新技術(shù)對煤礦開采的重要性經(jīng)驗

王 杰 朱潤生

山西大同大學(xué)，山西大同 037003

煤礦開采技術(shù)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展存在直接或間接的影響。但是我國煤礦數(shù)量眾多，規(guī)模不同，各個區(qū)域的開采技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、水平參差不齊，造成一系列的現(xiàn)實性問題，對礦山開采秩序產(chǎn)生不利影響，為提升礦區(qū)生產(chǎn)效率，需要采用開采新技術(shù)確保生產(chǎn)安全，建立完善的開采機制。

1 我國煤炭行業(yè)開采現(xiàn)狀以及新技術(shù)的應(yīng)用意義

1.1 煤炭行業(yè)開采現(xiàn)狀

煤炭作為我國重要的基礎(chǔ)能源，受到國民經(jīng)濟影響，其產(chǎn)量、消費量都呈現(xiàn)快速增長勢頭，在發(fā)展增長過程中，煤炭產(chǎn)業(yè)市場集中度和集約化水平低的問題在逐步凸顯，為改善這種狀況，適應(yīng)未來市場、環(huán)境等方面的發(fā)展需求，我國煤炭生產(chǎn)行業(yè)正處于關(guān)鍵的轉(zhuǎn)型關(guān)鍵期[1]。

當(dāng)前，我國煤炭依舊是主要的能源形式，這主要是我國“富煤、少氣、貧油”的國情特點決定的，在今后的一段時間內(nèi)這種狀況不會有較大改變。我國作為產(chǎn)煤大國的同時也是煤炭消費大國，煤炭工業(yè)是國民經(jīng)濟重要的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，各類規(guī)模的煤礦項目經(jīng)過多年的發(fā)展形成了集勘探、生產(chǎn)、建設(shè)、裝備制造、科研、教育等多種內(nèi)容形式的煤炭工業(yè)體系，為我國改革開放和經(jīng)濟發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。

但是，近年來煤炭產(chǎn)能過剩等問題造成煤炭價格下降，開采成本持續(xù)增加。在“十一五”時期煤炭工業(yè)發(fā)展最快，煤炭工業(yè)發(fā)展理念產(chǎn)生較大變化，市場化改革取得有效突破，相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整獲得較好成績，行業(yè)自主創(chuàng)新能力日漸增強，這些變化都是各類新技術(shù)、新理念、新設(shè)備的應(yīng)用改善了煤礦生產(chǎn)技術(shù)、管理環(huán)境，為煤炭工業(yè)迎來了快速發(fā)展的一個周期。但是，自2012 年以來，煤炭市場供需逆轉(zhuǎn)價格大幅跳水，行業(yè)調(diào)整加劇，亟待各類新型技術(shù)推動煤礦開采行業(yè)繼續(xù)向前發(fā)展。

1.2 新技術(shù)的應(yīng)用意義

1.2.1 利于提升企業(yè)經(jīng)濟效益

企業(yè)經(jīng)濟效益提升不僅可以通過降低生產(chǎn)成本來實現(xiàn)，還能通過提升生產(chǎn)效率來實現(xiàn)。在煤炭行業(yè)，不少開采環(huán)節(jié)是由機械設(shè)備進(jìn)行施工，并且隨著設(shè)備技術(shù)和制造水平的不斷提升，煤礦的生產(chǎn)效率在顯著提升。煤炭企業(yè)及時采用各類新技術(shù)、新設(shè)備進(jìn)行開采生產(chǎn)不僅能提升煤炭產(chǎn)量，還能有效降低人力資源的消耗，而人為因素的減少能進(jìn)一步提升煤礦開采生產(chǎn)體系的安全性[2]。

1.2.2 利于改善企業(yè)管理水平

煤炭生產(chǎn)企業(yè)通過應(yīng)用新技術(shù)、新裝備可及時更新陳舊、落后的采礦設(shè)備，改善日常運營環(huán)境，促使企業(yè)管理水平提升，在煤炭生產(chǎn)企業(yè)采用新技術(shù)的同時，相應(yīng)的設(shè)備、設(shè)施質(zhì)量、性能、安全都有較大的提升，能夠確保煤炭企業(yè)設(shè)備管理標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化，對于設(shè)備的檢修維保工作更容易批量實現(xiàn)。并且企業(yè)若能及早使用新技術(shù)、新設(shè)備，必然會與其他同類企業(yè)拉開差距，促使自身的市場競爭力不斷提升。

