試論煤礦采掘中的采礦工藝及采礦方法

任建華

摘要：在我國(guó)社會(huì)發(fā)展中，煤炭作為重要的能源類型之一，通過(guò)大量的開(kāi)采來(lái)維持著鋼鐵、電力等行業(yè)的需求，對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。而在采掘煤炭的過(guò)程中，開(kāi)采工藝以及方法是保障煤礦開(kāi)采質(zhì)量的重要措施。文章圍繞煤礦采掘中的采礦工藝，分析了使用煤礦采礦新技術(shù)的必要性以及我國(guó)煤礦采掘中的新技術(shù)。

關(guān)鍵詞：煤礦采掘；采礦工藝；采礦方法；煤炭資源；開(kāi)采質(zhì)量 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD82 文章編號(hào)：1009-2374（2017）04-0150-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.076

近年來(lái)，不斷發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)使人們對(duì)煤礦資源有著越來(lái)越大的需求，所以煤礦采掘中科學(xué)有效的采礦工藝和方法能夠使煤礦資源的生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高，使生產(chǎn)質(zhì)量得到保障。不過(guò)從現(xiàn)如今的煤礦采掘狀況能夠看出，較多問(wèn)題存在于采礦工藝的運(yùn)用過(guò)程中，對(duì)煤礦開(kāi)采的安全性和效率性造成嚴(yán)重影響，甚至對(duì)我國(guó)煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成一定阻礙。

1 煤礦采掘中的采礦工藝

現(xiàn)如今，在我國(guó)煤炭采掘過(guò)程中，較多的開(kāi)采方法得到應(yīng)用，其中有三種是較為常見(jiàn)的開(kāi)采方法：一是露天開(kāi)采；二是井下開(kāi)采；三是極傾斜煤層開(kāi)采。由于開(kāi)采方法的不同，其所具有的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和效果也不盡相同，所以在生產(chǎn)過(guò)程中要合理地選擇和使用采煤方法。

1.1 露天開(kāi)采

在煤礦采掘過(guò)程中，露天開(kāi)采是較為常見(jiàn)的一種開(kāi)采方法。所謂的露天開(kāi)采，主要是指在施工過(guò)程中，按照水平層級(jí)劃分井田，隨后對(duì)煤礦資源進(jìn)行開(kāi)采時(shí)采用自上而下的開(kāi)采方法。在實(shí)際操作過(guò)程中，職工首先需要松動(dòng)破壞巖層結(jié)構(gòu)，隨后利用相關(guān)設(shè)備大致的劃分巖煤形狀，最后在指定的工作地點(diǎn)通過(guò)運(yùn)輸設(shè)備將煤礦資源運(yùn)送到。一般可以實(shí)現(xiàn)露天開(kāi)采的煤礦通常不受空間限制，具有較大的工作面積、較低的生產(chǎn)成本、較多的應(yīng)用設(shè)備和較多的工作量，相對(duì)的危險(xiǎn)性也就較高，對(duì)職工也有較高的專業(yè)要求。不過(guò)仍然有些不能夠忽視，這種開(kāi)采方法雖然能夠使生產(chǎn)效率有效提高，使生產(chǎn)成本大幅節(jié)約，不過(guò)露天開(kāi)采所帶來(lái)的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)卻相當(dāng)嚴(yán)重，同時(shí)露天開(kāi)采占用的土地面積較多，與我國(guó)可持續(xù)發(fā)展理念有所違背。

1.2 井下開(kāi)采

在煤礦采掘過(guò)程中，井下開(kāi)采也屬于常見(jiàn)的一種采掘技術(shù)，所謂的井下開(kāi)采，主要是指將一定的傾角設(shè)置在煤層中，隨后通過(guò)進(jìn)行煤礦開(kāi)采工作，其作業(yè)過(guò)程要通過(guò)水平開(kāi)采的方式進(jìn)行。井下開(kāi)采需要?jiǎng)澐值V區(qū)區(qū)域，隨后在選擇煤礦開(kāi)采工藝時(shí)要根據(jù)礦區(qū)的實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行，進(jìn)而使煤礦的生產(chǎn)工藝得到適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，最終使煤礦生產(chǎn)的效率和質(zhì)量有效提高?，F(xiàn)如今，我國(guó)存在的井下開(kāi)采有水采和旱采兩種方式，所以煤礦生產(chǎn)部門在選擇方式時(shí)要依據(jù)井下施工環(huán)境的實(shí)際情況進(jìn)行。這種開(kāi)采方法能夠使煤礦生產(chǎn)的成本大幅降低，使施工效率進(jìn)一步提高。不過(guò)在井下開(kāi)采作業(yè)過(guò)程中，施工的安全性是極其重要的問(wèn)題，單位要對(duì)職工的安全意識(shí)加強(qiáng)培養(yǎng)，使井下開(kāi)采的危險(xiǎn)性有效降低，防止出現(xiàn)安全

