煤礦采煤技術(shù)優(yōu)化及適用條件探究

楊洋

摘要：在煤礦行業(yè)發(fā)展過程中，采煤工藝的進(jìn)步非常關(guān)鍵，采煤工藝由最初的炮采工藝發(fā)展到現(xiàn)在的綜采工藝。隨著中國煤炭進(jìn)入到產(chǎn)能過剩時期，煤礦企業(yè)開始節(jié)約成本。為此，需要對現(xiàn)有的采煤工藝進(jìn)行優(yōu)化。通過分析現(xiàn)有采煤工藝存在的問題，探討了采煤工藝的優(yōu)化原則和優(yōu)化方法。

關(guān)鍵詞：采煤技術(shù);優(yōu)化措施;適用條件

科學(xué)的開采技術(shù)不但能夠使資源回收率大大提高，還能有效提升煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益并將煤礦采煤環(huán)境惡劣的問題有效解決。在采煤期間應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際的環(huán)境狀況仔細(xì)考察地質(zhì)，將技術(shù)型難題解決后有針對性的選用合適的采煤工藝，才能確保采煤技術(shù)應(yīng)用的有效性。

1 采煤技術(shù)工藝存在的問題分析

1.1 采煤技術(shù)水平總體分布不均勻

不同區(qū)域的采煤企業(yè)其技術(shù)水平存在一定的不均勻性，較發(fā)達(dá)區(qū)域的煤礦企業(yè)采煤技術(shù)水平較高，煤礦開采的安全性及質(zhì)量與傳統(tǒng)采煤技術(shù)相比有著顯著的優(yōu)越性。但一些經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較緩慢的區(qū)域，在煤礦開采過程中還存在技術(shù)手段過于陳舊的問題，開采設(shè)備落后，加上資金不足等因素影響，很多煤礦企業(yè)沒有進(jìn)行采煤技術(shù)的及時更新，在日常管理中也未做好采煤設(shè)備的養(yǎng)護(hù)管理工作，導(dǎo)致采煤系統(tǒng)的作用難以有效發(fā)揮，還有可能導(dǎo)致一系列開采安全問題的發(fā)生。

1.2 煤礦采煤技術(shù)水平較低

一些中小型煤礦在采煤技術(shù)的應(yīng)用中受當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平及自身條件等因素的影響，采煤設(shè)備簡陋，采煤技術(shù)水平相對比較低，限制了煤礦企業(yè)自身的發(fā)展。很多企業(yè)沒有可持續(xù)發(fā)展的理念，在開采過程中沒有實現(xiàn)對可回收資源的回收管理，對于煤礦采煤技術(shù)的優(yōu)化工作重視力度不足，也就不愿將精力放在煤礦采煤技術(shù)的改革與創(chuàng)新上，影響到煤礦采煤技術(shù)的發(fā)展。

1.3 生產(chǎn)效率低下

隨著近年來自動化技術(shù)的迅速發(fā)展，煤礦采煤技術(shù)水平得到了顯著提升。但在煤礦開采工作中還要對地質(zhì)條件、氣候等因素進(jìn)行綜合考慮，采煤技術(shù)一旦選擇不合理，會導(dǎo)致部分設(shè)備的作用難以充分發(fā)揮。此外在機(jī)械化生產(chǎn)過程中，一些開采設(shè)備還會出現(xiàn)一定程度的磨損，對煤礦開采效果也會產(chǎn)生比較大的影響。

2 采煤工藝優(yōu)化原則和優(yōu)化方法

2.1 采煤工藝的優(yōu)化原則

從大量的實踐中發(fā)現(xiàn)，在優(yōu)化采煤工藝時需要遵循以下幾個原則：a） 保證生產(chǎn)的安全性。在煤礦開采活動中，安全問題應(yīng)該處在首位，在優(yōu)化采煤工藝時必須在最大程度上保證人的生命安全，不要為了開采的經(jīng)濟(jì)效益而犧牲了安全。b） 經(jīng)濟(jì)效益最大化。煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益應(yīng)該是采煤工藝優(yōu)化的重點(diǎn)內(nèi)容，在保證安全的前提下，在最大程度上降低煤礦開采成本和提升生產(chǎn)效率，從而保證經(jīng)濟(jì)效益。c） 節(jié)約煤炭資源。煤炭資源是一種不可再生能源，在回采時要盡可能地提高采出率，避免產(chǎn)生較嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。為了實現(xiàn)這三條原則，要提升采煤工藝水平，同時要提高煤礦的管理水平。

2.2 采煤工藝的優(yōu)化方法

（1）地面技術(shù)

