煤礦采礦工程中的采礦工藝與技術(shù)探討

唐英政

鐵煤集團大隆礦 遼寧調(diào)兵山 112700

1 煤礦采礦中的工藝技術(shù)

1.1 充填采礦工藝

充填采礦工藝主要是在礦房當中進行支護，在回采工作面不斷推進的同時，使用相應的材料對采空區(qū)進行充填，或者是將填充材料與支架進行結(jié)合應用，使采空區(qū)的穩(wěn)定性能夠得到有效的維護，避免由于煤礦開采活動造成圍巖崩塌或者是地表沉降等問題。具體管理方式為地壓式管理，需要將圍巖崩落的地表松動問題控制好，并在填充料的保護作用下進行作業(yè)。通常這種方法會在圍巖穩(wěn)定性不高的情況下使用，或者是在開采稀缺礦石時使用，其安全性相對較高，而且適應性強，不僅能夠有效的保護地表形態(tài)，還能保證良好的回采率，但缺點在于施工工藝較為復雜，且需要較高的成本投入，無法保證較高的生產(chǎn)效率。

1.2 空場采礦工藝

空場采礦法是一種比較重要的工藝技術(shù)，在煤礦開采工藝中起著重要的作用?？請霾傻V法可以分為分段法、房柱法、階段礦房法、淺孔留礦法，是一種通過在礦體內(nèi)部形成采空區(qū)，并借助圍巖本身的牢固性以及留存下來的礦柱來提供支撐作用的采礦方法。空場采礦法的特殊優(yōu)勢為允許具有較大的暴露面積，但是也具有一定缺點，即在礦房開采作業(yè)完畢之后，需要立即回收礦柱，并對采空區(qū)以及礦房進行填充。

1.3 崩落采礦工藝

崩落采礦工藝需要結(jié)合礦體邊界，設置環(huán)形運輸巷道，同時要在其上盤或者是下盤進行巷道切割，進而獲得切割空間。除此之外，要在塹溝當中進行鉆扇形炮眼的設置，然后準備爆破活動，在爆破之后進行回采。該項技術(shù)的操作較為簡單，能夠有效降低采礦作業(yè)的成本投入，而且生產(chǎn)效率相對較高，可以滿足安全生產(chǎn)的相關(guān)要求。但缺點在于該項技術(shù)的應用必須要對陷落條件加以滿足[1]。

1.4 溶浸采礦工藝

針對溶浸采礦，其主要是基于礦物的物理特性和化學物特性，直接將工作劑注入到礦層之中，利用化學浸出、水動力、熱力、質(zhì)量傳遞等對應的作用，直接將地下礦床或者是地表礦石之中的部分有用的礦物，從原本的固態(tài)直接轉(zhuǎn)化為液態(tài)或者是氣態(tài)，之后將其回收，這樣就可以滿足低成本開采的目的。相對于其他的技術(shù)，溶浸采礦屬于現(xiàn)代化的工藝之一，但是這一種開采的方式難免會存在弊端，主要是因為溶液流失會直接滲入到地表水之中，這樣會對環(huán)境的安全性帶來影響，并且當?shù)乇碇袧B入溶液之后，就會導致地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)對應的變化，進而引發(fā)山體滑坡等事故的出現(xiàn)。所以，在這一種采礦技術(shù)使用的時候，就需要仔細的檢查地表，如有必要，還需要做好防水層等對應的鋪設，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)地表有效的保護。

