煤礦開(kāi)采技術(shù)與工藝發(fā)展研究

田三寶

（大同煤礦集團(tuán)地煤樹(shù)兒里煤業(yè)有限公司，山西大同 037003）

我國(guó)煤田的成田范圍較其他國(guó)家而言具有不同的特點(diǎn)，煤田的種類繁多、分布范圍大、地形復(fù)雜，其中，不同煤層中的煤田的煤質(zhì)、煤田的性能根據(jù)地質(zhì)特點(diǎn)也是不同的，除了小部分的傾斜煤層、急斜煤層外，還存在大量的緩斜煤層。因此，在對(duì)煤礦進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，首先要事先調(diào)查煤礦、煤層的種類，這對(duì)多類型煤礦的開(kāi)采具有重要的研究意義。煤礦開(kāi)采工作人員，需要對(duì)煤礦開(kāi)采的煤層進(jìn)行全面、仔細(xì)的分析，最大效益地開(kāi)采煤礦資源，讓煤礦資源得到合理利用，提高煤礦行業(yè)開(kāi)采的工作效率。

1 煤礦開(kāi)采技術(shù)、工藝發(fā)展的現(xiàn)狀

在我國(guó)煤礦開(kāi)采過(guò)程中，開(kāi)采技術(shù)的合理利用是煤礦開(kāi)采中最關(guān)鍵的一環(huán)，先進(jìn)的煤礦開(kāi)采技術(shù)能夠提高煤礦開(kāi)采的工作效率。在我國(guó)現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)期，煤礦開(kāi)采也要與時(shí)俱進(jìn)，開(kāi)發(fā)創(chuàng)新型的開(kāi)采技術(shù)來(lái)提高煤礦開(kāi)采的工作效率。傳統(tǒng)的煤礦開(kāi)采技術(shù)已經(jīng)不能滿足時(shí)代的需要，陳舊的開(kāi)采方式阻礙了煤礦開(kāi)采產(chǎn)生高的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)阻礙了我國(guó)煤礦行業(yè)發(fā)展的進(jìn)步，還會(huì)造成一系列的安全隱患。

2 傳統(tǒng)煤礦開(kāi)采技術(shù)的不足

2.1 開(kāi)采效率低下

在我國(guó)，煤礦開(kāi)采還存在一些問(wèn)題，其中，煤礦開(kāi)采效率低下，傳統(tǒng)的開(kāi)采技術(shù)與先進(jìn)的發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定的差距，很容易出現(xiàn)煤礦開(kāi)采安全事故，這些不安全因素一直影響著我國(guó)煤礦行業(yè)發(fā)展的腳步。煤礦開(kāi)采是一項(xiàng)很復(fù)雜的工作，開(kāi)采技術(shù)水平的高低直接影響了煤礦開(kāi)采效率的高低。但我國(guó)大部分的煤礦企業(yè)的采煤方式仍是傳統(tǒng)的效率比較低的開(kāi)采方式，在這種情況下，煤礦的開(kāi)采的煤炭采出率很低，煤礦資源也很容易造成浪費(fèi)，同時(shí)還會(huì)影響煤礦開(kāi)采施工人員的人身安全。

2.2 對(duì)環(huán)境的不利影響

煤礦開(kāi)采會(huì)對(duì)環(huán)境造成一系列的不良影響，它會(huì)污染臨近的環(huán)境、浪費(fèi)地下或地上水資源，在煤礦開(kāi)采的過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生污染氣體，影響人們的正常生活。經(jīng)過(guò)多年的煤礦開(kāi)采，我國(guó)的地下水在急劇減少，同時(shí)破壞的地表植物，間接影響了大氣中污染氣體的凈化，使得污染進(jìn)一步加重，煤礦開(kāi)采過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的CO2氣體，它的大量排放是導(dǎo)致溫室效應(yīng)產(chǎn)生的重要因素之一，對(duì)環(huán)境平衡有著重要的影響。

3 煤礦開(kāi)采技術(shù)與工藝的分析

在對(duì)煤礦煤層進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，必須對(duì)深部的礦井嚴(yán)加監(jiān)測(cè)、管理，防止在煤礦開(kāi)采的過(guò)程中出現(xiàn)對(duì)地壓造成沖擊的情況，同時(shí)要時(shí)刻關(guān)注煤礦中的熱害和瓦斯等問(wèn)題，將煤礦開(kāi)采地區(qū)的井巷布置好、優(yōu)化好。此外，針對(duì)煤礦開(kāi)采的深處勘探、挖掘等工作時(shí)，要做好礦井深處開(kāi)采的管理工作，使用對(duì)軟巖巷道有支護(hù)作用、對(duì)瓦斯有監(jiān)控、防治作用的先進(jìn)煤礦開(kāi)采技術(shù)。在進(jìn)行煤礦開(kāi)采的過(guò)程中，要時(shí)刻注意煤炭礦井的矸石排放量，通過(guò)優(yōu)化礦井的巷道設(shè)置，提高煤礦開(kāi)采行業(yè)的工作效率，可以通過(guò)以下方法提高煤礦開(kāi)采技術(shù)的工作效率。