煤礦采煤期間所使用的地面技術(shù)是為了對采煤過程中可能出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行有效控制，需要對危巖地面和建筑物給予有效的保護(hù)措施。使用該項技術(shù)時，應(yīng)先仔細(xì)分析煤礦礦區(qū)的實際地質(zhì)狀況，將可靠的參考數(shù)據(jù)提供給技術(shù)應(yīng)用。煤礦采掘期間礦區(qū)的建筑物極容易受到傾斜墻壁塌落和走向等問題的影響，而各種損害嚴(yán)重時甚至?xí)霈F(xiàn)滑坡和危巖崩塌情況，因此使用地面技術(shù)采煤時一定要嚴(yán)格按照礦區(qū)建筑構(gòu)造的特點(diǎn)給予有效的保護(hù)措施。如果建筑物存在明顯的風(fēng)化裂縫，磚混構(gòu)造的危巖長時間裸露在外，可以將圈梁或柱加設(shè)構(gòu)造在頂?shù)?。注意使用該技術(shù)時不能制約對采煤工作的開展，施工人員為了計算巖體重量并將巖體范圍明確需要使用預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)，危巖裂縫則可借助混凝土灌漿處理，這樣可防止片巖和碎石滾落的狀況在煤礦采掘期間出現(xiàn)，能夠有效的提升采煤工作的安全性。

（2）條帶開采

由于條帶開采在煤礦作業(yè)中較為特殊，因此一定要明確其設(shè)計原則，一是開采完各層煤炭后為了有效避免土地變形和移動情況出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)確保遺留的條帶柱擁有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性支撐覆巖層。二是為了確保土地表層的下沉不會出現(xiàn)波浪狀情況并且沉降出現(xiàn)時是單一平緩的下沉，條帶的尺寸和寬度一定要合理的設(shè)計。另外還要采用科學(xué)的開采方法，第一條開采完后留下相鄰的第二條，然后開采第三條將第四條留下，按照這個順序依次進(jìn)行。總之為了避免地表發(fā)生移動或變形狀況，覆巖由留下的部分負(fù)責(zé)支撐，雖然這種開采方式能夠確保煤礦作業(yè)的安全，但無法獲取最高的煤炭能源回收率。

另外條帶開采過程中一定要確定采出留寬，將采出寬度明確后進(jìn)行嚴(yán)格的模擬實驗。通常應(yīng)將采出寬度控制在煤層寬度1/8～1/4范圍內(nèi)，然后將保留條帶確定。注意應(yīng)當(dāng)根據(jù)工作經(jīng)驗和礦區(qū)的實際狀況組織專業(yè)人員認(rèn)真研討，而不能盲目的計算獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，最后科學(xué)確定保留條帶。煤礦企業(yè)可以積極借鑒國外先進(jìn)的條帶開采法，將開采和保留的寬度記作A與B，開采寬度一旦出現(xiàn)變化則土地的下沉帶也會隨之出現(xiàn)變化，因此只有對A的數(shù)值認(rèn)真計算才能確保開采地保持穩(wěn)定，使用這種開采方式還要保護(hù)好煤礦區(qū)范圍的土壤。

（3）離層注漿技術(shù)

通過離層注漿技術(shù)的應(yīng)用，可以取得良好的地面沉降控制效果，避免覆巖下沉所導(dǎo)致的開采問題。在離層注漿技術(shù)應(yīng)用過程中，可直接在采空區(qū)上方覆巖離層進(jìn)行高溫漿液注射，使煤礦開采的穩(wěn)定性進(jìn)一步提高。在傳統(tǒng)煤層填充技術(shù)中，需要技術(shù)人員在煤礦井下開展注漿工作，操作難度大，安全性低。通過離層注漿技術(shù)的應(yīng)用，能直接在井上完成各項注漿作業(yè)，對于礦井下各項開采工作也能起到良好的保障作用。此外離層注漿技術(shù)對于相關(guān)設(shè)備的要求不高，具備操作簡便的應(yīng)用優(yōu)勢。該采煤技術(shù)的應(yīng)用，能提高煤礦開采的經(jīng)濟(jì)收益及運(yùn)行安全性，值得在礦區(qū)內(nèi)進(jìn)行廣泛應(yīng)用與推廣。

3.結(jié)語

煤礦行業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著極為重要的作用，作為不可再生資源的煤炭如果無法使用科學(xué)的開采技術(shù)則會浪費(fèi)大量資源。為了加強(qiáng)煤炭企業(yè)的競爭力并提高煤礦開采的效率和質(zhì)量，一定要對煤炭開采技術(shù)不斷優(yōu)化和完善，不斷深化研究采煤工藝并使用新型的設(shè)備，促進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張會賓，李連祥.煤礦采煤方法和采煤技術(shù)的選擇剖析[J].當(dāng)代化工研究，2021（16）：51-52.

[2]周興邦.煤礦采煤工藝技術(shù)優(yōu)化研究[J].內(nèi)蒙古石油化工，2020，46（12）：100-101.