煤礦開采工藝工程與技術(shù)展望探討

摘 要：煤炭資源是我國最基本的消耗能源。我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國民日常生活離不開煤炭資源。為了滿足我國生產(chǎn)生活對(duì)煤炭資源的需求，我國煤礦開采技術(shù)進(jìn)行了一定的改革，其機(jī)械化程度逐步的提高。而應(yīng)用煤礦開采技術(shù)的范圍也更加廣泛。但是，煤礦開采工作效率的提高，也引發(fā)了較多的生態(tài)問題。許多的開采工藝和技術(shù)只注重煤礦的開采量，忽視了對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。本文就此闡述了一些常見的煤礦開采技術(shù)和工藝，并對(duì)煤礦開采技術(shù)的前景進(jìn)行了一定的討論。

關(guān)鍵詞：煤礦開采 工藝過程 技術(shù)展望

中圖分類號(hào)：TD824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）05（a）-0088-01

煤礦開采技術(shù)和工藝，是一個(gè)不斷創(chuàng)新和發(fā)展的過程。為了提高煤炭產(chǎn)量，煤礦企業(yè)一直都注重對(duì)采煤工藝和方法的完善。采煤工藝的進(jìn)步，能夠促進(jìn)煤炭開采整體的變革。現(xiàn)代采煤工藝是為了向高效率、安全性和高產(chǎn)量方向發(fā)展。其工藝和技術(shù)將現(xiàn)代高新技術(shù)和采煤技術(shù)相結(jié)合，從而開發(fā)智能化的生產(chǎn)監(jiān)控和采煤設(shè)備系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多樣化、多層次的采煤工藝。我國采煤技術(shù)已經(jīng)走向了成熟的階段，其理論研究和應(yīng)用水平也取得了很大的提高。在不穩(wěn)定、急傾斜的地質(zhì)中，采煤工藝過程也有了較大的范圍空間，其主要方向是提高機(jī)械化水平，并改善作業(yè)的條件。

1 煤礦開采工藝工程

1.1 高效集約化生產(chǎn)技術(shù)

煤礦開采的工藝注重高效集約化，并一直往該方向進(jìn)行技術(shù)改革。為了促使集中化的生產(chǎn)，并提高單個(gè)工作面的產(chǎn)量，研究可靠性的采煤工藝和裝備。開采布置和生產(chǎn)系統(tǒng)注重高效性和簡單性，整個(gè)生產(chǎn)過程的科學(xué)管理和監(jiān)控都要有相應(yīng)的配套開采技術(shù)，并注重煤礦開采的機(jī)械化，改善裝備和工藝條件，擴(kuò)大應(yīng)用的范圍和水平，從而提高機(jī)械化采煤的水平和程度。

1.2 硬頂板控制技術(shù)

煤礦開采中，需研究小地壓、淺埋的硬厚頂板控制技術(shù)。該技術(shù)主要依靠傾斜深孔爆破和巖層的定向水利壓裂來處理，直接頂有了該技術(shù)，便可以隨意的開采，提高煤炭的回收率。而且能將頂煤破碎掉，保證工作面順利的開展安全生產(chǎn)。

1.3 開采薄煤層技術(shù)

目前，我國采煤機(jī)在薄煤層上很難取得很好的開采效果。其主要因素是由于沒有解決機(jī)面高度和主電機(jī)的矛盾。需要研究出一種功率大、體積小的電機(jī)。我國規(guī)定薄層采煤工作面為200～250 m的輸送機(jī)長度，而發(fā)達(dá)國家為300 m以上。在開采薄煤層中，我國研發(fā)了多個(gè)放頂煤液壓支架架型。并且積極的研究薄煤層的高效開采技術(shù)和總體配套技術(shù)。

1.4 綜采設(shè)備保障系統(tǒng)

如果要對(duì)開采煤礦實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，那么就要實(shí)時(shí)的監(jiān)控采運(yùn)設(shè)備和支架圍巖系統(tǒng)，提高開機(jī)的總體效率。煤礦開采工藝工程的研究重點(diǎn)就在于利用電液控制閥系統(tǒng)控制整個(gè)支架圍巖，改善支架的位態(tài)、頂板的狀態(tài)和液壓的信息。全面的監(jiān)控在線或離線采煤機(jī)的溫度和磨屑狀況。以及刮板輸送機(jī)的具體狀態(tài)。

2 主要的煤礦開采技術(shù)

2.1 煤與瓦斯共采技術(shù)

煤與瓦斯共采技術(shù)需要攻克低透氣性和高地壓的技術(shù)問題，并認(rèn)真解決高地壓、地溫以及沖擊地壓的一系列問題。煤與瓦斯共采，一體化解決了沿空留巷的問題，并且該技術(shù)推進(jìn)了煤礦開采技術(shù)取得了新的改革與創(chuàng)新。煤與瓦斯共采技術(shù)充分利用了覆巖層的礦壓，并采取抽采的工藝，準(zhǔn)確把握卸壓煤層的時(shí)間。交替的通風(fēng)降溫和采掘方式的簡化，能夠促進(jìn)煤礦的連續(xù)開采，并且提供了瓦斯治理和抽采的空間。煤與瓦斯共采，既保證了煤礦的安全性，也能夠獲得最大化的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)煤礦開采穩(wěn)步的發(fā)展，走向科學(xué)開采的道路。

