芻議如何提高煤礦采礦技術(shù)

劉鶴男

摘 要：我國煤炭資源整體上看種類繁多、分布不均，開采難度大。近年來，隨著經(jīng)濟建設(shè)快速發(fā)展，對能源的需求量也不斷增加，能源危機不斷加劇的同時，人們環(huán)保意識也在增強，提高開采技術(shù)、優(yōu)化工藝流程，成為當(dāng)前煤礦采礦企業(yè)最主要的課題。傳統(tǒng)開采技術(shù)已不適應(yīng)煤礦采礦現(xiàn)代發(fā)展需求，安全化、智能化和生態(tài)化的開采才是今后的發(fā)展方向。文章主要就我國煤礦采礦技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進行分析，進一步提出煤礦采礦技術(shù)措施與方法。

關(guān)鍵詞：煤礦；采礦技術(shù)；提高措施

中圖分類號：TD82 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）20-0153-02

Abstract： There are many kinds of coal resources in our country， the distribution is uneven， and the mining is difficult. In recent years， with the rapid development of economic construction， the demand for energy is also increasing， and the energy crisis is becoming more serious. At the same time， people's awareness of environmental protection is also increasing， and the mining technology is being improved and the technological process is being optimized. It has become the most important subject of coal mining enterprises. The traditional mining technology has been unable to meet the needs of the modern development of coal mining， the safe， intelligent and ecological mining is the future direction of development. This paper mainly analyzes the present situation of the application of coal mining technology in China， and further puts forward the technical measures and methods of coal mine mining.

Keywords： coal mine； mining technology； improvement measures

前言

科學(xué)技術(shù)進步，推動了各行各業(yè)發(fā)展。近年，隨著我國社會經(jīng)濟快速增長，科學(xué)技術(shù)因素也提上了日程，要想保證行業(yè)快速增長，則需要與科技融合，煤礦開采也需要有良好的技術(shù)支撐，才能確保開采效果與質(zhì)量，實現(xiàn)能源資源的最優(yōu)化利用。煤礦采礦技術(shù)改進與應(yīng)用，是當(dāng)前煤礦企業(yè)研究的主要課題，對企業(yè)發(fā)展具有非常重大的現(xiàn)實意義。

1 當(dāng)前煤礦采礦技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題分析

1.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

煤炭開采技術(shù)較多，目前來看，最為常用的采礦方式和方法是空場采礦法、崩落采礦法及充填采礦法等，根據(jù)不同的煤層結(jié)構(gòu)選擇不同的開采方法。煤層開采過程中，受地下面積多少、進孔深度等影響，一般會采取空場采礦法，這種采礦方法是當(dāng)前最為重要的、應(yīng)用范圍最廣的采礦方法?？請霾傻V法整體效率高、開采質(zhì)量好，是國內(nèi)應(yīng)用范圍最廣泛的方法，有效提高了采礦速度，降低了強度，確保了開采的工作效率?？請霾傻V法包括多種方式，由全面采礦法、階段礦房法、留礦法與房柱法等幾種具體方法構(gòu)成。充填采礦技術(shù)也是當(dāng)前應(yīng)用較多的技術(shù)形態(tài)，在其發(fā)展過程中，先后經(jīng)歷過廢石干式充填、分級尾砂水力充填、碎石水力充填、混凝土膠結(jié)充填、磨砂膠結(jié)充填、天然砂充填、廢石膠結(jié)充填、全尾砂膠結(jié)充填、赤泥膠結(jié)充填及膏體充填等幾個不同的發(fā)展階段，不同的階段在不同的時期發(fā)揮重要作用，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，充填技術(shù)應(yīng)用類型也不斷增加，特別是新充填技術(shù)的研發(fā)，使這種方法應(yīng)用越來越廣泛。