1.2.3 利于提高企業(yè)生產(chǎn)安全

從整體的煤礦生產(chǎn)形式來說，我國礦區(qū)分散、規(guī)模不定，所處地域的經(jīng)濟水平不同，造成各地煤礦開采技術(shù)存在顯著差異，企業(yè)生產(chǎn)安全水平也不一樣。但是，縱觀大型煤炭生產(chǎn)企業(yè)集團，其安全事故率相對較低，通過統(tǒng)一、規(guī)范的管理能有效控制安全事故的發(fā)生，當(dāng)前各個煤炭生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)充分認(rèn)識這種規(guī)范化帶來的優(yōu)勢，積極采用新技術(shù)進(jìn)行煤礦開采，通過建立完善的企業(yè)管理體系，使用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行開采，降低生產(chǎn)成本，減少資源浪費，形成適應(yīng)本企業(yè)的高效生產(chǎn)體系[3]。

2 新技術(shù)對煤礦開采的重要性經(jīng)驗分析

2.1 炮采放頂采煤技術(shù)

炮采放頂采煤技術(shù)包括滑移支架放頂采煤技術(shù)、二型鋼梁放頂采煤技術(shù)兩種類型?；浦Ъ芊彭敳擅杭夹g(shù)中的支架由頂梁、支柱組成滑移頂梁，通過頂梁上的彈簧鋼或?qū)虿蹖⑶昂罅哼B接在一起，其優(yōu)勢在于其安全性、便攜性、經(jīng)濟性都很高，可通過自行滑動進(jìn)行操作，便于拆裝，對環(huán)境的要求相對較低，因此，在中小型規(guī)模企業(yè)應(yīng)用較為普遍，能有效節(jié)約企業(yè)成本提升自身經(jīng)濟效益。二型鋼梁放頂采煤技術(shù)利用二型鋼梁和液壓單體柱對放頂煤上作面架設(shè)進(jìn)行支護，采煤、放頂分開進(jìn)行，通過現(xiàn)場放炮使工作面落下，然后再通過人工方式進(jìn)行放煤，這種開采技術(shù)適合在煤層條件不穩(wěn)定或小型且基礎(chǔ)設(shè)施不完善的礦區(qū)進(jìn)行應(yīng)用，這種開采技術(shù)對設(shè)備要求相對較低，操作流程較為規(guī)范，但是流程復(fù)雜性高，對人員素質(zhì)要求較高[4]。

2.2 小階段爆破落煤采煤技術(shù)

將開采區(qū)域的煤體分成多個小型區(qū)段，確保礦區(qū)內(nèi)無人員、設(shè)備、支護設(shè)施后進(jìn)行爆破落煤，這種工作面開采的采煤方式，安全性高、操作簡便、流程較少，擁有較高的開采效率，較為適合地質(zhì)條件好、煤層穩(wěn)定的礦區(qū)，但是其缺陷也不少，其回采性較低，無法進(jìn)行合理的風(fēng)流配置。

2.3 刨煤機采煤技術(shù)

刨煤機開采技術(shù)針對中等或薄煤層進(jìn)行開采，能有效提高煤炭生產(chǎn)效率，其中刨煤機切割速度、效率、深度都較高。當(dāng)前，工作面輸送機和刨煤機都能采用智能系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動，加上支架控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)工作面采煤體系的高度自動化。刨煤機開采系統(tǒng)較為簡單，機體采用無極繩牽引，從工作面端頭沿導(dǎo)軌滑行割煤，不僅降低人力資源的利用，還能獲取較高的經(jīng)濟效益；并且，其中支架的前移活動隨著技術(shù)進(jìn)步也同樣會朝著全自動化、高性能方向發(fā)展，最終實現(xiàn)整個煤炭開采體系的自動化。

2.4 硬頂板或煤層開采技術(shù)

硬頂板技術(shù)是研究淺埋深、低地壓的控制性開采技術(shù)，可以通過巖層定向水力壓裂、傾斜頂板等快速處理技術(shù)實現(xiàn)。通過隨采隨冒，提高頂煤回收利用效率，控制按步距垮落。這種方式能夠確保頂煤快速破碎，還能提高生產(chǎn)安全性，通過硬頂煤控制技術(shù)中的高壓注水壓裂、頂煤深孔爆破處理技術(shù)，能解決頂煤冒放性差、塊度大的問題，屬于綜放開采技術(shù)的配套設(shè)備技術(shù)類型，其研究工作既有利于頂煤破裂、頂板控制，還有利于放頂煤的新型液壓支架。在現(xiàn)場經(jīng)勘察確定后，能部署配套的輸送機，通過下放頂煤開采快速推進(jìn)技術(shù)研究綜放開采回采工藝，優(yōu)化煤炭開采技術(shù)，縮短放煤時間，實現(xiàn)日常生產(chǎn)的高產(chǎn)、高效。

