我國煤礦開采技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢探究

王慶林

[摘 要]煤炭是我國能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分之一，也是影響國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，煤礦開采技術(shù)的進(jìn)步和完善始終是相關(guān)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。本文闡述了我國煤礦開采技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并介紹當(dāng)前幾種重要的開采技術(shù)，同時(shí)對開采技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望，希望對煤礦行業(yè)的發(fā)展有所啟示。

[關(guān)鍵詞]煤炭；開采技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

中圖分類號(hào)：TH312 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）32-0000-01

引言

我國的煤礦開采是一個(gè)傳統(tǒng)工業(yè)，高科技的含量比較低。但現(xiàn)如今科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，讓我們懂得科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，先進(jìn)的技術(shù)不僅能夠提高生產(chǎn)效率，大大節(jié)省人力、勞力和財(cái)力，讓利潤成倍增長，還能夠有效的避免在煤礦開采中遇到的災(zāi)難。因此，如何將高新技術(shù)與煤礦開采有機(jī)結(jié)合，在激烈的市場競爭中占據(jù)先機(jī)，顯得尤為重要。

1 煤礦開采技術(shù)的現(xiàn)狀分析

1.1 煤炭開采技術(shù)層次的多樣化

由于受經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)形式的影響，我國的煤礦企業(yè)分為鄉(xiāng)鎮(zhèn)、地方國有和國有三個(gè)類別，這三個(gè)類別發(fā)展側(cè)重點(diǎn)各不相同，對于技術(shù)上的投入也不盡相同。再加上我國各地的地質(zhì)差異很大、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平也有所差異，這就導(dǎo)致各地煤礦開采技術(shù)的水平差別較大，有的地方已經(jīng)擁有綜合機(jī)械化的高產(chǎn)高效礦井，有的地方還在采用比較落后的開采方法。目前，我國煤礦開采技術(shù)處于自動(dòng)化、半自動(dòng)化、純手工開采等多種開采技術(shù)并存的局面?？傮w來說，我國煤礦開采技術(shù)還處于半自動(dòng)化、半機(jī)械的階段，生產(chǎn)效率還不算高。

1.2 煤礦開采技術(shù)取得突破性進(jìn)展

科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及極大地推動(dòng)了我國煤礦行業(yè)的發(fā)展。首先從技術(shù)方面來說，近年來很多先進(jìn)的開采技術(shù)不斷涌現(xiàn)，例如堅(jiān)硬頂板技術(shù)、綜合放頂煤技術(shù)以及大型綜合開采技術(shù)等，尤其是“三下”采煤技術(shù)，目前已在很多地區(qū)得到廣泛應(yīng)用；對于技術(shù)裝備而言，也經(jīng)歷了一次大規(guī)模的更新?lián)Q代，電牽引采煤機(jī)、大運(yùn)力帶式長距離輸送機(jī)、鑄焊結(jié)合槽幫鋼刮板輸送機(jī)、配合電液控制技術(shù)的強(qiáng)力液壓支架等眾多的新型裝備也得到了推廣使用。技術(shù)和設(shè)備上的進(jìn)步使得我國煤炭產(chǎn)量逐年遞增，我國已經(jīng)連續(xù)幾年在世界煤炭產(chǎn)量排名中居于首位。

1.3 開始注重生態(tài)環(huán)境的和諧

煤炭資源是目前世界上最普遍的能源，它為人類社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力。但是由于煤炭是傳統(tǒng)型能源，在現(xiàn)有的開采技術(shù)中，普遍存在著環(huán)境破壞和污染問題，尤其是對于煤礦上面地表資源的浪費(fèi)和對地下水資源的污染較為嚴(yán)重。另外，在開采過程中會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，從而產(chǎn)生一定程度的空氣污染。隨著環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展觀念的深入人心，人們正在致力于研究環(huán)保型開采技術(shù)。

2 當(dāng)前幾種主要的煤礦開采技術(shù)

2.1 深礦井開采技術(shù)

深礦井開采是指開采深埋距地面800-1200米之間的煤層。這些深礦井中的煤層原巖應(yīng)力大、礦山壓力劇烈、地溫高，這就給開采工作帶來了極大的難度。因此，應(yīng)用該技術(shù)時(shí)需要注意控制開采煤層的礦壓和沖擊地壓，合理布置井巷、保持深井通風(fēng)，以免出現(xiàn)瓦斯毒氣、熱害等情況。另外，還要充分了解深井圍巖、應(yīng)力場的狀態(tài)和分布特征，關(guān)注深井巷道等作業(yè)場所的環(huán)境變化，根據(jù)實(shí)際情況，選擇合理的輔助技術(shù)來完成開采工作。

2.2 采場圍巖控制技術(shù)