2.2 充填開采技術(shù)

充填技術(shù)原本使用的是水砂充填，但由于具有較復(fù)雜的工序，而且實(shí)施中發(fā)現(xiàn)減沉不理想。便選擇了矸石、膏體等新型的充填技術(shù)。新型的充填技術(shù)改變了壓煤和堆存煤矸石的困擾，并且促使煤礦開采呈現(xiàn)環(huán)保生態(tài)化。用矸石、膏體等新型充填技術(shù)，是目前煤礦開采中常見的方法。

2.3 壁式體系采煤技術(shù)

美國等發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)80年代酒開始使用壁式體系，并且取得了很好的成效。單個(gè)的工作面上，礦井工效可達(dá)到100/工左右，煤礦產(chǎn)量大幅度的上升。目前，國際上已經(jīng)廣泛應(yīng)用壁式體系。我國煤層條件復(fù)雜，而且呈現(xiàn)著多樣化，非常應(yīng)用于壁式體系開采。目前，我國主要使用與壁式體系類型不同的長臂式開采。緩斜厚煤層中，主要用分層傾斜的長壁開采技術(shù)。我國目前廣泛使用頂煤技術(shù)開采，分層開采比率逐步降低。

3 煤礦開采工藝工程與技術(shù)展望

3.1 完善采場圍巖控制

需以科學(xué)合理的巖層控制技術(shù)來順利的開展采煤活動(dòng)。注重低成本和高效率，結(jié)合我國多年的研究成果，用解析法、數(shù)值法研究我國各種煤層的開采條件和地質(zhì)情況。并運(yùn)用采礦的平衡機(jī)理和顯現(xiàn)規(guī)律來完善采場的圍巖技術(shù)。目前，直用高壓注水、化學(xué)加固技術(shù)有著較復(fù)雜的工藝條件，而且成本計(jì)較高。應(yīng)需要繼續(xù)研究新材料、技術(shù)加以解決。放頂煤研究圍巖應(yīng)力破碎、力學(xué)模型以及直接頂、頂煤以及基本頂之間的關(guān)系。離散元的辦法研究出頂煤的規(guī)律，并提出了頂煤回收率和放煤優(yōu)化的準(zhǔn)則。

3.2 監(jiān)測(cè)頂板動(dòng)態(tài)和支護(hù)質(zhì)量

緩傾斜中厚長壁的煤層工作面內(nèi)，實(shí)施監(jiān)測(cè)頂板動(dòng)態(tài)，應(yīng)更進(jìn)一步的在破碎頂板、堅(jiān)硬頂板以及急傾斜工作面上開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。目前，我國煤礦開采在該方面還存在著許多的問題，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)的改善，注重發(fā)展智能監(jiān)控，將監(jiān)測(cè)儀表進(jìn)行改進(jìn)，注重對(duì)小型化和直觀化監(jiān)測(cè)儀表的研究。

3.3 煤炭地下氣化技術(shù)

煤炭地下氣化技術(shù)是控制地下煤炭的燃燒，利用熱化學(xué)作用獲得可燃性氣體。該技術(shù)屬于國際首創(chuàng)。由于該技術(shù)用人少、投資少、效率高，非常適合我國高比例劣質(zhì)煤和復(fù)雜的煤礦地質(zhì)區(qū)域。該技術(shù)將開采完的煤礦灰渣充填減沉好，促使煤礦開采過程零排放，減少了固體廢物污染周邊生態(tài)環(huán)境。目前，我國煤炭地下氣化技術(shù)還有待研究，一些方面還存在著不合理。如果技術(shù)得到成熟的應(yīng)用，那么就能夠解決煤礦開采中的污染問題。并且，該技術(shù)可以順利高效率的生產(chǎn)潔凈能源，促進(jìn)我國生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。

4 結(jié)語

煤礦開采技術(shù)和工藝會(huì)隨著科技的進(jìn)步而逐步的進(jìn)行改革和創(chuàng)新。目前，我國煤礦開采技術(shù)和工藝條件基本滿足社會(huì)對(duì)煤礦資源的需求。但煤礦資源的開采效率和環(huán)保節(jié)能，需要緊跟國際化的標(biāo)準(zhǔn)，注重發(fā)展采煤的機(jī)械化水平和更加先進(jìn)的技術(shù)。采礦科學(xué)發(fā)展以完善采煤工藝和方法為主，未來的采煤技術(shù)將會(huì)向信息化、自動(dòng)化方向發(fā)展。將現(xiàn)代高新技術(shù)和采煤技術(shù)相結(jié)合，能夠全面的開采煤礦資源，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。

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