煤礦井下采煤技術及存在問題分析

＊柳勇勇

（柳林縣安全生產(chǎn)技術服務中心 山西 033300）

二十一世紀的今天，隨著經(jīng)濟水平的提升和科學技術的不斷發(fā)展，在我國的煤礦產(chǎn)業(yè)中，井下采煤技術也得到了更好的進步。對于煤礦企業(yè)而言不僅僅是向前發(fā)展的好機遇，更是發(fā)現(xiàn)自身問題以及技術不足的良好契機，相比于傳統(tǒng)化地采煤技術的進步更是挑戰(zhàn)。所以，煤礦企業(yè)要緊緊抓住當前采煤技術的特點，深入把握采煤技術中的不足和問題，準確分析存在問題的原因。結(jié)合多元化和科學化的方式幫助井下采煤工作能夠更好地進行，提升自身采煤效率的同時提高自身的經(jīng)濟效益，保證煤礦企業(yè)能夠向著可持續(xù)、健康長遠的方向發(fā)展，這是實現(xiàn)自身價值的最好體現(xiàn)。

1.井下采煤技術工作的主要特點

(1)采煤工作難度較高，開采過程繁瑣復雜且具有危險性

在現(xiàn)階段，我國煤礦開采的主要方式便是露天礦場開采以及井下煤礦開采，在這兩種煤礦開采方式中其井下煤礦開采的難度和復雜繁瑣性遠遠大于露天礦場開采。在井下煤礦開采過程中，井下環(huán)境較為惡劣，其空間較小。對于開采工人而言開采工作存在著一定的難度。

此外，煤礦井下所蘊含的煤礦資源更是遠遠多于露天礦產(chǎn)，所以我國煤礦產(chǎn)業(yè)需要大力發(fā)展的方面便是井下煤礦開采[1]。但是，對于很多煤礦企業(yè)而言井下煤礦位于地底深層，在開采過程中往往需要專業(yè)化的開采探測設備，更要根據(jù)探測設備對地下煤礦煤層的走向進行具體化的分析，這也讓井下煤礦開采工作的難度提升了一個等級。相比于露天礦場開采，井下煤礦開采過程中往往會因為煤層中甲烷等易燃氣體的滲漏出現(xiàn)爆炸，大大威脅著煤礦工人的安全以及煤礦企業(yè)的財產(chǎn)安全。圖1為煤礦井下煤礦采掘機的開采過程。

圖1 煤礦井下采掘機的開采過程

(2)煤礦開采方式的差異性，效益出現(xiàn)較大的不同

當前煤礦企業(yè)的井下煤礦開采工作中，其主要的開采方式便是放頂煤開采和長臂式的開采方式，對于這兩種采煤方式，隨著經(jīng)濟水平的提升和采煤技術的進步井下采煤在開采過程中往往需要利用定向化的鉆進勘探技術，所以這就需要煤礦企業(yè)要對井下深層次的煤層分布進行分析，結(jié)合煤層走向時刻更改煤礦開采的具體位置，進而實現(xiàn)煤礦開采效益最大化，對于井下煤礦開采方式的差異性，呈現(xiàn)出效益的較大不同。

2.井下采煤技術的主要問題剖析

目前，我國的各個大型煤礦開采作業(yè)過程中，采用最為普遍的開采技術便是圍巖控制技術以及井下巷道的優(yōu)化布置，結(jié)合排放量的減少實現(xiàn)開采效益最大化的最終目標[2]。在此基礎上，我國現(xiàn)階段的開采方式更是在不斷地完善和發(fā)展，然而在開采技術發(fā)展如此迅猛的狀態(tài)下，更是有著些許問題和不足，對井下煤礦開采存在著一定程度的影響。