煤炭資源的總量是固定的，隨著人們需求以及開采量的增多，一些位于較好外圍環(huán)境的煤炭資源逐漸被開采，人們不得不去一些急傾斜、地質(zhì)構(gòu)造不穩(wěn)定或地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地質(zhì)煤層、高深采場去開采，這就給開采技術(shù)提出了較高的要求，而采場圍巖控制技術(shù)就能滿足于在這種復(fù)雜環(huán)境下的開采需求，做到安全高效的開采。另外，該項(xiàng)技術(shù)的相關(guān)研究人員還為后續(xù)的采場頂板結(jié)構(gòu)理論、采場頂板運(yùn)動(dòng)參數(shù)、采場支承壓力分布規(guī)律等理論的提出和革新做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。

2.3 “三下一上”礦井采煤技術(shù)

“三下一上”即在建筑、鐵路、各種水體之下；在承壓水體之上，同時(shí)還不會(huì)破壞地面的一項(xiàng)礦井采煤技術(shù)。該技術(shù)在上世紀(jì)的50年代中期就已經(jīng)出現(xiàn)，經(jīng)過幾十年的不斷實(shí)踐與發(fā)展，目前已經(jīng)可以通過計(jì)算機(jī)對可采煤層進(jìn)行建模分析，以此來尋找開采巖層運(yùn)動(dòng)機(jī)地表沉陷的規(guī)律，從而制定出滿足地表、建筑物、地下水資源保護(hù)需要的合理的開采系統(tǒng)和優(yōu)化參數(shù)，在不危害環(huán)境的條件下，來實(shí)現(xiàn)煤礦開采效益的最大化。

2.4 資源綜合利用技術(shù)

該技術(shù)旨在治理煤礦開采造成的環(huán)境污染，主要通過煤礦的水源保護(hù)、充填減沉、瓦斯綜合共采及矸石綜合利用等方式來實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵在于采用優(yōu)化水資源、進(jìn)行土地保護(hù)和資源再利用等技術(shù)，做到綠色開采。

3 煤礦開采技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 智能自動(dòng)化

生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化以及開采設(shè)備的機(jī)械化、自動(dòng)化將是我國煤礦企業(yè)開采技術(shù)不斷發(fā)展的必然趨勢。目前隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對煤炭生產(chǎn)的全過程監(jiān)測，加上國家開始煤炭綜合自動(dòng)化建設(shè)，這對煤礦的安全高效生產(chǎn)又增添了保障。

3.2 高效集約化

現(xiàn)代煤礦開采企業(yè)為了不斷提高開采效率，降低人為安全事故概率，提高經(jīng)濟(jì)效益，要求企業(yè)采用大量先進(jìn)的煤礦開采技術(shù)及相關(guān)設(shè)備，將計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用于煤礦開采生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)綜合采礦機(jī)組的機(jī)電一體化目標(biāo)，進(jìn)而提高整個(gè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化能力。

3.3 高效集約化

運(yùn)用先進(jìn)的制造和研發(fā)技術(shù)、制造采煤機(jī)等煤礦機(jī)電設(shè)備，同時(shí)合理利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化以及機(jī)電一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)綜采機(jī)組的機(jī)電一體化，盡量減少人員操作，甚至做到無人操作。這樣不僅能夠大大減少人力投入，提高生產(chǎn)效率，還能降低人為安全事故發(fā)生的概率。除了要提升采煤裝備的性能之外，對于某些儲(chǔ)量豐富、較厚的煤層，還要采用高效的采煤工藝進(jìn)行開采，才能真正實(shí)現(xiàn)采煤工作的安全、高效生產(chǎn)。

3.4 綠色生態(tài)化

隨著國家開始重視環(huán)境保護(hù)，出臺(tái)可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃等，傳統(tǒng)的高能耗、高污染、高排放企業(yè)，尤其是煤礦企業(yè)將逐步失去發(fā)展空間，為了企業(yè)的長久發(fā)展，就必須研究綠色環(huán)保的開采技術(shù)，保護(hù)地下水源及土質(zhì)。煤炭地下氣化技術(shù)是煤炭資源一種整體性的新型綠色開采工藝，該技術(shù)是通過熱化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生可燃性氣體，加之一些高科技手段的不配合，來控制埋藏在地下深層的煤炭資源的燃燒。這項(xiàng)技術(shù)生產(chǎn)成本比較低，效率又很高，很適合在我國一些地址條件復(fù)雜、劣質(zhì)煤比例高的礦區(qū)。目前該項(xiàng)技術(shù)尚不成熟，但必將是以后大力發(fā)展的對象。

結(jié)束語

煤炭作為我國目前最主要的能源資源，對國計(jì)民生有著重要影響，在當(dāng)前的市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，不僅要關(guān)注煤炭資源的經(jīng)濟(jì)效益，也要關(guān)注其產(chǎn)生的生態(tài)效益和社會(huì)效益。在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，煤礦開采也應(yīng)當(dāng)加速向科技采礦靠攏，逐步淘汰落后的開采設(shè)備，研發(fā)和引進(jìn)新技術(shù)及新設(shè)備。與此同時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步提高對環(huán)境保護(hù)的重視程度，加大對綠色開采技術(shù)投入和研究，總體促進(jìn)煤礦企業(yè)的高效、安全生產(chǎn)。

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