煤炭開采技術(shù)發(fā)展方向探討

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（山西蘭花集團莒山煤礦有限公司 山西 048002）

引言

煤礦是我國經(jīng)濟發(fā)展非常重要的動力來源，煤礦工業(yè)也有力的推動了我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展。為了適應不斷變化的市場形勢和我國國民經(jīng)濟的發(fā)展變化，我國的煤炭開采企業(yè)在長期的發(fā)展中也在不斷提高自己的生產(chǎn)技術(shù)和完善相關(guān)的管理水平。近年來，隨著科技力量的不斷發(fā)展，我國的煤礦開采技術(shù)也在不斷創(chuàng)新改革，為企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益的提高做出了重大貢獻。

1.當前我國煤礦開采技術(shù)中存在的問題

(1)造成的環(huán)境污染嚴重

近年來，我國的科技力量在不斷的發(fā)展創(chuàng)新，使得煤礦的開采技術(shù)也在不斷改進，企業(yè)生產(chǎn)效率的持續(xù)提升也同樣帶來了環(huán)境污染問題的日益加劇。在煤礦開采過程中，需要將煤礦礦井里面的水不斷往外排出，這種情況直接導致了當?shù)氐牡叵滤怀掷m(xù)下降，在這個過程中礦井的承載能力也會持續(xù)下降，導致了當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境遭到嚴重的破壞。而且還有很多的小煤窯在開采的進程中，為了能夠有效降低成本并沒有采取預留煤柱的預防對策，導致風險發(fā)生的可能性大大增加；部分小煤窯在開采和挖掘生產(chǎn)中并沒有進行合理的規(guī)劃，甚至對我國國有的煤礦預留煤柱進行肆意采挖，造成了煤礦的嚴重破壞，而且還造成了底層錯動，地表嚴重下沉，對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成了比較嚴重的破壞。

(2)煤礦開采技術(shù)發(fā)展中的安全問題

在我國煤礦企業(yè)的發(fā)展中，安全問題是煤礦企業(yè)在生產(chǎn)發(fā)展中面臨的最為嚴峻的問題。安全事故不僅嚴重威脅著工人的生命，而且對企業(yè)的發(fā)展也造成了很大的影響。雖然煤礦企業(yè)的開采技術(shù)在持續(xù)改進，但是近年來由于管理不到位以及生產(chǎn)技術(shù)的落后等各種問題，導致了煤礦生產(chǎn)中安全事故頻發(fā)。造成這個問題的原因是多方面的：企業(yè)在生產(chǎn)中過分追求經(jīng)濟利益而忽視了安全管理問題；施工人員的素質(zhì)低下，對安全問題沒有清楚的認識，安全防范不到位，而企業(yè)也缺乏相應的監(jiān)管；生產(chǎn)技術(shù)落后，企業(yè)為了降低成本并沒有引進先進的技術(shù)，仍然使用落后的生產(chǎn)技術(shù)等。以上這些問題都有可能造成煤礦企業(yè)在生產(chǎn)中發(fā)生安全事故。因此企業(yè)在生產(chǎn)發(fā)展中一定要從管理和技術(shù)兩個方面不斷加強對企業(yè)的改進，確保企業(yè)的生產(chǎn)安全能夠再上一個臺階。

(3)過度開采造成的資源枯竭

在煤礦企業(yè)的發(fā)展中，經(jīng)濟利益的驅(qū)動使得我國很多的煤礦開采企業(yè)在發(fā)展中毫無計劃的進行大量的開采，甚至是掠奪式的大量開采，導致我國有限的煤炭礦產(chǎn)資源面臨即將枯竭的局面。煤炭資源屬于不可再生資源，我國的人口數(shù)量也在持續(xù)增加，當前現(xiàn)有的煤礦資源無法滿足我國龐大的人口對于資源的需求，如果這樣的情況持續(xù)惡化的話就會造成我國礦產(chǎn)資源的提前枯竭，對子孫后代造成的傷害是非常嚴重的。