(1)安全隱患嚴重，安全問題無法解決

我國當前很多煤礦企業(yè)在發(fā)展過程中，大多數(shù)的煤礦企業(yè)僅僅是過分強調(diào)煤礦開采過程中的經(jīng)濟效益提升，并未充分認識到現(xiàn)階段煤礦企業(yè)工作中的安全問題。“安全無小事，警鐘要長鳴”，很多企業(yè)并不重視安全問題，其安全弊端仍存在并沒有得到有效的處理。有很多煤礦企業(yè)對于安全管理所撥發(fā)的資金少之又少，并未充分保證安全管理的順利進行[3]。其中，開采工人的安全意識和安全管理制度并不完善，例如工人在進入煤礦工作的初始階段，部分企業(yè)并未進行有效的安全意識培訓。

另外，有的煤礦企業(yè)的墻上、井下等地方早早已經(jīng)張貼了安全管理制度，但是由于上層領導的不重視和執(zhí)行力度不足等原因，安全管理制度形同虛設，不僅大大影響著煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率和工作質(zhì)量，更為嚴重的是很容易導致煤礦內(nèi)部安全事故的發(fā)生，嚴重威脅著煤礦工人的安全以及煤礦企業(yè)的生產(chǎn)健康、生產(chǎn)效益。在此基礎上，很多煤礦企業(yè)中都未設置井下工人自救裝置、緊急避險裝置以及重大災害及時報警裝置等，在安全事故發(fā)生是無法利用科學化的裝置保證井內(nèi)工作人員自身的安全。

(2)機械化水平較為落后，技術尚未及時更新

1978年改革開放之后，我國開始實行市場經(jīng)濟體系，逐漸確立了符合我國國情的社會主義市場經(jīng)濟體制。從改革開放到二十一世紀的今天，市場經(jīng)濟制度的確立時間并不算長，長期受計劃經(jīng)濟制度制約的煤礦產(chǎn)業(yè)在煤礦開采技術上并沒有一個質(zhì)的提升，煤礦企業(yè)中的開采技術和開采設備更是沒有一個及時的更新和完善[4]。所以，此時我國的煤礦企業(yè)開采技術相比于西方發(fā)達國家而言更是有著一定的落后，無論是技術的革新還是安全管理制度的設立都和西方發(fā)達國家有著一定的距離。例如，機電一體化、自動化控制、智能化監(jiān)管等技術。而現(xiàn)階段我國的部分中小型煤礦仍然采用這傳統(tǒng)化的開采形式，并不重視技術和設備的有效更新，大大影響著煤礦的開采效率和價值的有效創(chuàng)造。如圖2所示工人在使用落后的設備開采。

圖2 工人在使用落后的設備開采

(3)煤礦開采系統(tǒng)化水平偏低

傳統(tǒng)化開采模式下的煤礦井下開采系統(tǒng)主要包含著采煤機械化系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)、巷道通風系統(tǒng)以及煤礦采場圍巖控制系統(tǒng)。煤礦企業(yè)想要實現(xiàn)自身開采效率最大化，那么必須要保證各個系統(tǒng)之間能夠良好配合，互相搭配并協(xié)調(diào)，實現(xiàn)井下作業(yè)的安全生產(chǎn)。然而，對于我國煤礦企業(yè)而言，現(xiàn)階段我國大多數(shù)煤礦中的開采機械化和自動化水平過低，在開采過程中各個系統(tǒng)之間很少會有充分配合和高效化運行的協(xié)調(diào)，在各個系統(tǒng)中技術和開采設備更是相差甚遠，最終出現(xiàn)開采系統(tǒng)功能的不完整，很大程度上影響著煤礦開采技術的提升以及開采效率的發(fā)展。

(4)煤礦自身采煤難題并未得到認識和解決

煤礦井下的采煤工作中，其主要的問題便是通風問題、防瓦斯、防火以及防塵問題，對于現(xiàn)階段技術不完善的煤礦企業(yè)而言，仍然難以解決[5]。在此基礎上有很多問題都處在尚待研究的階段，入沖壓地壓、高溫災害以及防水等問題，這些棘手的問題若是不被及時解決，那么對于煤礦生產(chǎn)過程中的安全以及煤礦企業(yè)的順利發(fā)展將會有一定的影響，嚴重的更是會發(fā)生不可預料后果的安全事故。