3.1 做好煤礦開(kāi)采前的勘察工作

在進(jìn)行煤礦開(kāi)采工作之前，首先要對(duì)當(dāng)?shù)孛旱V開(kāi)采的全部情況進(jìn)行實(shí)際考察，并進(jìn)行全面的分析，來(lái)采取優(yōu)化后的具體的施工方案和預(yù)防措施。為了使煤礦開(kāi)采工藝達(dá)到最大化，可以在使用先進(jìn)開(kāi)采技術(shù)的基礎(chǔ)上，使得煤礦開(kāi)采工作的效率得到提升。同時(shí)，在進(jìn)行煤礦開(kāi)采工作時(shí)，要有專門為煤礦開(kāi)采進(jìn)行評(píng)估的專家體系，對(duì)煤礦開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)采方法、煤礦現(xiàn)場(chǎng)布置、開(kāi)采地區(qū)的地質(zhì)條件進(jìn)行協(xié)調(diào)和有效的評(píng)估。此外，煤礦開(kāi)采工作的負(fù)責(zé)人也要多關(guān)注巷道的實(shí)施方案，要根據(jù)具體的施工情況隨時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，不斷進(jìn)步，使得巷道的布置在工作參數(shù)提升方面做出巨大貢獻(xiàn)，提高煤礦施工參數(shù)的準(zhǔn)確性，推動(dòng)了單一煤層中的開(kāi)采和回采工作的集中化施工。開(kāi)采與回采集中一起的開(kāi)采技術(shù)與工藝，大大降低了煤礦開(kāi)采工作中的巖巷掘進(jìn)工作效率，在煤礦開(kāi)采的礦井中是可以直接處理掉矸石的，將其進(jìn)行充分的利用，進(jìn)行合理的填充，控制煤礦開(kāi)采過(guò)程中出矸率，對(duì)煤礦開(kāi)采工作的進(jìn)行具有重要的意義。

3.2 提高煤礦開(kāi)采控巖技術(shù)，掌握好礦山理論的相關(guān)成果

煤礦開(kāi)采工作中的圍巖控制技術(shù)的采取、應(yīng)用與研究，對(duì)開(kāi)礦工作的進(jìn)行具有深遠(yuǎn)的影響，能夠在一定程度上提高煤炭開(kāi)采工作的綜合效益與效率。此外，對(duì)煤礦所在礦山的相關(guān)理論進(jìn)行充分的熟悉、掌握，不但可以讓煤礦開(kāi)采工作順利進(jìn)行，還能夠同時(shí)保證施工人員的安全，提高開(kāi)采工作的穩(wěn)定性，同時(shí)促進(jìn)煤礦圍巖技術(shù)向著更加高效、合理的方向進(jìn)行。煤礦開(kāi)采工作中的相關(guān)技術(shù)存在許多問(wèn)題，尤其是高壓注射技術(shù)和化學(xué)加工技術(shù)，它們大大影響了煤礦開(kāi)采工作的進(jìn)程，煤礦開(kāi)采工作的硬頂板條件及其破碎頂板的條件，在進(jìn)行圍巖控制時(shí)需要深入探討的。煤礦施工團(tuán)隊(duì)可以根據(jù)離散元單位進(jìn)行分析，運(yùn)用這種方法來(lái)應(yīng)對(duì)煤炭開(kāi)采工作，對(duì)煤礦頂煤的放落工作進(jìn)行整合，讓煤礦開(kāi)采的放煤過(guò)程得到有效的優(yōu)化，對(duì)頂煤進(jìn)行充分的回收。

4 煤礦開(kāi)采技術(shù)、工藝的發(fā)展方向

煤礦開(kāi)采技術(shù)和工藝的發(fā)展同時(shí)也帶動(dòng)了煤礦開(kāi)采工作中各環(huán)節(jié)的改革與進(jìn)步，隨著我國(guó)煤炭開(kāi)采技術(shù)水平的提升與煤礦開(kāi)采理論的不斷深入，我國(guó)的煤礦開(kāi)采技術(shù)工藝主要有以下2個(gè)方面的發(fā)展方向。

4.1 壁式體系煤礦開(kāi)采技術(shù)

