煤礦采礦的新技術(shù)與開(kāi)采方法探究

王寶峰

摘 要：在社會(huì)建設(shè)發(fā)展中，煤礦資源起著重要的作用，支持著生產(chǎn)活動(dòng)的進(jìn)行。但這種資源屬于不可再生資源，特別是在社會(huì)發(fā)展中，對(duì)其需求量不斷增加，要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展需要提升采礦技術(shù)和方法，使其適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求。本文主要進(jìn)行煤礦采礦新技術(shù)與開(kāi)采方法的探討，對(duì)新型采礦技術(shù)和開(kāi)采技術(shù)形成更科學(xué)的認(rèn)知，促進(jìn)采礦工藝的進(jìn)步和效益提升。

關(guān)鍵詞：煤礦采礦;新技術(shù);開(kāi)采方法

引言

傳統(tǒng)的煤礦作業(yè)技術(shù)已難以適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)和發(fā)展需要，需要采用新型采礦技術(shù)來(lái)提升開(kāi)采效率和產(chǎn)量。煤炭資源開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展，不僅對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有所影響，且會(huì)受到經(jīng)濟(jì)的反作用，因此發(fā)展采礦新技術(shù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)煤炭經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著積極意義。

一、井下開(kāi)采技術(shù)的現(xiàn)狀

先進(jìn)的技術(shù)是生產(chǎn)效率和質(zhì)量的必要保障，同時(shí)也是提高生產(chǎn)安全性和穩(wěn)定性的前提。煤礦開(kāi)采本身就是一個(gè)復(fù)雜工程，只有做好技術(shù)的優(yōu)化和管理，才能確保各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率和資源的利用率，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、科學(xué)生產(chǎn)的目標(biāo)。煤礦生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要可分為開(kāi)采、監(jiān)控、管理等幾部分。這幾個(gè)部分相互作用、相互影響，構(gòu)成一個(gè)完善、統(tǒng)一的整體，共同影響著煤礦采礦技術(shù)的發(fā)展過(guò)程。中國(guó)采煤技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定差距，但在近幾年發(fā)展過(guò)程中已取得了顯著成就，例如隨鉆測(cè)量技術(shù)、定向鉆機(jī)技術(shù)的掌握和應(yīng)用等，改變了中國(guó)必須依靠國(guó)家進(jìn)口設(shè)備的局面，中國(guó)技術(shù)創(chuàng)新的能力有所提高。

二、井下開(kāi)采技術(shù)的特點(diǎn)

2.1井下開(kāi)采技術(shù)的難度較高

與露天開(kāi)采相比，井下開(kāi)采技術(shù)的難度要高得多，但由于大多數(shù)煤礦都埋藏在地下，因此必須采用井下開(kāi)采方式。在煤礦生產(chǎn)中，井下開(kāi)采方式是最為重要的方式，因此研究井下開(kāi)采技術(shù)具有很高的現(xiàn)實(shí)意義。井下開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用必須適應(yīng)于煤礦地質(zhì)和煤層分布的情況。并提前制定好開(kāi)采方案，確定設(shè)備的應(yīng)用和支護(hù)方式。

2.2開(kāi)采方式的選擇要根據(jù)煤礦類(lèi)型來(lái)確定

不同的煤礦需采用不同的技術(shù)來(lái)進(jìn)行開(kāi)采，因此開(kāi)采方式的選擇必須根據(jù)實(shí)際煤礦類(lèi)型來(lái)確定。只有針對(duì)煤礦性質(zhì)特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行采煤技術(shù)的選擇才能保證良好收益。常用的井下開(kāi)采技術(shù)包括長(zhǎng)壁開(kāi)采、放頂煤開(kāi)采等。在露天開(kāi)采中，一般采用直接開(kāi)采方式，但在井下開(kāi)采中由于受環(huán)境、設(shè)備等條件制約，通常采用從上到下的開(kāi)采方式。隨著開(kāi)采技術(shù)不斷發(fā)展，定向開(kāi)采方式也逐漸得到了廣泛應(yīng)用。定向開(kāi)采不再單局限于某一個(gè)環(huán)節(jié)的開(kāi)采，而是從整體出發(fā)，采用定向鉆進(jìn)手段對(duì)于事先校對(duì)好的方位進(jìn)行煤礦開(kāi)采。在鉆具進(jìn)入礦層后，再使用測(cè)量?jī)x器對(duì)開(kāi)采方位進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)整，從而確保開(kāi)采角度精確性。在鉆具行進(jìn)的過(guò)程中，還需不斷對(duì)鉆具角度進(jìn)行調(diào)整，防止鉆具偏離預(yù)定軌道，造成不必要的故障和事故。

