煤礦開采技術的發(fā)展趨勢初探

茹喜貴

【摘要】新時代、新要求，采煤技術的發(fā)展趨勢朝著高效、高產(chǎn)、高安全的方向邁進，從而提高煤炭產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效益，進而推動社會主義經(jīng)濟建設。

【關鍵詞】開采技術；發(fā)展趨勢

1.煤炭開采技術的發(fā)展趨勢

1.1 煤產(chǎn)品朝著多規(guī)格多品種發(fā)展

綜合煤礦開采實踐可以看出煤礦開采設備的發(fā)展方向主要有兩大趨勢：煤礦開采技術向著高能效、耐久性、自動化以及高可靠性等方向發(fā)展。煤礦開采產(chǎn)品主要是向著多種規(guī)格和多個品種方向發(fā)展。

1.2 礦井開采朝著智能自動化化方向發(fā)展

隨著煤礦開采技術的發(fā)展，煤炭開采方法和工藝方法相結合可以有效達到煤炭開采的質(zhì)量以及安全性這個目的。在煤炭開采中采用高效、智能化以及安全性能比較高的開采設備以及監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)高效、高質(zhì)量開采。我國煤礦企業(yè)開采一直都面臨著智能化、自動化升級的局面，只有廣泛的采用機械化、自動化、智能化的設備才能提升我國煤礦開采的技術水平。從當今科技發(fā)展水平來看，實現(xiàn)對煤礦開采的全程自動化監(jiān)測控制已成事實，加之國家的重視及投入，為我國的煤礦開采事業(yè)安全又增加了一層保障。

1.3 礦井開采朝著高效集約化方向發(fā)展

現(xiàn)代煤礦企業(yè)開采為了不斷提高開采效率，降低人為安全事故概率，從而提高經(jīng)濟效益，開采儲量比較豐富的煤田資源，主要采用大量先進的煤礦開采技術及相關設備，通過綜采放頂方法促進煤炭開采工藝的提高。要想實現(xiàn)煤炭企業(yè)礦井的集約化生產(chǎn)，就要不斷引進先進的開采技術實現(xiàn)綜采機組的機械化水平。將計算機廣泛應用于煤礦開采生產(chǎn)中，采用先進的智能設備提高采煤過程的自動化，并不斷追求向少人以及無人化采煤工作技術發(fā)展，實現(xiàn)綜合采礦機組的機電一體化目標，進而提高整個生產(chǎn)過程的自動化能力。

2.煤礦開采技術的發(fā)展方向

綜合分析我國煤炭開采的技術現(xiàn)狀以及開采需求，可以看出我國煤礦開采技術的發(fā)展，更加注重采煤工藝、深井開采、三下采煤以及圍巖控制和矸石排放、小型煤礦技術優(yōu)化與改造等。

2.1 開采工藝的多樣化

煤炭開采工藝一直是煤礦開采的重要內(nèi)容與主題。結合我國煤炭開采實際可以看出現(xiàn)代采煤工藝的主要發(fā)展方向是實現(xiàn)采煤技術和現(xiàn)代高科技術的結合，研造出高效智能采挖設備。創(chuàng)造硬頂板煤礦開采技術、緩傾斜薄式煤層的開采技術、緩傾斜厚式開采技術，有效改進煤礦發(fā)展水平，促進煤礦工藝的提高，提高煤礦開采的科學性以及安全可靠性。

2.2 減少矸石的排放

減少矸石排放是促進煤場高效產(chǎn)煤的重要措施。實行全煤巷布置單一煤層開采的策略，這樣可以在矸石不運出地面的情況下，實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的簡化，同時一并兼顧中采與中掘協(xié)同發(fā)展，促進生產(chǎn)效率的提高，不僅如此，這也將大大縮短工人的工作時間。另一方面，重點研究高產(chǎn)高效礦井，實現(xiàn)巷道布置的系統(tǒng)優(yōu)化，簡化巷道布置，完善各個采區(qū)的工作參數(shù)，對單一煤層進行集中的開拓處理，采取挖掘集中準備、集中回采的技術，降低巖巷掘進率，盡量多的開采煤巷，減少出矸率；與此同時，還要研究矸石在井下直接處理以及其作為充填材料的技術，減少污染的同時又簡化生產(chǎn)系統(tǒng)，提高開采效益。

2.3 采取采場圍巖的控制技術

煤炭開采不可避免地會破壞地表巖層。要依據(jù)煤礦開采地周圍圍巖結構嚴厲的實際情況，有效完善圍巖控制理論。針對急傾斜以及地質(zhì)條件不夠穩(wěn)定的煤炭開采區(qū)，要先分析這個區(qū)域的地質(zhì)煤層條件，隨后確定科學合理的圍巖控制方案。采取科學合理、優(yōu)化高效的巖層控制技術，保證開采活動的安全、高效、低成本、安全可靠，以解析法、數(shù)值法以及實測法以及其他各種方法合理組合的方式，再借助計算機技術，深入研究各種煤層的地質(zhì)和開采條件，并不斷總結圍巖破壞與平衡機理和經(jīng)驗，完善采場圍巖控制技術，達到煤礦開采活動的目標優(yōu)化。