(4)生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)更新速度慢

當前我國煤礦開采行業(yè)使用的大多都是機械設(shè)備，機械設(shè)備的技術(shù)水平?jīng)Q定著煤礦開采的安全性和質(zhì)量。在當前我國的很多煤礦企業(yè)中，為了能夠不斷壓縮成本，企業(yè)在生產(chǎn)中并不重視對先進技術(shù)的引進。仍然使用老舊的設(shè)備進行生產(chǎn)，一方面生產(chǎn)效率低下，另外一方面由于設(shè)備落后，對開采過程中的地下施工環(huán)境無法做到有效監(jiān)測，而且設(shè)備的自動化程度不高，人員在操作時很有可能失誤導致安全事故的發(fā)生。還有落后的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備在使用中容易發(fā)生故障，而且企業(yè)在管理中也缺乏對設(shè)備的保養(yǎng)和維護，這也為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)埋下了巨大的隱患。

2.煤炭開采技術(shù)發(fā)展方向

(1)煤礦開采技術(shù)與工藝的選定

煤炭行業(yè)的發(fā)展和進步需要從采煤的方法和工藝上進行改善。采煤工藝流程的提升能夠在很大程度上改善煤礦開采的整個行業(yè)的發(fā)展。當前時期的煤礦開采的工藝更加偏向于朝著高效、高質(zhì)量的方向發(fā)展，在生產(chǎn)中將傳統(tǒng)的采煤技術(shù)和先進的采煤技術(shù)進行有機結(jié)合，通過采煤設(shè)備和生產(chǎn)過程中使用的監(jiān)控系統(tǒng)的改進，保證采煤的可靠性與高效性，不斷改善采煤的流程工藝。進行采煤工藝創(chuàng)新的同時還需要開發(fā)煤礦的高度集約技術(shù)，使得煤礦開采生產(chǎn)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高度集中。

(2)深礦井開采技術(shù)

在煤礦開采作業(yè)中，對于施工過程中圍巖應力過高的情況，需要通過強化支護進行處理；針對煤礦開采的過程中發(fā)生的突水的問題，利用傳統(tǒng)的方式就可以實施處理，在這個過程中預防措施也是非常重要的，而且還要配合現(xiàn)代化技術(shù)進行優(yōu)化和改進。在實施深礦井煤炭的開采作業(yè)中需要注意：對開采區(qū)域中的礦壓進行有效的調(diào)整，對沖擊低壓的問題實施有效的防范，同時還需要保障礦井中能夠有良好的通風，根據(jù)實際情況對礦井中的布局進行有效的調(diào)整；在整個過程中需要克服的重點和難點是礦井中的應力場的分布情況以及圍巖的狀態(tài)；在煤礦開采的過程中，采煤作業(yè)現(xiàn)場的工作環(huán)境發(fā)生變化；礦井中能夠?qū)崿F(xiàn)高效率開采的相關(guān)技術(shù)和手段等。

(3)“三下”的開采技術(shù)

對煤礦開采中的上覆巖運動和地表的沉陷的規(guī)律進行深入研究，研究在開采中設(shè)置的系統(tǒng)參數(shù)與優(yōu)化方案，能夠最大限度滿足建筑物與地下水資源保護的需求；對進水體的開采設(shè)備和設(shè)計進行深入研究等。在研究中實現(xiàn)對關(guān)鍵技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化，包括對煤礦開采過程中沉陷問題的控制以及土地破壞的修復；研究生產(chǎn)中不同種類的組合技術(shù)和填充技術(shù)，有效利用填充技術(shù)將矸石等填充材料填充到礦井中，能夠有效的防止矸石被排放出來造成的生態(tài)環(huán)境的破壞。在作業(yè)過程中有效控制巖層的轉(zhuǎn)移，防止地面塌陷造成的生產(chǎn)中安全事故的發(fā)生以及對土地造成的破壞。另外，在對技術(shù)的改進中還包括對礦區(qū)周圍村莊的加固和保護等技術(shù)，確保煤礦的開采不會影響到周圍村莊人們的正常生活。