三、煤礦井下開(kāi)采技術(shù)

煤礦企業(yè)要想提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)核心地位，就必須重視煤礦開(kāi)采中井下采煤工藝的選擇。煤礦企業(yè)應(yīng)該根據(jù)自身的實(shí)際情況來(lái)選擇準(zhǔn)確的井下采煤工藝，只有這樣，才能降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低資源的浪費(fèi)，從而提高采煤的效率。下面我們就來(lái)具體說(shuō)下煤礦開(kāi)采中井下采煤技術(shù)的選擇都包括哪些方面的內(nèi)容：

3.1柱式采煤技術(shù)

柱式采煤技術(shù)是煤礦開(kāi)采中最常使用也是最為傳統(tǒng)的采煤工藝。柱式采煤方式可分為巷柱式采煤方式和房柱式采煤方式。該采煤方式的特點(diǎn)是在采空區(qū)內(nèi)形成煤柱作為支撐，在回采過(guò)程中采用爆破方式。柱采煤技術(shù)所形成工作面較小，一般會(huì)采用多個(gè)工作面同時(shí)施工的作業(yè)方式，從而提高了開(kāi)采效率。更為突出的優(yōu)點(diǎn)是，這種采煤方式的操作性強(qiáng)，較易掌握，成本較低，同時(shí)還能保證開(kāi)采質(zhì)量。這種采煤方式的缺點(diǎn)在于其對(duì)于環(huán)境要求較高，在開(kāi)采前必須對(duì)礦井地質(zhì)進(jìn)行全面勘探，基于煤層性質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)確定礦井挖掘深度。在巷柱式采煤方式中，需每隔10m～20m的間隔設(shè)置1個(gè)煤柱進(jìn)行支撐。當(dāng)對(duì)礦井開(kāi)采到一定深度時(shí)還需通過(guò)爆破方式進(jìn)行回采。巷柱式開(kāi)采方式在工藝上也較為簡(jiǎn)單，但缺點(diǎn)是通風(fēng)效果較差，采煤作業(yè)人員的工作環(huán)境差，安全性低，且回采效率上也較低。此外，在爆破過(guò)程中容易產(chǎn)生灰塵，會(huì)對(duì)作業(yè)環(huán)境造成進(jìn)一步污染，還會(huì)影響采煤質(zhì)量的純凈度。房柱式開(kāi)采方式在流程和工藝上與巷柱式開(kāi)采方式大致相同，只是在工作面上比巷柱式開(kāi)采方式略大。由于礦井尺寸較大，因此不適宜采用大型機(jī)械操作，需使用大量人力，開(kāi)采成本較高。在房柱式開(kāi)采方式中，開(kāi)采環(huán)境同樣較為惡劣，安全性低。

3.2 長(zhǎng)壁開(kāi)采技術(shù)與放頂煤開(kāi)采技術(shù)

煤礦在地下的分布狀況十分復(fù)雜多變，很多時(shí)候都找不到分布規(guī)律，這就要求開(kāi)采人員對(duì)地形、地質(zhì)進(jìn)行深入勘探，充分掌握煤礦分布情況。對(duì)于一些地形較為復(fù)雜的礦層，傳統(tǒng)開(kāi)采方式無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際開(kāi)采要求，因此必須采用新型技術(shù)和設(shè)備來(lái)保障煤礦開(kāi)采質(zhì)量和安全性。長(zhǎng)壁開(kāi)采法就是一種應(yīng)用于復(fù)雜地形煤礦開(kāi)采的技術(shù)手段。

