采煤工程中存在的問(wèn)題分析及對(duì)策

陳光杰

摘 要：對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)的能源開(kāi)采與深加工而言，煤炭是最主要的不可再生能源之一。因此，煤炭開(kāi)采和生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)一步得到了社會(huì)和人們的關(guān)注。眾所周知，煤炭的生產(chǎn)和開(kāi)采過(guò)程是一個(gè)煩瑣的過(guò)程。在多年的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中，煤炭的生產(chǎn)和開(kāi)采技術(shù)雖然已經(jīng)逐步改良和更新，但仍然存在著許多方面的問(wèn)題，這些問(wèn)題已經(jīng)對(duì)我們的生活和工作造成了困擾。本文將結(jié)合目前井下采煤相關(guān)技術(shù)與工藝，對(duì)其相關(guān)的技術(shù)和理論進(jìn)行探討，旨在為后續(xù)的技術(shù)研究和應(yīng)用提供新的思路。

關(guān)鍵詞：采煤;問(wèn)題分析;生產(chǎn)工藝技術(shù);對(duì)策

中圖分類號(hào)：F42 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-5168（2021）36-0053-03

Analysis and Countermeasures of Problems Existing in Coal Mining Engineering

CHEN Guangjie

（Enterprise Service Center，Qitao Town， Datian County， Sanming City， Datian County， Sanming Fujian 366108）

Abstract： For Chinese energy mining and deep processing at this stage，coal is one of the most important non-renewable energy sources.Therefore，coal mining and production technology industries have further attracted the attention of society and people.As we all know，the production and mining process of coal is a cumbersome process.In the years of economic and social development，although the technology of coal production and mining has been gradually improved and updated，there are still many problems.These problems have given us.His life and work have caused a lot of trouble.This article will systematically combine the current underground coal mining related technologies and processes，and discuss its related technologies and theories，aiming to promote the subsequent technical research and application and provide new ideas.

Keywords：coal mining; problem analysis;existing problems;production technology;countermeasures

我國(guó)的煤礦資源是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Γ谏鐣?huì)主義經(jīng)濟(jì)進(jìn)步和現(xiàn)代化建設(shè)中都扮演了重要角色。隨著國(guó)家對(duì)煤礦行業(yè)的高度重視和認(rèn)識(shí)程度的不斷加深，相關(guān)工作人員需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)煤礦井下采煤技術(shù)的科學(xué)研究和應(yīng)用力度，結(jié)合實(shí)際煤礦生產(chǎn)要求以及市場(chǎng)需求選擇正確的方法。因此，對(duì)老舊煤礦的井下采煤技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新是十分重要的，也希望得到相關(guān)工作人員對(duì)井下采煤技術(shù)的重視。

1 井下采煤的特征與分析

井下采煤具有特殊屬性。相對(duì)于露天的煤礦，井下采煤的環(huán)境比較復(fù)雜，往往存在許多不確定因素。井下開(kāi)采難度大、對(duì)技術(shù)要求高、安全風(fēng)險(xiǎn)大，導(dǎo)致采煤效率低。因此，在井下采煤時(shí)，要針對(duì)性地運(yùn)用適宜的采煤工藝和技術(shù)手段，并因地制宜地進(jìn)行多層次的研究和開(kāi)發(fā)，以確保人員、裝置和礦產(chǎn)資源開(kāi)采的安全。由于井下的環(huán)境與工藝之間存在著很大不同，采礦工藝和方法也有所不同，應(yīng)充分結(jié)合實(shí)際工作情況，選取合適的采礦工藝和方法，安全有效地進(jìn)行開(kāi)采。對(duì)于部分煤礦，采煤的過(guò)程中可能會(huì)遇到很多困難。如果礦區(qū)上面仍然存在多數(shù)建筑物，可采取常規(guī)化的開(kāi)采方式進(jìn)行開(kāi)采，但可能會(huì)引起上部建筑物塌陷等問(wèn)題，對(duì)下部的開(kāi)采也會(huì)帶來(lái)很大的安全隱患。因此，礦井開(kāi)采過(guò)程中應(yīng)該進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并采取有效的措施和手段，并選用恰當(dāng)?shù)拈_(kāi)采工具和技術(shù)、完善的開(kāi)采裝置和設(shè)備以及其他配套的生產(chǎn)工藝等，保證礦井開(kāi)采的安全性及合理性，并進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)礦區(qū)自然資源的有效綜合利用。