1.5 露天采礦工藝

露天采礦技術(shù)在煤礦開采中應用廣泛，不僅安全性高而且采礦成本低，其工藝原理是把炸藥埋于地表之下，引爆炸開地表土之后再用機械設備移開表土，使煤礦炸碎或是鉆碎以后，由煤場對其加工處理從而獲得煤礦資源。此外，該技術(shù)不僅能夠降低煤礦區(qū)的開采損失，達到短時間多數(shù)量開采，還能提高施工的安全性。但是露天采礦技術(shù)也有一定的缺點，其在使用過程中需要使用炸藥炸開地表，對施工周圍的土質(zhì)環(huán)境破壞較大，地表的植被在毀壞后極易形成各種土質(zhì)問題，如水土流失和土壤酸化等；另外，對于爆破作業(yè)環(huán)節(jié)，為提高其作業(yè)質(zhì)量，降低爆破施工成本，防止爆破作業(yè)事故的發(fā)生，必須在作業(yè)前合理設置炮孔裝藥參數(shù)。

1.6 地下采礦工藝

地下開采技術(shù)是基于日益增多的礦產(chǎn)資源需求與匱乏的地表資源之間的矛盾而形成的一種采礦技術(shù)。由于地表的礦產(chǎn)資源有限，要滿足資源的更多需求，就必須依靠科學技術(shù)開采地下煤礦。地下采礦技術(shù)難度高、安全風險大，涉及的因素更多，巖層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、施工作業(yè)面的深度和壓力等條件，都制約著地下煤礦的開采。為了防止地下礦井產(chǎn)生塌陷造成安全事故，必須在施工前全面了解分析實際施工地區(qū)的地下環(huán)境，正確使用合理的挖掘方式[2]。

2 煤礦采礦注意的問題

采礦方法多種多樣，并且其所使用的范圍也會存在不同，在實際的開采過程中，還需要考慮到實際情況，能夠合理的選擇開采煤礦的具體方法，無論是選擇哪一種采礦工藝或者是采礦技術(shù)，都需要注意到：第一，針對采礦區(qū)的問題進行處理。在采礦工藝之中，如何處理采空區(qū)是主要面臨的一個問題，還需要高度的重視。在處理過程中，先需要冷靜加固，然后做好對應的處理，避免盲目的處置，導致后續(xù)的流程實施受到影響。在使用填充采礦法進行采礦的時候，還需要基于礦產(chǎn)資源的實際情況來做好填充法的選擇，然后選擇使用填充材料來開展對應的工作。針對各個采礦法對應的采礦區(qū)域，還需要與實際情況相互聯(lián)系起來做好對應的處理，這樣不僅有利于采礦效率的提高，同時也能夠確保其施工的安全性。煤礦的采礦安全問題一直都是煤礦開采需要重點關(guān)注的問題，與其他的工程相似，在實際的采礦環(huán)節(jié)就需要做好安全管理工作，確保采礦能夠順利的實施下去，以此來保障人員的安全性，盡可能降低事故發(fā)生率。

3 煤礦采礦技術(shù)的改進措施

3.1 加強頂板狀態(tài)及支護質(zhì)量的監(jiān)測

在煤礦開采期間，應當充分全面地對緩傾斜的頂板受損和堅固情況進行監(jiān)測，如此方可使采礦人員施工作業(yè)更具安全保障，同時也對順利開展采礦作業(yè)有所幫助。當前，國內(nèi)在煤礦開采方面的監(jiān)控措施大多不夠到位，應當強化頂板狀態(tài)和支護情況的監(jiān)測工作，并且所有監(jiān)測設備也應當按期維護；著重培養(yǎng)工作人員的安全意識與責任意識，注意采礦中的細節(jié)問題，盡力避免意外事故的發(fā)生；另外，還應加大開采技術(shù)方面的研發(fā)力度，讓監(jiān)測水平不斷提升，盡早實現(xiàn)監(jiān)測的全面智能化。

3.2 建立塌陷預警系統(tǒng)，創(chuàng)新開采技術(shù)