長(zhǎng)壁開(kāi)采方式是當(dāng)前應(yīng)用十分廣泛的采煤方式，無(wú)論是在中國(guó)國(guó)內(nèi)還是國(guó)際上都將長(zhǎng)壁開(kāi)采方式作為主流采煤手段進(jìn)行推廣和應(yīng)用。長(zhǎng)壁開(kāi)采技術(shù)具有安全性高、機(jī)械化程度高等特點(diǎn)，能有效改善采煤作業(yè)環(huán)境，確保采煤工作效率和質(zhì)量。

與傳統(tǒng)采煤方式相比，長(zhǎng)壁開(kāi)采方式在許多環(huán)節(jié)都進(jìn)行了創(chuàng)新和完善。首先在礦井運(yùn)輸方式上，長(zhǎng)壁開(kāi)采方式改變了傳統(tǒng)采煤方式中使用軌道運(yùn)輸?shù)姆绞剑捎昧诵屎头€(wěn)定性都較高的膠帶運(yùn)輸方式。這種運(yùn)輸方式能實(shí)現(xiàn)從礦井到選煤廠再到鐵路的一體化運(yùn)輸過(guò)程，且具有相配套的運(yùn)輸系統(tǒng)，極大提高了運(yùn)輸效率。其次，長(zhǎng)壁開(kāi)采盤(pán)區(qū)的幾何尺寸也有了顯著增加。盤(pán)區(qū)幾何尺寸的增加可有效提高開(kāi)采效率，節(jié)省開(kāi)采時(shí)間。在采用了該開(kāi)采方式后，煤礦開(kāi)采效率提高了近10%。

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，放頂煤開(kāi)采技術(shù)也是長(zhǎng)壁開(kāi)采技術(shù)中的一種方式。放頂煤開(kāi)采技術(shù)能提高放放頂煤利用率。開(kāi)采過(guò)程包括放頂煤開(kāi)采方案的設(shè)計(jì)、放頂煤支架的設(shè)置、相關(guān)參數(shù)的計(jì)算等;放頂煤初采與收尾方法是區(qū)段平巷布置及煤柱尺寸確定、沿空掘巷和沿空留巷技術(shù)等。

3.3 優(yōu)化巷道布置減少矸石排放的開(kāi)采技術(shù)

巷道施工質(zhì)量對(duì)于采煤技術(shù)的應(yīng)用具有重要影響，要充分發(fā)揮采煤技術(shù)的作用，就必須改進(jìn)和完善現(xiàn)有巷道布置工藝。為此，專(zhuān)家和學(xué)者應(yīng)在建立完善的評(píng)價(jià)體系和布置工藝的前提下，對(duì)原有開(kāi)采方式和巷道設(shè)置方式進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合實(shí)際煤礦地質(zhì)，制定科學(xué)合理的采煤技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)煤礦的綜合開(kāi)采和管理。生產(chǎn)流程要盡量簡(jiǎn)化，刪減或合并一些不必要的生產(chǎn)工藝。對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備要做好管理和維護(hù)，減少設(shè)備破壞和損傷。在確保了生產(chǎn)效益的基礎(chǔ)上，努力實(shí)現(xiàn)綠色化和節(jié)能化的生產(chǎn)流程，并提高煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。在煤礦井下開(kāi)采技術(shù)方面，中國(guó)可借鑒國(guó)外先進(jìn)理論和技術(shù)，在井下安全設(shè)施、人員防護(hù)裝備、瓦斯防治等方面學(xué)習(xí)國(guó)外的建設(shè)理念，最大程度減少事故發(fā)生頻率，確保人員安全。煤礦生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)承擔(dān)起技術(shù)創(chuàng)新和推廣的責(zé)任，加大技術(shù)的開(kāi)發(fā)力度，政府部門(mén)在此過(guò)程中應(yīng)起到良好的推進(jìn)和監(jiān)督作用，并為企業(yè)提供資金和人員上的支持。

四、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著我國(guó)社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的煤礦企業(yè)要想保證自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)地位，就必須重視井下采煤技術(shù)的發(fā)展。井下采煤技術(shù)與采煤工藝是煤礦企業(yè)進(jìn)行煤礦生產(chǎn)的關(guān)鍵，因此，煤礦企業(yè)應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到井下采煤技術(shù)與采煤工藝的選擇，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保護(hù)環(huán)境，降低資源的浪費(fèi)，從而為煤礦企業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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