1.2 存在的問題

傳統(tǒng)煤礦采礦技術(shù)雖然在產(chǎn)能上起到效果，但是在實際應(yīng)用過程中，還存在一些問題，嚴重影響了開采質(zhì)量，浪費了精力。主要存在的問題如下：一是煤礦開采過程中缺乏完善的規(guī)章制度。采礦是一種高危作業(yè)，需要有嚴格明確的規(guī)章制度，通過制度落實，保證生產(chǎn)安全。但是，在實際運行過程中，一些企業(yè)沒有嚴格的規(guī)章制度保證，很容易導(dǎo)致傷亡事故。另外，我國煤礦企業(yè)分布在全國各地，不同規(guī)模、不同等級的煤礦整體差別大，要想通過統(tǒng)一的規(guī)章制度約束，是不可能做到的，宏觀制度不適用于個性企業(yè)，規(guī)章制度上還缺乏可操作性。二是眼前利益影響了未來發(fā)展。一些企業(yè)僅僅看到自身眼前的利益，而沒有把眼光放在長遠發(fā)展上，嚴重阻礙了高新技術(shù)在企業(yè)中的推廣與應(yīng)用，更談不是創(chuàng)新與研發(fā)。礦業(yè)本身回報期較長，如果只看眼前，則沒有持續(xù)的資金支撐，企業(yè)很難走遠。煤礦企業(yè)不愿冒太大風(fēng)險去引進新技術(shù)，更不愿在新技術(shù)研發(fā)上投入過多，導(dǎo)致了采礦行業(yè)技術(shù)發(fā)展步履維艱。三是技術(shù)人員匱乏。煤炭開采是艱苦行業(yè)，專業(yè)技術(shù)人員不愿意來，人才的缺失，難以保證煤礦采礦技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用?？梢哉f，我國的煤礦企業(yè)主要集中在相對較小的城鎮(zhèn)，很難吸引到專業(yè)人員。

2 提高煤礦采礦技術(shù)的措施

2.1 實行頂煤采礦技術(shù)

要全面提高技術(shù)能力，在頂煤采礦技術(shù)上實現(xiàn)新突破，頂煤采礦技術(shù)創(chuàng)新有幾種形式：第一種是利用滑移支架，對頂煤進行開采的創(chuàng)新型技術(shù)。滑移支架是設(shè)備安全運行的根本保障，主要由支柱、頂梁及連接銷軸組成，不同部件有不同的功能，其中頂梁又包括前梁和后梁兩個主體部分，在前梁上配置探梁，保證了開采的質(zhì)量與效果，后梁配置尾梁，保證平衡穩(wěn)定。在對設(shè)備具體操作時，滑移支架要確保安全與可靠，同時，為了保證維護方便，還需要便于拆卸與移動，這樣，就能夠滿足開采需求。第二種方式主要是利用工型鋼梁對頂煤進行開采。這種技術(shù)對應(yīng)用條件有嚴格要求，主要適用于那些環(huán)境多變的煤礦開采。主梁為一梁三柱基本結(jié)構(gòu)，全面提升了操作的安全性。具體操作過程中，工作面實施開采后，可以適當(dāng)把主梁移走，確保設(shè)備的安全，運用技術(shù)時，需要嚴格保證頂幫堅固、棚梁直立和支柱安全，維護生產(chǎn)安全。

2.2 實行柔性掩護支架技術(shù)

柔性掩護支架采礦技術(shù)是應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)形態(tài)，技術(shù)應(yīng)用主要是使用了掩護支架作用，把采空區(qū)與工作區(qū)進行全面的隔離，使頂板工作更加簡單，容易操作，整體安全性更高。應(yīng)用這種采礦方法，需要有一定寬度的工作面，整體工作面較長，同時，還要保證地形符合緩斜的特點，通過技術(shù)應(yīng)用，能夠全面有效降低事故率，保證了采礦人員安全。在實際操作過程中，該采礦技術(shù)最比較適合厚度在6m以下且變化相對緩慢的煤層，只有符合條件才能保證作業(yè)質(zhì)量，工作段高度通常是由煤層的傾角決定的，一般在30m左右的位置，實際運用中，需要根據(jù)煤層賦存情況而定，如果整體質(zhì)量好、構(gòu)造簡單，也可以增大到40m左右，甚至是60m以上的高度，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，保證了作業(yè)質(zhì)量?；夭蛇^程要嚴格控制，在回風(fēng)巷應(yīng)當(dāng)持續(xù)接長支架，而在進風(fēng)巷則相反設(shè)置。工作面至采區(qū)頂時，應(yīng)當(dāng)緩慢將支架改成水平方向，然后再進行回收，保證順序標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。通常，支架掩護結(jié)構(gòu)鋼梁長度控制到3～3.2m，選取鋼梁時，要保證規(guī)格符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，嚴格執(zhí)行支架實際寬度標(biāo)準(zhǔn)，控制好鋼繩半徑，滿足1～15mm，30m范圍內(nèi)的長度要求，而在具體選取時，還要看相關(guān)的參數(shù)寬度。

2.3 采取小階段的爆破技術(shù)