2.5 深層井開采技術(shù)

深層井開采技術(shù)通過控制煤層開采礦壓、防治沖擊地壓、治理瓦斯和熱害、提高深井通風(fēng)、井向布置等措施，對深井圍巖狀態(tài)、應(yīng)力場分布特征進(jìn)行研究，綜合深井場地環(huán)境變化，在深井巷道快速掘進(jìn)過程中，推進(jìn)新型支護技術(shù)和裝備的應(yīng)用，在防治深井沖擊地壓、深井開采熱害過程中采用積極有效的技術(shù)措施進(jìn)行處理[5]。

3 煤礦開采技術(shù)發(fā)展的主要方向

在當(dāng)前科技、經(jīng)濟發(fā)展新形勢下，煤炭開采技術(shù)研究必然面向國內(nèi)外兩個市場和國家經(jīng)濟建設(shè)主戰(zhàn)場。其發(fā)展只有立足于煤炭開采技術(shù)前沿和我國煤炭發(fā)展戰(zhàn)略發(fā)展，做好必要的開采技術(shù)儲備，同時立足于煤炭工業(yè)長期發(fā)展過程中所需的關(guān)鍵技術(shù)的研究，采取措施解決煤炭工業(yè)實際問題，重點從事長期研究開發(fā)和技術(shù)儲備，及時對產(chǎn)業(yè)前沿進(jìn)行跟蹤，通過開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤礦開采技術(shù)、裝備的核心技術(shù)。通過采煤技術(shù)、工藝的變革，完善采礦學(xué)科發(fā)展。通過采煤工藝發(fā)展帶動開采各環(huán)節(jié)的創(chuàng)新。當(dāng)前，現(xiàn)代采煤工藝正在向高產(chǎn)、高效方向發(fā)展，同時對于生產(chǎn)安全性和可靠性關(guān)注度較高，其實現(xiàn)的基本途徑是將現(xiàn)代高新技術(shù)與采煤技術(shù)相結(jié)合，通過研制和使用強力、高效、可靠、耐用、智能化的采礦設(shè)備系統(tǒng)，改進(jìn)和完善采煤工藝在現(xiàn)代采煤工藝發(fā)展中的應(yīng)用成效，同時改進(jìn)多層次、多樣化采煤工藝技術(shù)，通過對實踐經(jīng)驗的科學(xué)總結(jié)，建立適應(yīng)我國煤炭生產(chǎn)行業(yè)系統(tǒng)的采煤工藝?yán)碚摗?/p>

通過開發(fā)煤礦高效集約化生產(chǎn)技術(shù)，來建設(shè)生產(chǎn)高度集中、可靠性高的礦山開采技術(shù)；開發(fā)“淺埋深、硬頂板、硬煤層”的高產(chǎn)、高效現(xiàn)代化開采成套技術(shù)類型，重點解決技術(shù)難題，開發(fā)適宜采煤工作面的總體配套技術(shù)和高效開采技術(shù)。

4 結(jié)語

煤礦開采技術(shù)創(chuàng)新力度會隨著當(dāng)前科技水平發(fā)展而不斷加大，同時各個區(qū)域的煤礦發(fā)展需求對其應(yīng)用產(chǎn)生直接影響。煤礦開采企業(yè)在生產(chǎn)過程中，對于新技術(shù)的大力應(yīng)用在順應(yīng)社會發(fā)展趨勢的同時能有效節(jié)約成本，提升企業(yè)生產(chǎn)效率，占據(jù)有利的市場競爭地位。利用新技術(shù)的優(yōu)勢，對煤礦開采工作進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，確保生產(chǎn)活動安全、高效，促使煤炭開采技術(shù)對解決煤炭工業(yè)實際問題起到應(yīng)有作用，有效提升企業(yè)經(jīng)濟和社會效益。

[1] 徐寧. 煤礦新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 山西能源學(xué)院學(xué)報，2017，30（2）：1-3.

[2] 常韡. 采礦新技術(shù)對煤礦開采的重要性探討[J]. 城市建設(shè)理論研究（ 電子版），2017（ 1）：168-169.

[3] 宋守亞，孫博，連全東. 采礦新技術(shù)對煤礦開采的重要性研究[J]. 內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2015（ 6）：9，17.

[4] 李世棟. 關(guān)于煤礦工程采礦新技術(shù)的要點初探[J]. 技術(shù)與市場，2014，21（ 9）：237.

[5] 張志龍. 關(guān)于加強煤礦技術(shù)管理的重要性及開采新技術(shù)的應(yīng)用分析[J].黑龍江科學(xué)，2013（ 12）：111.