够和热碳发生化学反应。采取不同的气化方法,将煤炭的性质和除了气化的其他外在条件等进行一定的改变,所得到的气体成分也是不尽相同的。依照不同的煤气炉内的不同特点,可以把煤气炉从下到上分为氢化带、还原带、干馏带、干燥带和灰层。在干燥带和干馏带中,煤炭是会回到高温加热,从而放出水分并将水分蒸发掉。剩下的物质就是焦炭在氧化反应中所得到的产物。通过气化后的产物是粗煤气,经过净化加工后,就能到各种化学品。

1.2煤焦化

煤焦化也就是煤干馏,是将煤炭与空气隔离开,再加上强热得外在条件,进行分解的过程。煤化工包含了一次、二次化学加工和深度化化学加工的过程,所产生的产品有气化产品、液化产品、焦化产品以及合成气化工产品、电石乙炔和焦油化工产品等。这些化工产品在与人们生活息息相关的工农业等行业内被广泛的使用,其中许多产品都必不可少的。

1.3煤液化

煤液化是将煤炭中的有机物分解为流质产物的过程,使得可以利用所得到的流质的碳氢化合物取代石油和相关的制品。煤液化涵括了直接液化和间接液化两种技术,具有广阔的发展前景,提高了相关的工艺和技术的水准,将引领新型煤化工和相关产业的重大转变。

直接液化:这项技术在1913年就被德国的科学家发明出来了。在熔剂和高温的作用下,使得气态氢和煤炭进行反应,通过这个反应就提高煤炭的氢含量,最后生产出液体。在1927年,这项技术被科学家改进,将硫化钨和硫化铜作为催化剂时,液化过程被分为了互相加氢和气相加氢两个阶段,并开始建设大型的煤炭直接液化厂,随着科技的进步,目前出现了许多没直接液化的企业。

间接液化:在1923年间接液化的方法问世了,煤炭作为原料,通过气化合成出CO2+H2,并把这种气作为原料,在使用催化剂,合成出液态的烃类。

由于能源危机的影响,世界上的国家都开始重视煤炭直接液化技术的发展,许多科研机构加紧了对其的开发研究,开发出了多种工艺技术,现在最常见的是:供氢溶剂法(EDS)、溶剂精制煤工艺(SRC)、氢煤法(H-Coal)等。

2新兴的煤化工技术

2.1利用煤提炼出甲醇及各种化工产品

现在天然气是生产甲醇的主要材料,但是我国的煤碳储存远远大于天然气和石油的储存量,因此很长时间内是利用煤炭作为生产甲醇的主要原料。甲醇同样也是重要的化工原料,通过羟基化后还可以制取出的是,醋酸、草酸、甲酸以及醋酸酐等多种化工产品。

2.2煤气化技术

煤气化技术所使用的炉子大部分都是鲁奇、壳牌和德士古等炉型,我国都引进过上面所提及的几种炉型并且成功的生产合成化工产品。这种技术采用了多组分的催化剂,经过化学合成,生产出了包含约占40%的甲醇和约占60%异丁醇的混合物,以生产的异丁醇经过脱水处理制取异丁烯,于此同时,所合成气也可以制成甲基叔丁基醚,这种新型的技术就是用煤炭以及天然气作为原料,从而制成高辛烷值的添加剂。

2.3利用煤合成各类烃类物

经过科学奖多年的刻苦研究,我国中科院的相关技术得到了很大的提升,已经领先于世界水平,逐渐实现可把甲醇裂解,从中制取出烯烃的科学技术。制出烯烃的成功率达到了百分之一百,但是其选择性只有百分之八十五到百分之九十,这项技术中还存在着一些得无法解决,从而影响了整个过程中生产出的产品的纯度和产量。因此,还需要花费些时间对这项技术进行改进。例如,利用Pd催化原料,草酸可以由亚硝酸和甲醇反应形成,这项技术提供新的草酸合成技术。还有一些公司把CO和甲醇在乙烷等催化剂的作用下,进行加压产生羟基化反应,最终得到甲酸甲酯(HCOOCH3)。