(4)對巷道中的布置進行優(yōu)化，有效減少在開采中矸石的排放

對現(xiàn)有的開采方法和礦區(qū)的開采布置規(guī)劃進行優(yōu)化，使煤礦的開采能夠獲得最大的經(jīng)濟效益。針對煤礦開采地區(qū)的地質(zhì)條件以及巷道的布置和規(guī)劃，需要保障開采的布置和方法能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)配置。整個煤巷中一般布置單一的煤層開采，矸石一般情況下不能離開地面，在一定程度上對生產(chǎn)系統(tǒng)進行了簡化，使生產(chǎn)中真正實現(xiàn)了無軌膠輪和單軌吊運輸?shù)囊惑w化，通過礦井的井口直接到工作面，實現(xiàn)綜合采掘技術(shù)和綜合挖掘能夠同步進行，大大提高煤礦開采的生產(chǎn)效率。在對研究矸石應用于井下進行直接處理以及用作填充材料的技術(shù)可以有效的減少煤礦開采中污染的來源，對開采過程中使用到的生產(chǎn)系統(tǒng)進行簡化，以便能夠不斷提高開采的效率。在對巷道布置進行優(yōu)化設(shè)計中，需要通過對巷道的內(nèi)部布置進行簡化，不斷實現(xiàn)對采礦區(qū)和工作面的參數(shù)進行優(yōu)化和調(diào)整，使得生產(chǎn)技術(shù)能夠在采礦中實現(xiàn)單一煤層集中開拓，實現(xiàn)采礦過程中回采的集中化，將巖巷的掘進率調(diào)整到最低，在實際作業(yè)中多開一些煤巷，使矸石的排出量減少。

通過以上方式的改進能夠大大提高煤礦開采的效率，而且減少在煤礦開采過程中可能對環(huán)境造成的污染，最大限度的實現(xiàn)煤礦開采行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

(5)采場圍巖的控制技術(shù)

采場圍巖的控制技術(shù)也是煤礦開采中非常重要的生產(chǎn)技術(shù)。在進行技術(shù)改進中首先要健全圍巖控制的相關(guān)理論，采取有效的開采控制技術(shù)使得煤礦開采工作能夠高效實施、順利進行。在對我國的礦山壓力的相關(guān)研究，使用不同領(lǐng)域的技術(shù)方法，結(jié)合煤礦開采中的實際情況，不同的煤層以及差異化的開采條件進行有效研究，對煤礦開采場地的圍巖控制技術(shù)進行不斷的優(yōu)化；放頂煤的開采巖層、支架-圍巖的作用機理。在技術(shù)改進中需要結(jié)合頂煤的放置規(guī)律，試著利用離散元的方法，以放頂煤優(yōu)化標準為原則，實現(xiàn)對頂煤的高效回收。

對于頂板動態(tài)問題以及支護質(zhì)量的監(jiān)測技術(shù)，對現(xiàn)有的檢測技術(shù)進行不斷的調(diào)整和優(yōu)化，將智能檢測設(shè)備和系統(tǒng)應用到監(jiān)測系統(tǒng)中，使得監(jiān)測儀表的功能更加完善，同時還需要對監(jiān)測儀表實施簡化，使其能夠直接呈現(xiàn)出最終的監(jiān)測結(jié)果；對于遇到的堅硬與破碎的頂板的問題，對煤礦開采中使用的巖層的控制技術(shù)進行研究和改進，實現(xiàn)其在生產(chǎn)中的高效率生產(chǎn)以及低成本運營，在對堅硬的頂板進行處置時，使用高壓注水與化學加固相結(jié)合的方法進行技術(shù)的改進，這個過程相對比較繁瑣，而且成本也比較高?？梢葬槍υ搯栴}進行新的生產(chǎn)技術(shù)與工藝的研究，從生產(chǎn)實際中存在的問題進行分析和改善，最終實現(xiàn)對整個技術(shù)的優(yōu)化和改進。對沖擊性礦壓顯現(xiàn)的發(fā)生機理進行技術(shù)方面的研究與分析，研制準確的預報技術(shù)。

采礦圍巖的控制技術(shù)對整個煤礦開采行業(yè)的發(fā)展有重要的影響，通過技術(shù)的改進不但能夠有效提高生產(chǎn)的安全性，降低企業(yè)生產(chǎn)運營中的風險，保障工人的施工安全。而且通過技術(shù)的改進可以在很大程度上提升企業(yè)生產(chǎn)的效率，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，促進煤礦開采行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

3.結(jié)束語

煤礦開采是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分。但是安全、環(huán)境污染以及資源的過度開采問題一直都是煤礦企業(yè)在發(fā)展中面臨的嚴峻問題。這些問題的出現(xiàn)給整個行業(yè)的發(fā)展都造成了很大的阻礙，針對這些問題，需要在發(fā)展生產(chǎn)不斷追求經(jīng)濟效益的同時要實施對煤礦開采中技術(shù)的改進，通過利用先進的生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)流程和工藝優(yōu)化的方式實現(xiàn)整個煤礦開采過程總體的優(yōu)化。使我國的煤礦開采企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，也使我國的自然資源得到合理的開發(fā)和利用，為人類的生產(chǎn)和發(fā)展服務。