現(xiàn)代化采礦工藝技術在采礦工程中的應用探討

董建華

陜西煤礦安全監(jiān)察局榆林監(jiān)察分局

現(xiàn)代化采礦工藝技術在采礦工程中的應用探討

董建華

陜西煤礦安全監(jiān)察局榆林監(jiān)察分局

近年來，隨著改革開放的發(fā)展和進步，我國綜合國力迅猛增強，社會經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提升，極大地推動了各行各業(yè)的蓬勃、有序發(fā)展。在此社會發(fā)展背景下，工業(yè)作為我國的支柱型產(chǎn)業(yè)也有了突飛猛進的發(fā)展，其中，采礦業(yè)作為其重要的組成部分，在科學技術與日俱進的前提下也在蒸蒸日上，采礦工藝技術不斷更新，大大滿足了采礦作業(yè)的需求，在進行采礦作業(yè)過程中，現(xiàn)代化采礦工藝技術得以應用，滿足了市場經(jīng)濟發(fā)展需要。

現(xiàn)代化；采礦工藝；技術；采礦工程；應用

1 、煤礦采礦作業(yè)的特點

采礦作業(yè)具有一定的危險性，為了有效避免事故的發(fā)生，工作人員必須充分了解采礦作業(yè)的主要特點：①礦產(chǎn)資源的固定性，采礦作業(yè)的工作對象為礦產(chǎn)資源，它們是自然界存在的固定礦體，且具備一定的不可再生性，因此，礦址是無法隨意選擇的；②采礦人員的流動性，我國分布著很多中小型礦產(chǎn)企業(yè)，但這些企業(yè)的規(guī)模較小，生產(chǎn)力較低，加之工作環(huán)境惡劣、工人報酬低等因素，采礦工作中難免存在人員流動問題；③礦資的不可再生性，隨著礦產(chǎn)資源的快速開發(fā)，礦資逐漸呈現(xiàn)枯竭趨勢，為了保證礦資的原量供應，就需要進行深層開發(fā)，這不但增加了開采難度還降低了生產(chǎn)效率，甚至造成貧礦的出現(xiàn)；④礦產(chǎn)資源質(zhì)量不穩(wěn)定性，作為一項收益高、風險高的項目，礦產(chǎn)開發(fā)需要投入大量資金，加之其開采周期較長、開采條件復雜等因素，標準化開采簡直遙不可及，極易影響礦資質(zhì)量；⑤開采難度較大，采礦作業(yè)具有很大風險且多數(shù)在井下進行，實現(xiàn)自動化與機械化具備很大難度。

2 、現(xiàn)代化煤礦采礦工藝技術在采礦工程中的應用

發(fā)展和完善煤礦開采的方法和工藝有利于煤礦的運營與發(fā)展，采煤工藝的完善涉及到開采的各個環(huán)節(jié)。目前中國的采煤方法不斷與先進的科學技術相結(jié)合，逐步發(fā)展為具有可靠性、高效性、安全性和智能性的采煤工藝。通過采煤設備和監(jiān)控系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合，不斷完善采煤技術、改進采煤工藝、構(gòu)建采煤系統(tǒng)。

2.1 露天開采技術

露天開采是煤礦開采最常用的方法，這種采礦方法與其它方法相比受環(huán)境限制小，通過由上至下層層遞進來挖掘礦藏，因而成本相對較低、效率相對較高，是一種比較穩(wěn)妥的采礦方法，在一定程度上促進了中國采礦企業(yè)的發(fā)展。露天開采時，專業(yè)人員要對該地的礦井情況進行檢測分析，找好開采位點，然后用專業(yè)設備把煤礦表面的巖石破壞，再用采礦機器將煤炭挖掘出來，最后把開采出來的煤礦通過各種運輸裝置運送到加工地點對其進行進一步處理。但露天開采需要較大的工作面積，且直接排放到空氣中的污染物較多，這與當前倡導的環(huán)境友好型經(jīng)濟模式不符。

2.2 井下開采技術

井下開采對中國采礦企業(yè)的發(fā)展具有一定幫助。相比露天開采，井下開采對環(huán)境的污染程度較輕，并極大提高了生產(chǎn)效率。井下開采煤礦時，需在煤層中開辟一個傾斜的入口，開采人員會將待采礦層進行人為劃分，把它們隔成若干個不同的小區(qū)域，再通過對不同區(qū)域的探測和分析分別確定不同的開采方法，人們通常會根據(jù)自己所在區(qū)域含水量的多少，來決定采用水采或旱采的方法。但井下開采對煤礦回采的利用率較低，且容易發(fā)生安全事故，這就要求施工單位做好安全工作，配備足夠可靠的安全設施。

2.3 極傾斜煤層開采技術

極傾斜煤層開采法較前兩種開采方法使用較少，主要用于對已采過的煤礦進行二次挖掘，實現(xiàn)煤炭開采的充分性與徹底性，對開采人員專業(yè)知識要求更高。開采過程中，在符合企業(yè)開采要求和煤礦開采規(guī)范的前提下，對工作區(qū)域進行科學劃分，采取不同的采礦工藝，充分保障開采人員的安全和開采工作的順利進行。

