煤礦井下采礦技術(shù)存在問題及優(yōu)化措施分析

李鴻飛

山西長治縣雄山煤炭有限公司第五礦，中國·山西 長治 047100

1 引言

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中，社會各行各業(yè)以及日常生活對能源的需求總量也在不斷增加，所以煤炭作為當(dāng)前中國能源結(jié)構(gòu)當(dāng)中占比最重要的一部分，在資源開采當(dāng)中所采用技術(shù)所受關(guān)注程度也越來越高。煤炭資源開采過程中所采用的開采技術(shù)對最終的煤炭質(zhì)量，企業(yè)開采，作業(yè)效率以及經(jīng)濟(jì)效益都會產(chǎn)生這些影響，所以對煤礦井下作業(yè)過程中所采用的采礦技術(shù)存在工作問題進(jìn)行探討并提出優(yōu)化對策，對于提高煤礦井下采礦作業(yè)水平及效率具有至關(guān)重要的意義。

2 煤礦井下采礦技術(shù)應(yīng)用存在問題

2.1 自燃問題

在井下作業(yè)過程中，煤礦的氧化放熱和散熱沒有實(shí)現(xiàn)同步進(jìn)行，所以在很多時候放熱量相比較愉悅，散熱量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出，也就是說煤礦本身在井下作業(yè)過程中散熱效果是非常不理想的，這也就會導(dǎo)致煤礦在井下作業(yè)過程中出現(xiàn)自燃現(xiàn)象。在煤礦井下作業(yè)過程中所產(chǎn)生的熱量主要是因?yàn)槊号c氧氣之間的復(fù)合作用，在正常情況下煤氧的負(fù)荷發(fā)生速率是比較慢的，但是在這一過程中放出熱量一直都沒有科學(xué)的測定方式，這也就使得井下開采作業(yè)過程中火災(zāi)出現(xiàn)原因沒有得到確定，在進(jìn)行預(yù)防時也缺乏針對性。對于中國當(dāng)前的煤礦井下作業(yè)來講，無論是大型還是小型煤礦都有自然火災(zāi)事故出現(xiàn)過，而且在諸多安全事故當(dāng)中占比是比較高的，發(fā)生自然火災(zāi)事故的區(qū)域大多數(shù)集中在采空區(qū)周圍。所以在對自然安全事故進(jìn)行預(yù)防時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合這一特征進(jìn)行深入研究[1]。

2.2 開采技術(shù)不合適

煤礦開采作業(yè)過程中機(jī)械化作業(yè)程度較低，一直以來對中國煤礦開采企業(yè)的日常生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響，一些落后的煤礦開采企業(yè)在生產(chǎn)作業(yè)過程中仍然在采用炮采以及人力挖掘等機(jī)械化水平較低的作業(yè)方式，在實(shí)際作業(yè)過程中，企業(yè)本身對眼前的經(jīng)濟(jì)利益過于重視，而放棄了長遠(yuǎn)利益，所以也導(dǎo)致自身在開采資源過程中所采用的開采技術(shù)及設(shè)備不夠先進(jìn)，影響了開采作業(yè)效率[2]。在這種情況下，企業(yè)本身的經(jīng)濟(jì)效益是不會得到長足進(jìn)步與提升的，只會每況愈下。而對于部分企業(yè)來講，雖然在開采作業(yè)過程中選擇了較為先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，但是在使用這些設(shè)備和技術(shù)時，并沒有結(jié)合自身的實(shí)際作業(yè)狀況導(dǎo)致高度的機(jī)械化與先進(jìn)開采設(shè)備在煤礦開采作業(yè)過程中使用沒有產(chǎn)生實(shí)際意義，相反投入了巨額資金進(jìn)行設(shè)備及技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，導(dǎo)致煤礦本身的經(jīng)濟(jì)效益以及收益下降。

2.3 瓦斯處理的問題

瓦斯和煤炭在煤礦井下作業(yè)過程中是共同存在的，兩者之間是處于共存關(guān)系，瓦斯的主要組成成分是甲烷，在空氣當(dāng)中依靠自身的吸附性能，能夠很好地在煤層當(dāng)中進(jìn)行存儲。對于瓦斯來講，最主要的特點(diǎn)就是在空氣濃度達(dá)到臨界值時，如果遇到明火就可能會引起爆炸事故，如果直接將瓦斯氣體在大氣當(dāng)中進(jìn)行排放所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)相比較，與二氧化碳來講要更加劇烈，對于生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的破壞是非常嚴(yán)重的，人們的正常生存也會受到威脅。而對于當(dāng)前的煤礦企業(yè)來講，在井下作業(yè)過程中，需要根據(jù)瓦斯的特點(diǎn)采取有效的預(yù)防措施，避免或者是降低因瓦斯所導(dǎo)致的爆炸安全事故，在保證生產(chǎn)效率及生產(chǎn)安全性的前提下，增加煤礦生產(chǎn)作業(yè)質(zhì)量及效率[3]。