2.4“三下一上”礦井采煤技術

“三下”即建筑、鐵路、各種水體；“一上”為承壓水體之上，與此同時還不會破壞地面的一項礦井采煤技術。這一技術在我國的應用開始于上世紀的50年代中期，當今技術已經(jīng)發(fā)展到可通過計算機對可采煤層進行建模分析，以此來尋找開采巖層運動機地表沉陷的規(guī)律。預測開采“三下一上”礦井采煤所需的相關數(shù)據(jù)及參數(shù)。研究相關開采工藝、設計、裝備等最終實現(xiàn)煤產(chǎn)量、煤礦效益、環(huán)保及煤礦人員安全兼顧的理想結果。

做好數(shù)值模擬以及相似材料的管理工作，詳細研究煤炭開采上覆巖層的運動規(guī)律以及地表沉陷的規(guī)律，有效滿足地表以及地下水資源保護的需要。不斷發(fā)展優(yōu)化沉降理論和相關技術，主要是地表廢料的的填充技術。綜合研究并使用各種填充技術來實現(xiàn)煤場塌陷區(qū)的填充。做好填充技術的科學研究同時做好房屋加固與改造，不斷探討水體開采以及工藝參數(shù)優(yōu)化技術，提出合理的沉陷控制措施，保證土地可以得到良好的復墾，促進礦井水資源優(yōu)化。2.5深礦井開采技術

深礦井開采是指開采深埋距地面800-1200米之間的煤層。深礦井中的煤層歸納起來有五個特點，原巖應力大；巖體塑性大；礦山壓力劇烈；地溫高；礦井瓦斯大。這些特點就對煤層開采的相關技術提出了很高的要求。與之相關的技術包括礦壓控制、瓦斯和熱害治理、圍巖控制、巷道布置、沖擊地壓防治、深井通風等。需要重點攻關的是深井的圍巖狀態(tài)以及煤場的應力場相關分布特征等。密切關注深井工作環(huán)境的變化。促進巷道挖掘以及支護技術水平的提高。不斷促進深井沖擊地壓防治技術以及監(jiān)控技術的提高。優(yōu)化煤炭開采高效產(chǎn)出的配套技術。

2.6 煤場地下氣優(yōu)化

煤場地下氣優(yōu)化技術是目前一種高效安全的采煤方法。它集建井、采煤、氣化、化工為一體，變傳統(tǒng)的物理采煤為化學采煤，是多學科開發(fā)潔凈能源和化工原料的高新技術。它克服了現(xiàn)有礦井采煤的安全問題等弊端，避免了傳統(tǒng)采煤和地面氣化過程中的廢氣、廢水、廢渣等的污染，這種技術具有工期短以及投資少、見效快以及人力成本小等特點。這種技術的原理是將地下煤炭有控制地燃燒，隨后將產(chǎn)生的可燃氣體收集起來。其關鍵技術是實現(xiàn)氣化生產(chǎn)的連續(xù)、穩(wěn)定（煤氣量、煤氣成份、煤氣熱值的穩(wěn)定）和充分就地監(jiān)測、控制.這種技術尤其適合于我國煤炭質(zhì)量比較差的地區(qū)。要繼續(xù)研究長通道、兩個階段以及大斷面等典型的煤場地下氣優(yōu)化技術。

總之，隨著社會的全面協(xié)調(diào)發(fā)展以及新形勢的變化，煤礦開采行業(yè)一定要努力研發(fā)科學高效、環(huán)保安全的開采技術，實現(xiàn)集約化的煤礦開采，煤礦企業(yè)還要及時發(fā)現(xiàn)和處理煤礦開采過程中出現(xiàn)的問題，促進生產(chǎn)的安全開展，提高開采效率，并從多方面研究和構建適應煤礦安全以及實現(xiàn)企業(yè)盈利最大化的發(fā)展模式，尤其是當下煤礦開采日趨朝著高產(chǎn)、高效、高安全的方向轉(zhuǎn)變，改進煤礦開采技術，勢必會對社會經(jīng)濟的發(fā)展起到更強的助推作用，更好的推動煤礦資源的開采與經(jīng)濟社會可持續(xù)性的協(xié)同發(fā)展，提升整體采煤效益。

參考文獻：

[1]李實.新形勢下煤礦開采中的采煤技術分析[J].工業(yè)技術，2014（29）：125.

[2]鄭志勇。煤礦開采技術的發(fā)展趨勢研究[J].科技信息，2013（23）.

[3]李華民，王永剛，初茉.煤化工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及技術發(fā)展趨勢[J].煤炭工程，2009（11）.