2 采煤工藝技術(shù)發(fā)展

井下采煤工藝技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用發(fā)展過(guò)程中，雖然已經(jīng)取得了不小的發(fā)展和進(jìn)步，在許多領(lǐng)域也有所突破，但是在實(shí)踐過(guò)程中，也會(huì)遇到許多問(wèn)題，主要表現(xiàn)為：采煤工藝技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用水平相對(duì)較低，很多井下開(kāi)采技術(shù)人員的自身素質(zhì)和從業(yè)技術(shù)能力不過(guò)關(guān)，導(dǎo)致在井下開(kāi)采過(guò)程中，各項(xiàng)防護(hù)設(shè)施均有所欠缺。許多采煤企業(yè)在對(duì)井下開(kāi)挖工作的安全管理上沒(méi)有給予充分的重視，導(dǎo)致各類采煤工作安全事故頻發(fā)。在井下開(kāi)采過(guò)程中，沒(méi)有制定一套科學(xué)合理的采煤工藝技術(shù)解決方案，出現(xiàn)了工作內(nèi)容劃分及責(zé)任區(qū)域劃分不明晰的現(xiàn)象，這對(duì)采礦工藝的質(zhì)量及水平都產(chǎn)生了不小的影響，無(wú)法有效滿足采煤工程項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)際要求[1]。

3 采煤工程中存在的問(wèn)題

3.1 設(shè)施落后

開(kāi)采裝置設(shè)施落后在很大程度上決定著整個(gè)開(kāi)采項(xiàng)目的質(zhì)量。由于我國(guó)地域廣且地形復(fù)雜，煤炭資源分布地區(qū)的地形各不相同，我國(guó)既是煤炭使用大國(guó)，也是煤炭出口大國(guó)。雖然我國(guó)在短期的煤炭開(kāi)采過(guò)程中已經(jīng)取得了不小的進(jìn)步和成就。但是，由于煤炭開(kāi)采量太大，且經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分不平衡，在許多方面的因素影響下，煤炭提取技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的空間也受到了很大的限制，設(shè)備的改造和更新更是困難重重。另外，對(duì)于一些從事該技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的企業(yè)和公司，設(shè)備的更新?lián)Q代往往需要大量的資金投入來(lái)為其提供服務(wù)和保障，所以采煤設(shè)施的落后問(wèn)題很難解決。因此，當(dāng)前我國(guó)在進(jìn)行煤炭開(kāi)采過(guò)程中所使用的技術(shù)和設(shè)備仍然比較落后，這也給相關(guān)工作帶來(lái)了很多困難[2]。

3.2 采煤工藝技術(shù)問(wèn)題

現(xiàn)有井下采煤工藝技術(shù)發(fā)展中可能存在一些問(wèn)題。在分析井下采煤工藝技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用發(fā)展的過(guò)程中，雖然已經(jīng)取得了不小的發(fā)展和進(jìn)步。在許多領(lǐng)域也有所突破，但是在實(shí)踐開(kāi)展的過(guò)程中，也會(huì)碰到了不少問(wèn)題。其主要體現(xiàn)為技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用水平相對(duì)較低，有些井下作業(yè)的技術(shù)人員自身素質(zhì)低和從事技術(shù)的能力不過(guò)關(guān);一些井下開(kāi)挖系統(tǒng)及各項(xiàng)防護(hù)設(shè)施不健全，存在安全隱患。許多采礦單位在對(duì)井下開(kāi)挖工作的安全管理上沒(méi)有給予充分的重視，導(dǎo)致各類采礦工作發(fā)生安全事故的風(fēng)險(xiǎn)因素比較多。在井下開(kāi)采的過(guò)程中并沒(méi)有提供一套更加科學(xué)合理的采礦技術(shù)解決方案，出現(xiàn)了工作內(nèi)容劃分及責(zé)任區(qū)域劃分不明晰等現(xiàn)象，這對(duì)采礦工藝的質(zhì)量及水平都會(huì)造成不小的損失，無(wú)法有效滿足采礦項(xiàng)目建設(shè)的實(shí)際要求。

3.3 系統(tǒng)化水平低

煤炭開(kāi)采管理體系主要是由許多個(gè)子系統(tǒng)組合而成，但由于我國(guó)各煤炭開(kāi)采區(qū)域的條件所限，煤礦企業(yè)的機(jī)械化水平程度仍然比較低。大多數(shù)企業(yè)采用自動(dòng)化的方式進(jìn)行作業(yè)，并且所使用的機(jī)械在動(dòng)力和產(chǎn)量上都太小，難以建立一個(gè)高效率的子系統(tǒng)，所以整個(gè)煤礦企業(yè)的采煤過(guò)程系統(tǒng)化水平較低。

4 采煤技術(shù)與工藝

4.1 爆破開(kāi)采技術(shù)