3 煤礦井下采礦技術(shù)優(yōu)化措施

3.1 巷道的合理布置

在井下采礦技術(shù)應(yīng)用過程中，最主要的優(yōu)化措施就是對巷道進(jìn)行合理布置。煤礦企業(yè)依托對巷道的合理布置，能夠增加巷道本身布置的質(zhì)量與科學(xué)性，增加井下作業(yè)過程中的安全水平以及煤礦的生產(chǎn)效率。在近些年來的煤礦開采技術(shù)發(fā)展過程中，相應(yīng)的開采作業(yè)方法正不斷完善和創(chuàng)新，所以在實(shí)際應(yīng)用時，對煤礦當(dāng)中巷道的布置要求也變得越來越高，井下開采作業(yè)過程中合理的號召布置能夠使開采作業(yè)換算率得到提升并增加開采作業(yè)速度，但在優(yōu)化過程中需要注意的是巷道的布置應(yīng)當(dāng)和開采作業(yè)方法之間相互配合，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)良好的通風(fēng)，盡可能降低在開采這些過程中，巷道本身的工程量以及所投入的建設(shè)成本。此外，在對巷道進(jìn)行合理優(yōu)化布置的過程中，也需要根據(jù)綜合掘進(jìn)技術(shù)以及煤礦開采綜合技術(shù)來進(jìn)行綜合巷道的布置，在過程中以期能夠?qū)崿F(xiàn)高效率以及高質(zhì)量的生產(chǎn)目標(biāo)。

3.2 合適的開采技術(shù)選擇應(yīng)用

因?yàn)橹袊旧淼膰撩娣e非常遼闊，所以擁有的煤炭資源分布也非常廣泛，在不同的地質(zhì)環(huán)境下進(jìn)行煤炭的開采，所采用的開采技術(shù)都具有不同的特點(diǎn)，一般情況下將開采技術(shù)分為爆破以及水力開采和綜合機(jī)械化開采這三種。在不同的開采技術(shù)應(yīng)用過程中，是根據(jù)煤礦本身的地質(zhì)特點(diǎn)，以及煤礦當(dāng)中煤層的分布特點(diǎn)進(jìn)行選擇的合適的開采技術(shù)，能夠極大程度上提高煤礦開采作業(yè)效率以及開采作業(yè)的安全性，而不合適的技術(shù)應(yīng)用則會降低開采作業(yè)效率以及安全性，甚至是使企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益降低[4]。對于爆破開采技術(shù)來講，主要是通過火藥的爆炸來是美誠松動，從而讓整個開的作業(yè)更加便捷，而且更加簡單，但如果在包含地下水和有斷層存在的煤礦當(dāng)中，采用爆破開采是非常不合適的，強(qiáng)行使用該方法可能會導(dǎo)致地下水滲出以及煤礦坍塌。而對于水力開采作業(yè)方法來講，則是在一些不穩(wěn)定的煤層和邊角煤開采當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用，針對特硬煤層該開采方法是無能為力的。最后的綜合機(jī)械化開采方法本身的機(jī)械化作業(yè)程度非常高，在裝煤運(yùn)煤以及破煤等全過程都可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立作業(yè)。但對于這種開采作業(yè)方法來講，最主要的特點(diǎn)就是造價非常高而且后期的維保工作投入也會非常高，針對大部分中小型煤礦來講是無法承擔(dān)這一費(fèi)用的。

3.3 完善瓦斯處理技術(shù)

基于煤礦開采作業(yè)來講，在瓦斯處理時抽放技術(shù)是應(yīng)對瓦斯問題的最主要處理方法，但這種作業(yè)方法所達(dá)到的效果并不是特別理想。在日常作業(yè)過程中，企業(yè)可以依據(jù)瓦斯的移動和運(yùn)行規(guī)律來選擇相對應(yīng)的排放技術(shù)，通過這樣的方式既能夠使瓦斯所產(chǎn)生的安全隱患降低，同時又能夠使企業(yè)在煤礦井下開采作業(yè)過程中所獲取的經(jīng)濟(jì)效益得到提升。除此之外對于瓦斯處理設(shè)備的生產(chǎn)廠家來講，在當(dāng)前能源需求量不斷增加的過程中，可以對設(shè)備的研發(fā)投入更多的資金，并且與相關(guān)研究院所與高校進(jìn)行合作是瓦斯處理設(shè)備先進(jìn)水平得到進(jìn)一步提高降低設(shè)備的造價以及推動設(shè)備廣泛安裝及使用得以真正實(shí)現(xiàn)，更好的保障煤礦井下作業(yè)過程中人員的安全及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

對于當(dāng)前的煤礦企業(yè)發(fā)展與建設(shè)來講，采煤技術(shù)是非常重要的，而井下采煤技術(shù)則更是重中之重。所以，針對煤礦井下采煤技術(shù)應(yīng)用存在的相關(guān)問題進(jìn)行深入研究并制定優(yōu)化措施，進(jìn)行解決對于煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)效益的提升，發(fā)揮了非常重要的作用。