壁式體系的煤礦開(kāi)采技術(shù)主要有以下優(yōu)點(diǎn)：該體系下，煤礦的單產(chǎn)量高、工作效率高、煤礦的采出率高、體系適用性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在我國(guó)，煤礦儲(chǔ)存的條件多種多樣，相應(yīng)的煤礦開(kāi)采工作因其地理環(huán)境的復(fù)雜性也具有很大的挑戰(zhàn)性，煤礦開(kāi)采的主體主要是發(fā)展以壁式體系為主的各種類型的煤礦開(kāi)采技術(shù)，將其作為重點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)，重點(diǎn)煤礦開(kāi)采的緩斜煤層的儲(chǔ)存量及開(kāi)采產(chǎn)量的占比主要在80%左右，但是綜合采煤程度卻低于50%，壁式體系中的長(zhǎng)壁綜采將是我國(guó)未來(lái)煤礦開(kāi)采行業(yè)努力的方向。此外，我國(guó)煤礦中的緩斜厚煤層含量豐富，從其中開(kāi)采的煤炭含量達(dá)到全國(guó)重點(diǎn)煤礦開(kāi)采的40%以上，這種斜厚煤層的開(kāi)采也是主要采取的長(zhǎng)壁體系的開(kāi)采方式。我國(guó)近些年來(lái)大范圍采用頂煤開(kāi)采技術(shù)，雖然比例稍有下降，但是仍然在我國(guó)煤礦開(kāi)采行業(yè)中占有重要的比例，占據(jù)著主導(dǎo)地位。一般情況下，煤礦開(kāi)采的分層開(kāi)采技術(shù)工藝與裝備和中、厚煤層具有相通的使用性能，它們的使用特點(diǎn)主要有：一是煤礦開(kāi)采中的頂分層的工作需要增加與鋪網(wǎng)工作相關(guān)的技術(shù)設(shè)備；二是煤礦開(kāi)采的中下分層需要在煤礦施網(wǎng)的下方進(jìn)行。雖然緩斜煤層采用綜合采煤方式在我國(guó)的煤礦開(kāi)采工作中得到了長(zhǎng)期的應(yīng)用，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展方向看，壁式體系的煤礦開(kāi)采技術(shù)仍是我國(guó)煤礦開(kāi)采技術(shù)與工藝的發(fā)展方向。

4.2 煤礦開(kāi)采機(jī)器的更新

煤礦開(kāi)采技術(shù)與工藝的發(fā)展還體現(xiàn)在開(kāi)采機(jī)器的創(chuàng)新方面。煤礦開(kāi)采工程的綜采成套設(shè)備的主要設(shè)備之一就是采煤機(jī)、刨煤機(jī)，大功率的、安全性能高的采煤機(jī)、刨煤機(jī)是煤礦開(kāi)采技術(shù)設(shè)備更新的一個(gè)重要方面。開(kāi)采機(jī)器只有擁有較大的電功率才能更好地適應(yīng)復(fù)雜多變的煤礦環(huán)境，機(jī)器的適用范圍才能更好，適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展潮流。當(dāng)前，我國(guó)煤礦開(kāi)采工作的主要設(shè)備就是采煤機(jī)，它發(fā)展的主要限制因素主要有：一是煤礦采煤機(jī)的機(jī)面高度和主電功率之間的矛盾很難進(jìn)行解決，在煤礦中的薄煤層研發(fā)使用電功率大、體積小的機(jī)器是采煤技術(shù)與工藝發(fā)展的重中之重。二是在我國(guó)煤礦開(kāi)采行業(yè)中，薄煤礦的運(yùn)輸機(jī)傳送帶的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度一般為150～200m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國(guó)外傳送機(jī)的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，而國(guó)外傳送機(jī)的傳送長(zhǎng)度一般為250m，長(zhǎng)的甚至達(dá)300m以上，兩者之間的差距很大。但是從改革開(kāi)放開(kāi)始，我國(guó)的煤礦開(kāi)采行業(yè)的技術(shù)、設(shè)備的創(chuàng)新取得了令人矚目的成就，獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，我國(guó)探索、研制了三十多種放置頂煤的液壓支架的架型結(jié)構(gòu)，這些煤礦行業(yè)設(shè)備的基礎(chǔ)研究對(duì)煤礦壓力的顯示作用、頂煤破碎的規(guī)律以及煤礦的放煤規(guī)律的研究起到了重要的引導(dǎo)作用，讓我國(guó)煤礦開(kāi)采行業(yè)在煤礦構(gòu)架的結(jié)構(gòu)、功能、參數(shù)理論的研究方面達(dá)到了國(guó)際的領(lǐng)先水平，促進(jìn)了我國(guó)煤礦開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展。我國(guó)煤礦的儲(chǔ)存量居于世界領(lǐng)先的地位，所以要加快對(duì)煤礦開(kāi)采機(jī)器的研發(fā)工作的進(jìn)度，促進(jìn)我國(guó)煤礦開(kāi)采工作的順利進(jìn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)足發(fā)展，人們的物質(zhì)生活條件越來(lái)越豐富的同時(shí)卻更加注重對(duì)我國(guó)自然資源環(huán)境的保護(hù)工作。所以我們要重視煤礦開(kāi)采行業(yè)技術(shù)與工藝的發(fā)展，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，對(duì)煤礦資源進(jìn)行有效的利用。