煤炭爆破開(kāi)采技術(shù)主要是通過(guò)傳統(tǒng)的煤炭爆破開(kāi)采施工的方式對(duì)所有煤炭原料進(jìn)行爆破開(kāi)采。一次爆破落下的煤由一臺(tái)人工設(shè)備完成裝煤，使用各種大型機(jī)械化的運(yùn)輸設(shè)備可以對(duì)所有煤炭原料進(jìn)行分散運(yùn)輸。首先是由工人對(duì)煤層爆破點(diǎn)進(jìn)行機(jī)械鉆孔、裝藥、填充炮泥、連接好炮線，待人員撤離至安全地點(diǎn)后引爆放炮;然后由安全技術(shù)人員檢查安全后實(shí)施裝煤和運(yùn)煤工作。因?yàn)榕诓陕涿好娣e較大，且主要靠人工進(jìn)行鏟裝，增加了各種施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，導(dǎo)致各種材料的經(jīng)濟(jì)支出和爆破開(kāi)采施工的時(shí)間也隨之增加。為了提高煤炭的爆破開(kāi)采施工速度和生產(chǎn)效率，可以在工作面設(shè)置溜槽，借助重力實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、實(shí)用的運(yùn)煤方式。雖然爆破開(kāi)采技術(shù)落后，但是對(duì)無(wú)法運(yùn)用大型機(jī)械的較薄煤層非常有效，所以目前還被一些小型煤礦企業(yè)采用[3]。

4.2 機(jī)械開(kāi)采技術(shù)

機(jī)械開(kāi)采技術(shù)主要是指一種運(yùn)用在采煤工作面，通過(guò)全面機(jī)械化裝置來(lái)完成破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)以及回采運(yùn)輸、采空區(qū)處理等流程的技術(shù)。目前運(yùn)用比較廣泛的機(jī)械采煤技術(shù)設(shè)備有采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)、自移式液壓支架等。采煤機(jī)主要通過(guò)機(jī)械鉆進(jìn)搗碎煤層并使煤炭落入刮板輸送機(jī)，施工前安裝的軌道不僅能作為采煤機(jī)的運(yùn)行軌道，還可以作為刮板運(yùn)輸機(jī)液壓支架的運(yùn)行軌道，最后由液壓支架來(lái)固定開(kāi)采工作面。連續(xù)開(kāi)采煤礦生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)能夠充分滿足當(dāng)前我國(guó)煤礦開(kāi)采企業(yè)的要求，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)煤礦市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。機(jī)械開(kāi)采技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)逐漸推廣，可以節(jié)省人工，具有安全性高、粉塵污染小等優(yōu)點(diǎn)，為煤礦企業(yè)增產(chǎn)提效。

4.3 工藝選擇

選擇采煤技術(shù)工藝時(shí)，應(yīng)采用綜合、機(jī)械化的采煤技術(shù)工藝，其能夠有效保證開(kāi)采安全，提高開(kāi)采的產(chǎn)出效率，進(jìn)而提高煤炭生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，要考慮采煤工人的生產(chǎn)安全問(wèn)題，同時(shí)煤炭是優(yōu)質(zhì)的不可再生資源，所以采煤過(guò)程中要避免不必要的資源浪費(fèi)。在開(kāi)采的工藝選擇方面，要對(duì)地層特點(diǎn)和煤礦開(kāi)采工藝進(jìn)行綜合分析，最終確定工藝方案。針對(duì)一般的地質(zhì)條件，只需要在機(jī)械的配套選擇數(shù)據(jù)測(cè)算和安全配套裝置時(shí)進(jìn)行核算。對(duì)于地質(zhì)條件較為復(fù)雜的煤炭開(kāi)采地區(qū)，在采煤工藝的選擇上需要慎之又慎。要綜合考慮安全生產(chǎn)條件，結(jié)合地質(zhì)復(fù)雜條件、煤層范圍大小和儲(chǔ)存量等，還要結(jié)合煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、人員技術(shù)水平等對(duì)工藝進(jìn)行選擇。煤炭企業(yè)應(yīng)聘請(qǐng)專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，來(lái)執(zhí)行這個(gè)復(fù)雜又關(guān)系到整個(gè)礦井安全生產(chǎn)效率和產(chǎn)出經(jīng)濟(jì)效益的重點(diǎn)決策。福建省位于中國(guó)東南沿海，且地形復(fù)雜，因此該省對(duì)于煤炭開(kāi)采的工藝選擇須十分謹(jǐn)慎。在三明地區(qū)煤礦機(jī)采試點(diǎn)成功后，機(jī)采工藝正在推廣。仙亭煤礦和東井田煤礦為減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善礦井采煤工作面作業(yè)環(huán)境，促進(jìn)采煤工作面各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的提高，逐步實(shí)現(xiàn)了煤礦采煤機(jī)械化的要求。仙亭煤礦在305采區(qū)裝備一臺(tái)四川省內(nèi)江市鳳凰機(jī)械廠生產(chǎn)的MG100-TP2型采煤機(jī)，東井田煤礦在一采區(qū)裝備一臺(tái)重慶永榮機(jī)械制造有限責(zé)任公司生產(chǎn)的MG100-TP型采煤機(jī)。在生產(chǎn)布置上，對(duì)滿足采煤機(jī)開(kāi)采所需條件的塊段，優(yōu)先裝備采煤機(jī)用于試采攻關(guān)，逐步實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)械化要求，是優(yōu)秀工藝選擇的成功案例。