預警體系主要是基于GPS和GIS技術(shù)實現(xiàn)對煤礦實時監(jiān)測預警，譬如在采礦作業(yè)時，可使用3S技術(shù)綜合分析法來達成對礦區(qū)表面塌陷程度的全面監(jiān)控。通過分析遙感影像，結(jié)合采礦信息創(chuàng)建塌陷預警系統(tǒng)，并及時輸入監(jiān)測數(shù)據(jù)與井下煤礦信息，讓開礦人員的作業(yè)安全更具保障。當前，在國內(nèi)長時間的研發(fā)和借鑒國外優(yōu)秀技術(shù)的基礎(chǔ)上，國內(nèi)的煤礦開采技術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)初具規(guī)模，譬如廢石處理系統(tǒng)等，而開采技術(shù)系統(tǒng)的創(chuàng)建能夠幫助企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟收益，讓采礦工作效率獲得顯著提升，因此應當積極研發(fā)和創(chuàng)新采礦技術(shù)，不斷提高塌陷預警系統(tǒng)覆蓋范圍，這樣才能促使煤礦產(chǎn)業(yè)更好、更快地發(fā)展[3]。

3.3 促進工藝技術(shù)智能化和生態(tài)化

在煤礦開采中多加使用信息技術(shù)，從而不斷提升煤礦開采工藝的信息化、智能化水平。傳統(tǒng)的開采工藝技術(shù)將逐漸演變成智能化的機械自動化開采，因為機械自動化開采不僅能夠提高開采安全性，還能大幅減少人工成本，讓企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟收益。并且，還應當促使開采技術(shù)朝著生態(tài)化的方向發(fā)展，因為在采礦期間會使得附近的環(huán)境遭到嚴重破壞，因此在不斷提升采礦智能化的同時，也要注重對周邊環(huán)境的保護，以減少環(huán)境污染為一大努力方向，實現(xiàn)高效、綠色的開采作業(yè)。

3.4 創(chuàng)建技術(shù)創(chuàng)新激勵制度

只有不斷對開采工藝技術(shù)進行創(chuàng)新優(yōu)化，才能有效推動煤礦產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。盡管目前國內(nèi)開礦技術(shù)創(chuàng)新水平已經(jīng)獲得了較大的飛躍，然而相較于世界領(lǐng)先的采礦技術(shù)而言依然存在較大差距。因此，我國煤礦產(chǎn)業(yè)必須要不斷對技術(shù)進行研究創(chuàng)新，創(chuàng)建技術(shù)創(chuàng)新激勵制度，以此激勵相關(guān)企業(yè)及科研人員在技術(shù)創(chuàng)新方面的積極性。

3.5 提高采礦人員素質(zhì)

整個采礦流程都離不開人工操作，而先進的開采技術(shù)也需要具備足夠?qū)I(yè)水平的技術(shù)人員才能使其完全發(fā)揮作用，采礦人員的綜合素養(yǎng)是決定開采效益的關(guān)鍵因素。由于煤礦開采作業(yè)的特殊性，采礦人員的工作普遍比較繁雜瑣碎、重復性高，這就要求采礦人員具有較高的耐心和技術(shù)水平。對此，煤礦企業(yè)可通過定期組織技術(shù)拓展活動來提高采礦人員的技能水平，并開展各類實踐培訓活動，讓工作人員能夠充分熟知采礦設備的操作方法、了解采礦的專業(yè)知識，從而在采礦作業(yè)中更加熟練、操作更加規(guī)范。此外，企業(yè)還需重點培養(yǎng)采礦人員的安全和責任意識，使其能夠更加注意采礦過程中的異常情況，盡量防止安全事故的發(fā)生。

4 結(jié)語

采礦工程是我國的經(jīng)濟支柱型產(chǎn)業(yè)之一，帶動了我國的經(jīng)濟發(fā)展。所以，在進行煤礦開采環(huán)節(jié)，不但需要使用先進的采礦技術(shù)和工藝，促使采礦效率得到提升，還應當加大對采礦技術(shù)的研究，使各種采礦工藝技術(shù)更加完善，使生產(chǎn)作業(yè)能夠有序進行，有效提高采礦的安全性。