3 结束语

伴随着世界的发展,经济的进步,人们消耗了大量的能源满足日常的生活需要。煤炭作为世界上储存量最多的化石能源,关系到生活的方方面面,因此,对煤化工技术的研究、提高是必然的。新兴的煤化工技术和产品具有较好的发展前景,同时也可以解决化石产品的无法满足日常需求的问题。由此可见,对煤化工技术的改革已经是迫在眉睫,同时也可以很好的经济效益,使得我国能源匮乏能够得到很好的解决,促进我国建立资源节约型、环境保护型社会。

参考文献:

[1]李秀峰.新型煤化工技术和经济竞争力分析[J].山西化工,2012,32(2):49-51,57

[2]黄云兵.新型煤化工技术进展[J].企业科技与发展,2009,(12):31-33

[3]李哲.煤化工技术的发展与新型煤化工技术探讨[J].科技创新与应用,2013,(21):104-104

新型煤化工技术范文第2篇

关键词:煤化工;煤炭;新型煤化工技术

1煤化工技术的发展

1.1煤化工技术的发展现状

煤化工技术是将煤作为加工原料,利用一些化学手段将煤转化为气体、液体和固体燃料以及其他用于生产生活的化学品的过程。煤化工主要包括煤气化、煤液化、煤干馏等化学加工方法。煤化工的发展历史比较长,早在18世纪后期,全球已经进入煤化工时代,并且在19世纪煤化工技术已经发展完善形成完整成熟的煤化工体系。虽然,在20世纪时,因为石油、天然气的利用削弱了煤炭化工产业的发展速度和规模,但是随着石油、天然气资源的日渐枯竭,煤炭化工产业又逐渐开始复兴。煤炭能源是我国能源结构中重要的组成部分,是确保我国能源安全以及利用的最重要的基础能源之一。所以,煤化工技术在我国的发展比较成熟,同时,在煤化工技术开发研究中,我国也处于比较先进阶段。我国目前仍以煤炭资源为基础能源的能源利用结构不能在短期内改变,因此,更好地发展探索新型煤炭技术是一个急迫而重要的挑战。如今,我国的煤化工产业发展基本处于集约化发展阶段,这样可以保证我国煤炭技术的充分研究利用,并且能够保证资源的合理有效分配,是适合我国发展实际的煤化工发展方式。

1.2煤化工技术

煤化工技术主要是对煤炭资源的再加工生产过程,主要的加工方式有:(1)煤干馏。其实更准确地说是煤焦化,也就是利用煤进行蒸馏加工后生产的焦炭、焦油以及焦炉气等。这些产品一般在化工、医药、农药等产业广泛应用。(2)煤气化。这是生活中比较常见的一种煤化工产品,没有普及天然气的地区,一般都会用煤气作为重要的燃料满足生活中的燃料需求。(3)煤液化。煤液化主要分为直接液化和间接液化。煤液化是将有机质转化为流质产物,利用煤液化产品的碳氢化合物可以代替石油以及石油相关的产品。因此,目前煤液化技术是新型煤化工技术的主要研究发展方向。

2新型煤化工技术的发展现状和发展前景

新型煤化工技术是在煤化工技术的基础上,利用高新技术,获取洁净能源以及产品的新兴技术手段。新型煤化工不仅可以提高煤炭资源的利用率,并且可以使煤化工产品对环境和空气的污染降至最低,新型煤化工技术最重要的研究探索方向是煤化工产品可以代替石油及其相关产品。

2.1我国新型煤化工技术的发展现状

目前我国的新型煤化工产业发展状况比较好,以煤制油、煤制烯烃和煤制天然气为代表的新型煤化工技术已经实现商业化示范运行,并且在重要工艺阶段以及关键技术拥有完整自主知识产权。根据我国煤化工产业的规划来看,我国的煤化工产业主要集中于新疆、内蒙、陕西省区,因此,这三个重要的煤化工产业地区也是我国新型煤化工技术的重点发展区域。

2.2新型煤化工的发展前景

新型煤化工技术的主要优势就是清洁能源以及有效利用煤炭资源。目前我国的新型煤化工产业发展前景较为乐观主要是因为以下几方面原因:(1)资源丰富。我国的石油和天然气储量虽然相对不足,但是煤炭储量较为丰富,可以满足新型煤化工产业的充足的煤炭资源需求。除此之外,我国的水资源也比较丰富,可以适应煤化工产业的耗水需求。(2)交通便利。目前我国的高速公路、铁路组成的陆上运输网较为广阔,可以保证煤化工产品能够快速方便的运输,而且我国还有专门的煤炭运输铁路,可以确保新型煤化工产业的运输需求。