5 影響回采的其他因素

5.1 地質(zhì)因素

煤炭開(kāi)采地區(qū)的地形一般比較復(fù)雜，因此地質(zhì)因素是影響回采的主要因素。地層中煤層的構(gòu)造、深度等都給開(kāi)采的過(guò)程帶來(lái)了不同程度的安全風(fēng)險(xiǎn)。在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，瓦斯治理、煤礦自燃、煤塵爆炸及地溫等因素威脅著回采工作。具體情況詳見(jiàn)表1。

隨著煤礦開(kāi)采深度、開(kāi)采時(shí)間的不斷增加，煤礦開(kāi)采的難度也越來(lái)越大，因此需要在開(kāi)采中不斷優(yōu)化工藝流程，完善開(kāi)采預(yù)案，加大科技創(chuàng)新力量。

5.2 安全因素

隨著政府對(duì)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)管力度的不斷加大，保證煤礦安全生產(chǎn)的監(jiān)控措施顯得尤為重要，尤其是通風(fēng)系統(tǒng)，包括工作面通風(fēng)方式及工作面范圍內(nèi)通風(fēng)設(shè)施的安設(shè)位置和質(zhì)量要求。工作面切眼在未通上運(yùn)巷或在施工下部聯(lián)絡(luò)眼未形成正規(guī)工作面前，均采用局部通風(fēng)機(jī)壓入式通風(fēng)，形成正規(guī)工作面后采用全風(fēng)壓通風(fēng)。局部通風(fēng)機(jī)安裝在距離回風(fēng)巷口外至少20 m處;工作面風(fēng)量按瓦斯（或二氧化碳）涌出量計(jì)算，按采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中瓦斯（或二氧化碳）的濃度不超過(guò)1.0%的要求計(jì)算;同時(shí)考慮按作業(yè)人數(shù)并按照按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算;通風(fēng)路線要經(jīng)過(guò)專家設(shè)計(jì);設(shè)置瓦斯及監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。工作面通風(fēng)安全系數(shù)如表2所示。

5.3 安全監(jiān)督管理落實(shí)不到位

大多數(shù)煤礦員工容易根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷事故，存在安全和生產(chǎn)意識(shí)淡薄的問(wèn)題。由于每個(gè)煤礦的建設(shè)環(huán)境都有著不同的特征，無(wú)法根據(jù)實(shí)際情況針對(duì)這些問(wèn)題做出分析和判斷。煤礦生產(chǎn)安全事故的分析和預(yù)測(cè)措施落實(shí)不到位。安全性檢查雖然可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤礦安全隱患，但是未能通過(guò)對(duì)事故現(xiàn)象的分析來(lái)達(dá)到有效的認(rèn)識(shí)。企業(yè)對(duì)安全事故的預(yù)測(cè)方面的重視力度不夠，輕風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防，容易導(dǎo)致由小問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)榇笫鹿省?/p>

6 結(jié)語(yǔ)

為促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和采煤工程及技術(shù)的發(fā)展，采礦工藝技術(shù)已經(jīng)逐漸受到企業(yè)單位的重視進(jìn)而得到了進(jìn)一步發(fā)展。眾多煤礦企業(yè)在多年的實(shí)踐過(guò)程中，對(duì)煤炭開(kāi)采工藝的研究也取得了較大的進(jìn)步。針對(duì)不同地區(qū)的煤礦企業(yè)地下煤層分布情況的不同，要求企業(yè)具備優(yōu)質(zhì)的采煤工程技術(shù)人員，來(lái)對(duì)地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行精準(zhǔn)分析，進(jìn)而確定開(kāi)采工藝技術(shù)，并制定合理的采煤流程與方案。以上為企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本，為工人提供安全保障，為我國(guó)采煤工程可持續(xù)發(fā)展提供借鑒。

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