隱患。

1.3 極傾斜煤層開(kāi)采

所謂的極傾斜煤層開(kāi)采主要是指井下開(kāi)采或露天開(kāi)采時(shí)煤層呈45°以上傾斜角度，在開(kāi)采過(guò)程中較大的操作難度、不穩(wěn)定的支架和較差的安全性。所以，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中要合理地劃分極傾斜煤層的煤區(qū)，所采取的走向長(zhǎng)度要適當(dāng)加大，對(duì)煤礦生產(chǎn)的相關(guān)環(huán)節(jié)和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格控制，進(jìn)而使煤礦采掘的安全性進(jìn)一步提高，確保采掘工作的順利完成。

2 使用煤礦采礦新技術(shù)的必要性

作為一種不可再生資源，煤炭資源常年被深埋在地下，另外還有許多的瓦斯氣體存在于煤炭資源中，因此在煤炭的開(kāi)采過(guò)程中會(huì)有相應(yīng)的安全風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生，而對(duì)于煤企來(lái)說(shuō)，想要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化，就需要通過(guò)切實(shí)有效的技術(shù)促使煤炭資源的利用率得到提升，使資源的浪費(fèi)有效減少。不過(guò)大部分的小型煤企中，都會(huì)存在嚴(yán)重的安全隱患，這些小型煤礦所采取的安全措施也是走形式，對(duì)作業(yè)生產(chǎn)起不到很好的保護(hù)作用，尤其對(duì)一些具有復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造的煤層和較小煤層厚度的區(qū)域生產(chǎn)過(guò)程中，許多不確定性因素存在于生產(chǎn)中，假如通過(guò)以往的方法繼續(xù)進(jìn)行施工，一方面采礦的效率得不到提高，另外采礦的安全性也無(wú)法得到保障。

3 煤礦采掘中的新技術(shù)和新工藝

近年來(lái)，我國(guó)不斷發(fā)展的煤礦行業(yè)使采掘技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的提升和完善。煤礦采掘技術(shù)的提升能夠使煤礦的生產(chǎn)效率不斷提高，使煤炭的質(zhì)量得到保障，能夠使煤礦生產(chǎn)的安全性得到提升，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化，建立核心競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)煤礦行業(yè)的健康可持續(xù)性發(fā)展。

3.1 偽傾斜的柔性掩護(hù)支架采煤法

采煤法工作面區(qū)段的高度主要取決于煤層傾角的大小。偽傾角的柔性掩護(hù)支架采煤法在施工中的應(yīng)用，能夠使工作面傾角得到減緩，使工作面得到延長(zhǎng)，所以它具有較低的巷道部署和生產(chǎn)掘進(jìn)效率。所以通常使用偽傾斜的柔性掩護(hù)支架采煤法對(duì)工作區(qū)間與采空區(qū)進(jìn)行有效分隔，該方法不但能夠使采掘的安全性得到保障，而且能夠使復(fù)雜的頂板工作得到簡(jiǎn)化，使職工的勞動(dòng)強(qiáng)度大幅減輕。

3.2 刨煤機(jī)采煤法

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，刨煤機(jī)采煤法在一定程度上能夠使煤炭的生產(chǎn)效率有效提高。在中等煤層的開(kāi)采中，該技術(shù)具有極大的優(yōu)勢(shì)，它的截面深度已經(jīng)超過(guò)250毫米，在工作面的刨煤機(jī)和輸送機(jī)中，智能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)得到了較為廣泛的應(yīng)用。另外，想要實(shí)現(xiàn)煤礦采掘工作面的自動(dòng)化作業(yè)，必須使智能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有效配合支架控制系統(tǒng)進(jìn)行使用。相比于傳統(tǒng)的滾筒采煤機(jī)而言，刨煤機(jī)具有簡(jiǎn)單的操作流程，僅僅需要通過(guò)無(wú)極繩對(duì)機(jī)體進(jìn)行牽引就可以實(shí)現(xiàn)。刨煤機(jī)導(dǎo)軌的焊接操作還可以在鎧裝工作面上進(jìn)行，使工作面的滑行作業(yè)在割煤工作中實(shí)現(xiàn)。