3结语

新型煤化工技术的发展可以有效利用煤炭资源,并且可以代替石油资源,这在很大程度上可以缓解我国石油资源不足的情况,所以,新型煤化工技术的发展极其重要。随着科学技术的提高,对新型煤化工技术也会有所帮助,能够对煤炭资源进行更充分的利用,这需要我国煤化工技术人员的不停探索和创新。

作者:张洁 单位:山东港通工程管理咨询有限公司

参考文献:

新型煤化工技术范文第3篇

【关键词】煤炭技术;综采技术;煤层气开发技术;开采集约化;灾害预警技术

一、发展新疆煤炭技术的重要性分析

环顾当前的煤炭工业实际,煤炭技术的发展与应用彻底使原先落后的煤炭产业面貌发生了改变,提升煤炭技术水平对于煤炭产业现代化,促进煤炭经济稳步发展起到关键性作用,对于煤矿企业安全生产更是至关重要。新疆的煤炭不仅储量多,而且煤炭的品质好,对煤化工的发展非常有利。大量的实践经验表明,利用和挖掘新疆的优势煤炭资源,通过技术创新大力发展煤化工产业是促进新疆乃至全国煤炭开采工业产业向着大型化、集约化发展的重要保证。

从煤品来看,新疆煤化工煤类除了炼焦煤种以外,不黏煤、长焰煤、弱黏煤变质程度相对较低,绝大多数可用作煤化工的原料煤,再化学加工后可以将煤转化为气、液、固等形态燃料和一系列化工产品。

从新疆煤炭产业的发展来看,新疆煤炭开发利用才起步不久,结合煤种、煤质对煤炭资源进行有效转化是煤炭经济发展趋于合理化、开发有序化的需要,大力发展煤炭技术必然可以促使新疆的煤炭资源优势进一步得到显现,成为国家煤炭资源21世纪重要的接替区。

结合当前的实际,我们重点要做的是科学论证、集中高效、统一规划、合理开发、模式创新,同时还要强化基地建设,完善相关的体制、机制,通过技术和管理上的强化,提升新疆煤炭产业竞争力,发挥新疆的煤炭资源更大的作用。

二、新疆煤化工工艺分析

新疆煤化工主要包括:气化、干馏、液化和合成化学品等等,其中干馏又包含炼焦和低温干馏两种。相关统计资料显示,新疆可生产32种基本产品,在基本产品的基础上直接延伸加工58种化工产品,横向结会又可以有22种产品,在重点的化工工艺应注意如下几个问题:

1、炼焦

对于新疆的煤化工生产技术而言,炼焦工艺应用最早,至今依然是新疆煤化工产业中最为重要的组分。同时在原有的基础上有了发展,目前,新疆从单纯的炼焦已经向大型化、综合化发生了转变,炼焦得到的副产品得到了充分的利用。

2、液化

在石油资源越发短缺的背景下,煤的液化技术开景广阔,借助于液化可以生产人造石油及其他很多化学产品,可以用于替代目前的天然石油,该技术的开发与国家战略能源储备及中、远期发展方向相一致。

3、气化

新疆未来的20年发展中,煤的气化技术的重要地位不容忽视,气化技术应用于生产各种气体燃料(如煤制天然气等等),提高了能源的品质和洁净度,在满足人们生活需要,提高生活质量的同时,减少对环境的破坏,符合节能减排的总体规划要求,此外,煤气化得到的合成气又可以作为合成液体、固体等化工产品的生产原料,提高了能源的利用率。

三、新疆新型煤化工工业的特点分析

新疆新型煤化工业主要是以大型煤气化为龙头,生产洁净能源和可替代石油化工的产品,具体的新型煤化工有如下几个特点:

1、产品获得了升级,附加值比较高。

2、新型煤化工业的产品面相对比较宽,涉及到的化学和油品的领域比较广,产品链具有比较强的可延伸性,利于精深加工进一步提升产品的附加值。

3、煤炭工艺采用了高新技术和优化集成工艺,大大提高了新型煤化工的整体经济效益。

4、节能减排。新疆的新型煤化工业从煤种、煤质等特点出发,科学整合,不同品质的煤炭实现了物尽其用,生产效率得到了有效提升,副产品回收利用率高,减少了废弃物的污染和排放,能源的供应结构有了很大程度的改善,人与自然的发展之间更为和谐。