2.4 小階段爆破開采技術

這種新技術需要對礦體按較小的階段進行劃分層次，根據(jù)每個階段的采煤要求，進行施工設計，通過鑿巖爆破實現(xiàn)煤炭資源的回收。由于采用階段較低，安全性大大提高。但是礦柱損失嚴重，同時回收的煤炭量非常少，因此此種方法一般情況下使用于優(yōu)質(zhì)煤炭資源的回收，或某特定環(huán)境下的煤炭資源。從綜合效益上講，僅適用于部分煤礦。

2.5 刨煤機的利用

這類機械設備主要應用于地表、和淺層煤礦進行挖掘開采。由于具有較強的機械化能力，動力能力強，因此在一定程度上降低了煤礦企業(yè)對于采煤工人的需求，降低了人員操作的事故風險，加上設備運轉(zhuǎn)的連續(xù)性和人工成本的開支，實現(xiàn)了采煤成本的綜合降低，提升了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益。但是，由于作業(yè)環(huán)境高塵高濕等地下作業(yè)面的各類環(huán)境影響，設備的保養(yǎng)和維護頻率要相對較高，同時一旦設備出現(xiàn)大型故障，對工程進度影響也較大。

3 、煤礦采礦工藝技術的改進策略

3.1 完善政策制度

沒有規(guī)矩不成方圓，煤礦企業(yè)的管理與發(fā)展離不開完善的政策制度，企業(yè)管理者不應只看眼前利益，要重視科技創(chuàng)新的應用。當?shù)卣梢酝ㄟ^制定政府補貼等政策鼓勵倡導煤礦企業(yè)技術創(chuàng)新，對于不愿意進行技術創(chuàng)新的企業(yè)，政府也可以制定強制與鼓勵措施，實現(xiàn)獎罰并重，提升企業(yè)對先進工藝技術的認識度。除此之外，國家還應制定完善的工作制度，明確煤礦行業(yè)的工作目標、開采流程，并嚴格劃分管理者的崗位職責，制定各種管理辦法，使工作人員可以有法可依、有章可參，工作中各司其職，避免違法操作，實現(xiàn)采礦技術的規(guī)范化，進而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。

3.2 工藝技術智能生態(tài)化

當前社會是知識經(jīng)濟的時代，各類先進的信息技術被廣泛應用，煤礦行業(yè)也不例外，只有將自動高新的技術手段不斷應用于煤礦開采作業(yè)，才可以真正實現(xiàn)煤礦開采技術的智能化發(fā)展。相較傳統(tǒng)的煤礦開采技術，無人開采將是主要的智能化發(fā)展方向，它不但可以節(jié)約人工成本，還可以確保工人安全，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。除此之外，生態(tài)化也是煤礦開采技術的發(fā)展方向，煤礦開采過程中難免會產(chǎn)生大量的廢氣、廢物，給礦區(qū)周圍的環(huán)境造成了極為嚴重的污染。為此，煤礦開采技術不但要實現(xiàn)智能化，還要在降低污染的基礎上實現(xiàn)生態(tài)化發(fā)展，保護人們的生存環(huán)境。

3.3 建立塌陷預警系統(tǒng)

煤礦開采工作的安全系數(shù)極低，企業(yè)需借鑒全球定位系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢組成先進的地理位置信息主體，建立煤礦塌陷的預警系統(tǒng)。比如，在采礦過程中，企業(yè)可以采用3s技術綜合分析方法，全面監(jiān)控礦區(qū)表面的塌陷區(qū)域，并根據(jù)遙感圖像分析判斷，在分析采礦資料的基礎上建立井下礦區(qū)的滅害管理系統(tǒng)，以保證工作人員監(jiān)測、記錄、管理井下的煤礦數(shù)據(jù)信息，在儲存分析的基礎上實現(xiàn)信息的動態(tài)反饋，從而有效預防煤礦事故，做到安全生產(chǎn)。經(jīng)過長期的技術研究，我國在借鑒國外先進經(jīng)驗的基礎上，己經(jīng)初步形成了一套完善的煤礦開采技術系統(tǒng)，例如，以填充為導向的成套技術，以廢石處理為導向的整套技術資源等。采礦工藝技術的高低，直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟效益，只有不斷開發(fā)研究開采技術，才可以確保煤礦行業(yè)不斷發(fā)展，并取得明顯進步。

3.4 提高采礦人員素質(zhì)

煤礦開采技術的應用，離不開專業(yè)技術人員的支持，影響企業(yè)效益的首要因素便是工作人員的綜合素質(zhì)。由于煤礦開采工作的獨特性，工作人員從事的工作大都繁瑣復雜、重復性高，需要工作人員具備較高的專業(yè)素質(zhì)。因此，煤礦企業(yè)應定期開展各種技術培訓或比武活動，一方面，應傳授采礦人員熟悉使用各種設備，了解采礦中的技術知識，使每一位工作人員對采礦有一個大致的了解；另一方面，還應著重培養(yǎng)工作人員的安全意識與責任意識，注意采礦中的細節(jié)問題，盡力避免意外事故的發(fā)生。

總而言之，現(xiàn)代化采礦工藝技術在采礦工程中具有較大的應用優(yōu)勢，能夠顯著改善工作的安全性，提高開采效率和質(zhì)量，推動礦業(yè)的穩(wěn)定與持續(xù)化發(fā)展。在新的時代背景下，煤礦開采工作應當結(jié)合安全與環(huán)保理念，積極開發(fā)綠色開采技術，在提高礦產(chǎn)開采經(jīng)濟效益的同時，提高采礦帶來的環(huán)境與社會效益，促進我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

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