小階段爆破采礦技術(shù)也在應(yīng)用中有大量的實踐，在實際操作過程中，需要嚴格流程，確保規(guī)范，發(fā)揮出技術(shù)優(yōu)勢，提升開采效果。小階段爆破采礦技術(shù)主要是將整個煤層按照不同類型合理劃分，形成多個區(qū)間，通過類型區(qū)間的劃分，形成統(tǒng)一性，通過技術(shù)使用，再對其進行分別開采，這種新型采煤技術(shù)為小階段爆破采礦技術(shù)，在操作過程中，不需要使用大量的人力與設(shè)備，在相關(guān)工作面不需要專業(yè)設(shè)置看護人員，更不需要任何設(shè)備。技術(shù)應(yīng)用主要適用那些采礦層傾斜角度超過40°，且煤層的厚度超過3.5m的特殊煤層，使用過程中，一定要注意瓦斯含量，避免出現(xiàn)含量過高而導(dǎo)致事故的發(fā)生。用這種采煤技術(shù)進行開采，能夠最大化發(fā)揮出優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在操作簡便、安全可靠、質(zhì)量效率高等方面，在現(xiàn)實應(yīng)用中有著廣泛的使用。雖然其自身優(yōu)勢明顯，但在實踐中，也存在一定的問題，主要是通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜、回采率較低，影響了開采品質(zhì)。

2.4 采取刨煤機技術(shù)

煤炭開采機械設(shè)備應(yīng)用越來越多，通過設(shè)備應(yīng)用提升了開采速度與效果，利用刨煤機進行煤礦開采是當(dāng)前最主要的設(shè)備，通過設(shè)備的運用，能夠?qū)χ?、薄煤層進行有效開采，大大提升了采煤效率。刨煤機在正常操作中，其切割速度較快，能夠達到每秒3m，在實際運用過程中，需要對煤層情況進行分析，掌握好煤層實際硬度，這樣才能發(fā)揮出設(shè)備的最大功能，一般情況下，設(shè)備截深能夠達到25cm。通過刨煤機、輸送機的采用，大大提高了開采的速度與效率，使煤炭開采更加智能，實現(xiàn)了技術(shù)上的推動。

3 煤礦采礦技術(shù)未來發(fā)展趨勢

煤炭資源是最主要的能源，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，煤炭淺部資源越來越少，能夠易采資源也在不斷減少，這也給煤炭生產(chǎn)企業(yè)帶來了危機，為了全面提升主體產(chǎn)量，還需要通過技術(shù)創(chuàng)新完成產(chǎn)量升級，通過煤礦采礦深部發(fā)展，全面挖掘潛力，使煤礦深部資源得到開發(fā)與利用。當(dāng)前，煤炭整體埋藏較深、巖溫較高、地壓相對大，均給開采帶來了一定難度，煤炭企業(yè)要想發(fā)展，就需要在技術(shù)上實現(xiàn)創(chuàng)新與突破，對難度大的煤炭進行開采與利用，通過技術(shù)創(chuàng)新破解發(fā)展難題。深井采礦的時候，需要嚴格處理好地下排水、煤炭提升、結(jié)構(gòu)支護、通風(fēng)條件等各種問題，如果處理不好，則會導(dǎo)致生產(chǎn)事故，嚴重的還會造成人員傷亡。技術(shù)創(chuàng)新給企業(yè)帶來機遇，也提出嚴峻挑戰(zhàn)，特別是機械設(shè)備、采礦工藝適應(yīng)性更加嚴格。需要企業(yè)不斷改善采礦機械設(shè)備性能，開發(fā)出高效、安全與低能耗的設(shè)備技術(shù)，才能對深井煤炭資源進行開采與挖掘。進入21世紀，知識經(jīng)濟已經(jīng)成為時代標(biāo)配，科技發(fā)展帶來了智慧創(chuàng)新，通過技術(shù)設(shè)備的智能化、數(shù)字化改良，全面推動設(shè)備提升。要充分利用好信息技術(shù)、定位技術(shù)、通訊技術(shù)和自動化技術(shù)，不斷改造開采設(shè)備性能，實現(xiàn)傳統(tǒng)煤礦采礦業(yè)工藝升級，未來發(fā)展中，新技術(shù)是必須方向，隨著露天通訊、地下礦通訊、定位導(dǎo)航、信息處理和監(jiān)控技術(shù)的推廣，煤炭技術(shù)必然會實現(xiàn)跨越式發(fā)展。

4 結(jié)束語

綜上所述，煤炭依然是我國當(dāng)前最主要的能源，為了推動經(jīng)濟快速發(fā)展，則需要對深層煤炭進行開采與挖掘，只有全面推動技術(shù)創(chuàng)新與進步，才能實現(xiàn)采礦技術(shù)升級，讓傳統(tǒng)技術(shù)與前沿科技交融組合，保證開采安全質(zhì)量的同時，推動煤炭企業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。

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