5、经济效益最优化。新型煤化工,不仅仅技术上有创新,建设资源、能源也到了高效的利用,煤产地的资源与价格优势得到了充分地体现,再进一步与其他资源共享和整合,能够有效降低建设的投入,生产和经营成本有效降低,达到提升经济效益的最终目的。

四、从新疆煤炭技术发展谈我国煤炭技术发展保障措施

1、提供地质保障

安全是第一要素,煤炭资源开发必须有安全作为重要保障,因此必须有精细勘探技术与地质灾害探测作为后盾,这也是提高开发效益的必然要求,未来的煤炭资源开发,我们应该着力提升采空区、戈壁等等地质条件下的勘探精度,预测、预报地质灾害,杜绝安全隐患。

2、提升大型矿井的建设水平

从煤炭资源开发战略来看,重心正在西移,西部煤矿生产规模越来越大,从采区的实际来看,斜井多、井筒直径大、地层不稳定等等是大型矿井的特点,为此技术水平上要跟进,必须加快斜井冻结技术、特殊凿井技术的开发、研究的力度,为了矿区的建设水平提升,必须重点研究井筒施工、软岩钻进、粉尘控制、硬岩截割等等技术,还要研究并应用好钻爆法及岩巷全断面掘进设备。

3、提高管理水平

管理能够是促进高效的重要抓手,我们应着力于优先与煤炭技术发展的物联网等信息化技术的研究和整合,切实有效对企业进行管理,保障煤矿企业安全生产,提升企业的经营效益。

4、提高煤炭开采集约化水平

从未来的发展来看,我们应该降低大型煤矿对国外设备的依赖程度。着力于自动控制、防爆柴油机、生产智能监控、新型蓄电池、软启动、保水开采、薄煤层开采等技术的研究,通过这些技术的研究切实提高开采的效率,同时将对生态环境的影响降到最低。

5、提高煤与煤层气开采水平

从我国煤层气赋存条件来看,形势十分复杂,有很大的开发难度,同时抽采效率不高,所以未来的煤炭技术,我国必须从煤层气富集规律、井壁稳定、煤储层保护、煤层气低压集输、分层连续压裂、煤与煤层气协调开发、煤层气高效抽采等方面强化研究,促进煤层气开发与煤炭开采有机结合,协调发展,促进煤层气的产业化进程又好又快的发展。

6、提高灾害防治能力

我国煤炭开采条件近几年在不断变化之中,开采的深度也随之逐渐加大,煤矿动力灾害频频出现。未来我国将针对灾害特征开展制灾机理、煤与瓦斯突出综合防治、灾害信息探测预警、隐蔽火源探测等技术的研究,建立、健全灾害防治体系,预防灾害的发生,同时提高灾害治理水平。

7、提高应急救援能力

未来我国需要加强灾变条件下搜救侦测方面的研究,对救生技术与装备加大研发力度,实现救援方案的快速生成和计算机辅助决策系统,进一步完善适合我国煤炭行业灾害事故情况的标准管理系统。

参考文献

[1]徐建慧.增强自主创新能力 实现科技兴煤[J].中小煤矿,2007,(1).

新型煤化工技术范文第4篇

[关键词]新型;煤化工;发展

中图分类号:TQ042 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)36-0448-01

1.发展新型煤化工意义

1.1 有效替代石油消费、保障石油安全

随着城镇化和工业化的加速推进,我国石油消费快速增长,进口量也随之快速增长,对外依存度由2000年的27%飙升到目前的57%,预计2030年有可能超过80%,以石油安全为核心的能源安全问题日益成为制约经济社会发展的瓶颈。在加强国内石油生产和节约的同时,必须采取有效的石油替代措施,大力发展煤基替代、生物质替代、天然气替代和电力替代。我国有丰富的煤炭资源,发展煤制油和煤化工等新型煤化工、实现煤基替代具有很大的发展潜力,应予高度重视。