3.3 炮采放頂煤法

該方法在超過(guò)5米煤層厚度的傾斜以及傾斜煤層的開(kāi)采過(guò)程中應(yīng)用得較為廣泛。炮采放頂煤法主要依靠?jī)蓚€(gè)部分，一部分是頂梁，另一部分是支柱，滑移頂梁上的前梁和后梁連接一般通過(guò)彈簧實(shí)現(xiàn)。有時(shí)的連接也可以通過(guò)導(dǎo)向槽實(shí)現(xiàn)，另外通過(guò)液壓?jiǎn)挝恢鶃?lái)支撐支架支柱。另外通常將尾梁安置在后梁的尾端，將挑梁安置在前梁的額端，這樣能夠使支架的安全性大幅提高，還能夠移動(dòng)和拆卸支架，進(jìn)而使施工的成本有效降低，使支架的適用性進(jìn)一步提高。

3.4 小階段爆破落煤采煤法

該方法在應(yīng)用過(guò)程中，首先需要將煤層分為多個(gè)區(qū)段，另外不需要職工在工作面上，該方法在40°以上開(kāi)采傾角的工作面比較適合使用，同時(shí)該采煤法也適合應(yīng)用于3.5～7.5米之間的煤層厚度。小階段爆破落煤采煤法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中其安全性極其好，而且具有非常高的工作效率，但該方法會(huì)使煤礦回收的效率有所降低，且具有較為復(fù)雜的通風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)造。

4 煤礦采礦工藝和技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向

4.1 更趨于智能化

近年來(lái)，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)已經(jīng)融入到各行各業(yè)和日常生活中，且在發(fā)展中不斷完善，在現(xiàn)代化的煤礦采礦作業(yè)中各種通訊技術(shù)、遙控采礦技術(shù)、GPS定位技術(shù)等新技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，對(duì)煤礦開(kāi)采的智能化發(fā)展起到了促進(jìn)作用，在未來(lái)煤礦生產(chǎn)努力實(shí)現(xiàn)無(wú)人化模式。相比于傳統(tǒng)的采礦技術(shù)而言，現(xiàn)代化采礦技術(shù)具有較低的人工生產(chǎn)成本，能夠使采礦的工作效率大幅提高，使采礦工作的生命安全得到保障，使企業(yè)在一定程度上實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

4.2 更趨于生態(tài)化

現(xiàn)如今，人們對(duì)資源節(jié)約型的經(jīng)濟(jì)越來(lái)越關(guān)注，對(duì)友好型環(huán)境發(fā)展有了新的認(rèn)識(shí)，低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式將會(huì)成為未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主旋律，在煤炭生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)有很多的廢水、廢氣和固體廢棄物產(chǎn)生，嚴(yán)重污染著礦區(qū)周圍的空氣、水以及農(nóng)田等，一定程度上威脅到人們的健康生活和賴以生存的環(huán)境。在未來(lái)的煤礦開(kāi)采過(guò)程中，要使環(huán)境的危害不斷減少，使人們賴以生存的家園得到保護(hù)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在煤礦采掘過(guò)程中，不斷提高采礦工藝與方法能夠促進(jìn)煤礦行業(yè)的健康發(fā)展，所以煤礦企業(yè)在生產(chǎn)時(shí)要對(duì)開(kāi)采環(huán)境的實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮，對(duì)各方面的影響因素進(jìn)行全面分析，通過(guò)對(duì)采礦工藝和設(shè)備的不斷優(yōu)化，從而確保煤礦開(kāi)采方法和技術(shù)的科學(xué)性和合理性，最終使煤礦生產(chǎn)的安全和效率進(jìn)一步提高，推動(dòng)我國(guó)煤礦生產(chǎn)的健康穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：秦遜玉）