1.2 优化煤炭消费结构、保护生态环境

我国煤炭消费分类占比是:发电用煤51%,钢铁行业消费16%,建材行业11%,化工用煤约5%,其他行业及居民生活消费17%。与直接燃烧的传统利用方式相比,新型煤化工有利于减少二氧化硫、氮氧化物、粉尘、有害重金属等污染物的排放,大幅提高煤炭转化效率和产品附加值,更符合煤炭绿色、高效、低碳的利用方向。发展新型煤化工也有利于带动传统煤化工结构调整和优化,低效落后的煤炭利用方式将逐渐淘汰,清洁高效转化的比例将进一步提高。

1.3 推进煤炭资源地转变发展方式、提升发展层次

我国主要产煤地区地处中西部、东北等经济相对落后地区,随着国家西部大开发战略以及支持新疆、内蒙等省区发展一系列政策的深入实施,经济转型和结构调整的力度逐步加大,延伸和丰富煤化工产业链的要求迫切。但是,这些地区除能源与资源产业外,发展其它产业的比较优势不强,需要发展一定规模的现代新型煤化工带动地区经济发展。

1.4 推进新型煤化技术创新、建设煤炭强国

随着新型煤化技术创新力度的加大和示范工程建设的加快,新型煤化工技术进步将不断加快,其工艺流程和方案设计将更加合理,技术经济指标将不断优化,资源环境方面的不利影响将逐步降低,产业竞争力将日益增强,为我国从煤炭大国向煤炭强国奠定了坚实的技术和产业基础。特别是新型煤化工技术的发展,也将带动煤气化技术及生物质能综合利用技术的进步,催生了煤炭气化、煤气净化等新型通用技术,带动了二氧化碳捕获利用、特种装备制造技术的发展。

2.我国新型煤化工发展面临的挑战

我国煤化工发展历史较长,传统煤化工产业规模较大,2010年煤制合成氨、甲醇、电石等产品产量分别为4963万t、1574万t、1462万t,均居世界首位。“十一五”期间,在石油需求快速攀升而产量增长缓慢、油价高企的背景下,以石油替代产品为主要方向的新型煤化工快速发展,建成1套百万吨级煤直接液化装置、3套16万吨级煤间接液化装置、3套大型煤制烯烃装置、1套20万t/a煤制乙二醇装置、一批采用先进气化技术的大型煤制甲醇和甲醇制二甲醚装置,开工建设了4个16亿―40亿m3/a的煤制天然气项目。经过“十一五”的努力,我国煤炭液化、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制天然气等工程取得了阶段性成果,新型煤化工产业有了一个良好的发展开端,并培养了一批具备较强的新型煤化工的企业和科研团队,为新型煤化工产业发展奠定了坚实的人才基础。同时,我国新型煤化工发展也面临着以下挑战和困难。

2.1 传统煤化工产能严重过剩

我国传统煤化工产业长期粗放发展引发的矛盾比较突出。主要表现为传统煤化工产能严重过剩,原料路线不尽合理,初级产品多、深加工产品少,整体技术和装备水平偏低,资源和能源消耗大,环境污染严重,节能减排压力很大。目前,我国甲醇产能过剩50%左右,电石产能过剩30%左右,合成氨产能过剩20%左右。传统煤化工企业小、布局分散,产业集中度低,整体竞争力弱,面临淘汰落后产能、调整产业结构的严峻局面。

2.2 部分地区盲目、无序发展新型煤化工产业

新型煤化工是高技术、高投资、高风险、高回报的战略性新兴产业,在高油价下具有一定的经济优势,成为近年来煤炭、电力、石化等企业新的重点投资领域。新型煤化工项目投资大,对地方经济拉动作用大,所以有部分煤炭生产地不顾本地煤炭资源、水资源、生态环境、技术能力等方面的约束,纷纷规划和开工建设了一批煤化工项目,加剧了局部地区煤炭供需矛盾,也加大了节能减排压力。

2.3 新型煤化工发展更加受制于水资源及生态环境约束

我国煤炭资源主要分布在水资源相对匮乏和生态比较脆弱的西部地区,有些地区已经没有多余的供水空间。新型煤化工项目普遍耗水高,三废排放量大。在较低技术水平条件下过快发展煤化工,将进一步破坏一些地区脆弱的水资源平衡和生态环境平衡,有可能对当地社会稳定和经济发展造成负面影响。

2.4 新型煤化技术经济性亟待提高

大型新型煤化工项目技术复杂,资金投入大,工程建设和生产运行难度较大。一些核心技术初次商业化,工艺流程和技术集成尚需优化,全流程设备选择还需定型,在项目建设和运行管理上没有现成的经验可借鉴,许多工程问题需要通过进一步实践予以解决,项目经济性也需要长周期运行的验证。

2.5 产品标准体系亟待完善

部分新型煤化工产品质量和物化性质与传统石化产品有所区别,需要制定相应的输送、使用标准和规范。目前,醇醚燃料缺乏国家标准及配套法律、法规,在生产、销售和应用方面存在较大的安全隐患,需要加强引导和规范。

3.保障措施与政策建议

3.1 加强行业管理

必须从战略和全局的高度,加快制定国家发展新型煤化工规划及产业政策,进一步加强项目审批管理,严格审批程序,促进新型煤化工产业有序、健康、科学发展。对于不符合产业政策等规定的新型煤化工项目,国家相关管理部门应不批准用地,不得发放贷款,不得通过资本市场融资。

3.2 加强新型煤化工技术攻关

充分发挥已形成的各类新型煤化工技术研发平台的作用,组织企业和研究机构推动新型煤化工领域的科技创新,形成“基础科研、研发平台、重大装备、示范工程”四位一体的科技创新体系。发挥政府引导作用,加大公共财政投入,积极开发世界先进技术,并加快示范、推广和应用。

3.3 出台优惠扶持政策

要研究制定符合新型煤化工特点的土地、环保、财税和金融等方面的优惠政策,支持国家批准建设的新型煤化工发展。要在确保生活用水、农业用水和生态用水的前提下,保障符合国家规定的新煤化工项目的合理用水。

3.4 加强咨询服务能力建设

建议成立国家新型煤化工发展专家咨询委员会,为国家提供重大政策和技术咨询,开展行业信息统计和重大问题研究,协调新型煤化工项目在研发、设计、建设和运营过程中可能出现的问题。

3.5 加强与相关产业的衔接

合理安排新型煤化工项目的建设进度,确保煤炭开发项目与煤化工项目同步建成投产。做好与市场的衔接,同步规划建设煤制天然气、煤炭液化项目的输送通道,鼓励多种主体参与煤制天然气管道建设。

参考文献

新型煤化工技术范文第5篇

[关键词]大型煤矿 综合机械化 开采

中图分类号:TE928 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2014)46-0000-01

1 煤矿综合机械开采技术的引进与发展

综合机械化开采属于当前最为先进的采煤工艺,在采煤工作面全过程中应用机械进行操作,其开采效率较高。随着科学技术的不断发展,我国煤炭工业已经由最初的劳动密集型煤矿开采向综合机械化开采方向发展。在上世纪七十年代,我国引进第一套综合机械化开采设备并应用于大型煤矿开采作业中,其后我国综采设备机械化与自动化水平不断提高。在我国大型煤矿中,多设置大功率综采工作面,应用综采机械,提高煤矿开采效益。当前,在我国大型煤矿中,其综合机械化率超过了95%,实现了良好的煤矿开采效益。

2 综合机械化采煤方法研究

2.1 综合机械化放顶煤采煤法

综合机械化放顶煤采煤法在大型煤矿开采中的应用,表现出巷道掘进率低、综采工作面生产能力强等优势,但这种采煤工艺在上世纪九十年代被很多发达国家淘汰。引起这种现象的主要原因在于,随着煤矿开采强度及深度增加,煤矿顶层煤炭资源逐渐进入枯竭,煤炭开采成本较高,且综合机械化放顶煤采煤法在开采过程中其煤炭资源开采率较低,容易出现支架稳定性差、煤炭自燃发火等问题,对生态环境所产生的负面影响较大。然而在我国,综合机械化放顶煤采煤法应用较为普遍,可以在不同煤矿条件下实现较高的煤炭开采,且综合机械化放顶煤采煤法相对分层综采法,其掘进率较好,在工作面其吨位煤成本较低,相关配套设施及材料成本偏低,应用综合机械化放顶煤采煤法可以降低工作面数量,优化煤矿开采工艺,在稳定性较差的倾斜煤层中适应性较强,综合开采效益较好。

然而在应用中,综合机械化放顶煤采煤法也存在着一定问题,如工作面较大,顶煤从放煤口产生较大粉尘,需要采取喷雾等措施进行防治,该开采工艺采出率偏低,整体煤质偏低,在开采过程中容易出现瓦斯聚集问题,影响开采作业的安全性。

2.2 分层综合机械化采煤法

在我国大型煤矿开采中,分层综合机械化采煤法应用较为广泛,与综合机械化放顶煤采煤法构成我国煤矿开采的主要方式。在实际应用中,我国分层综合机械化采煤技术仍与国家发展水平存在着较大差距,且我国煤层条件较差,在大型煤矿开采中,多采取综合机械化放顶煤采煤法与分层综合机械化采煤法综合方式,提高煤矿综采机械化程度。

2.3 大采高一次采全厚综合机械化采煤法

在实际应用中,我国大采高一次采全厚综合机械化采煤技术发展较为成熟,在厚煤层开采中应用效果较为突出,然而大采高一次采全厚综合机械化采煤法在应用中仍存在着较多问题,如工作面丢三角煤、大采高液压支架稳定性不足、采煤产量偏低等。

2.4 工作面应用综合机械化开采的矿压特征研究

应用综合机械化放顶煤采煤法,其工作面矿压特征主要表现为:工作面直接顶逐层垮落;初次来压与煤层条件存在着紧密关系;其支架阻力较之分层综合机械化采煤法较小;在一定煤层条件下容易出现冒顶事故;工作面来压强度低于分层综合机械化开采。应用分层综合机械化采煤法,其工作面矿压特征表现为:煤矿采场支架静荷载较大,动荷载较小;工作面老顶来压步距减小,其强度逐渐降低;在煤矿开采作业中,工作面开采速度对下沉面产生较大影响;煤层顶板与底板移近量较大。应用大采高一次采全厚综合机械化采煤法,其工作面的矿压特征表现为:随着煤矿开采高度增加,直接顶初次垮落步距则会逐渐降低,工作面来压则会逐渐增加;煤矿采场顶板压力较大;老顶初次来压步距较小,来压持续时间增加,来压强度与影响范围增加。

3 综合机械化开采方法选择原则

综合机械化开采属于现代大型煤矿发展的主要趋势,但在煤矿实际生产中,选择何种采煤工艺应根据实际情况进行判断。

综合分析煤矿地质条件,研究煤层构造及煤质特征,在选择综合机械化开采方法时,应遵循以下原则:采煤工艺的选择由煤矿煤层赋存条件为主要依据,应用与煤矿煤层相适应的采煤工艺,从而提高煤矿工作面生产能力,提高矿井生产集中化、机械化与自动化水平;加强科技研究与创新,不断研究综合机械化开采的新技术、新工艺及新材料,不断提高机械化、自动化与综合化水平;煤矿开采安全是根本,为避免出现安全事故,应加强安全管理,保证采煤方法与安全管理相适应;提高煤矿开采效率,降低资源损失。

4 综合机械化开采未来发展趋势

随着科学技术及综合机械化开采技术的发展,综合机械化开采未来发展趋势主要表现在两个方面:第一,综合机械化开采自动化集中控制。实现综合机械化开采集中控制,应用计算机技术及监控技术,实现监控中心对综合化开采技术的控制,采煤控制技术主要包括以太网技术与自动化程度较高的采掘设备,通过监控中心,对自动化设备指令,实现机械化开采集中控制,进一步提高煤矿开采作业安全性。第二,综合机械化开采现场信息自动化控制。

通过应用高度集成传感器及先进仪器设备,应用控制技术及通信技术等,实现现场信息自动化控制,监控中心服务器实现实时接收现场现场,通过人机界面、数据传输系统、监控系统等,实现对综合机械化设备集中控制与管理,以实现生产的安全性与生产效率。

5 结语

大型煤矿综合机械化属于我国煤矿开采发展的主要趋势,在提高煤炭开采效率,保障开采安全,实现煤矿开采综合效益等方面发挥着重要的现实意义。在概述煤矿综合机械开采技术的引进与发展的基础上,对综合机械化采煤方法、综合机械化开采方法选择原则、综合机械化开采未来发展趋势进行分析。综合机械化开采技术的应用,推动着煤矿开采向大型化、系统化、集约化及自动化方向发展,相信随着科学技术的发展,其自动化水平及机械化水平将会得到进一步发展,综合效益更为明显。

参考文献

[1] 宁宇.我国煤矿综合机械化开采技术现状与思考[J].煤矿开采,2013,18(1):1-4.

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