3.井下采煤技術問題的解決分析

(1)加強煤礦安全管理和制度設置，保證煤礦生產(chǎn)安全

安全作為企業(yè)發(fā)展和煤礦生產(chǎn)工作中的重中之重，煤礦企業(yè)必須要充分重視煤礦的安全生產(chǎn)問題，只有在生產(chǎn)過程中保證安全，降低井下采煤工人的危險，才能在井下開采過程中實現(xiàn)開采問題的解決以及效益的提升。在生產(chǎn)過程中，煤礦企業(yè)應該積極引入西方發(fā)達國家煤礦行業(yè)的先進技術和工藝，根據(jù)自身煤礦情況進行技術的改進和研究，取其精華，去其糟粕。在技術上進行革新和改進，以求更好實現(xiàn)安全技術管理，保證能煤礦生產(chǎn)安全。另外，我國煤礦生產(chǎn)在進行井下開采過程中，要切實做好通風、防水、防火、防瓦斯的具體措施。在此基礎上，設置緊急救援系統(tǒng)、防災系統(tǒng)以及重大災害檢測系統(tǒng)，結(jié)合西方發(fā)達國家的先進技術，充分降低安全事故的發(fā)生，加強煤礦安全防范系統(tǒng)的建設，保證煤礦開采工作能夠擁有一個良好且有安全的環(huán)境[6]。圖3為某煤礦公司設置的安全指示牌。

圖3 某煤礦公司設置的安全指示牌

此外，在進行井下煤礦開采過程中，要加強安全管理制度的確立和建設，充分按照《煤礦安全制度》進行生產(chǎn)過程中每個環(huán)節(jié)的認真檢查，將安全隱患扼殺在搖籃中。充分熟悉井下巷道的線路，確保能夠正確合理地將巷道布置起來，讓巷道能夠正確工作。最后，煤礦企業(yè)要重視井下工作開采人員安全意識的培訓，結(jié)合培訓的方式增強開采人員的綜合素質(zhì)和安全意識，實現(xiàn)安全管理能夠達到最優(yōu)化的效果。圖4為對井下實際情況的檢測。

圖4 對井下實際情況的檢測

(2)結(jié)合實際情況進行采煤技術的選擇和實行

對于當前我國煤礦產(chǎn)業(yè)而言，煤礦企業(yè)在進行煤礦井下開采技術的選擇時，要充分結(jié)合自身煤礦的實際情況進行井下采煤技術的良好選擇，不可對西方發(fā)達國家的采煤技術進行照搬照抄。例如，綜合機械化采煤技術主要用于各個中大型煤礦中的，集采煤、裝煤、運輸煤等功能一體的開采技術，在最大程度上減少了煤礦中開采工人的使用，其安全性相比于其他的采煤技術是比較高的。但是，這種采煤方式的使用對于自身機械設備的要求是較高的，在一些中小型煤礦中并不適用，其性價比局限了這種采煤方式的使用范圍，所以各個煤礦企業(yè)應重視自身實際問題的分析，為煤礦企業(yè)效益的提升奠定基礎。另外，煤礦企業(yè)應結(jié)合自身情況選擇炮采技術，炮采技術的主要流程是打眼、落煤、裝煤、運輸、作業(yè)支護以及采空區(qū)的處理。這種技術是當前煤礦生產(chǎn)過程中較為常見的一種開采技術。炮采技術的主要優(yōu)點是適用于各種地質(zhì)復雜的地區(qū)，在操作過程中設置好爆破參數(shù)，進而完成煤礦的開采。但是這種技術往往存在著安全隱患，爆破時的參數(shù)設置未按照要求的話通常會發(fā)生爆炸傷人的事故。

(3)規(guī)避風險，降低資源消耗

在煤礦企業(yè)不斷開采過程中，通常會由于我國開采技術的落后以及技術水平的不發(fā)達導致煤礦井下經(jīng)常出現(xiàn)甲烷自燃情況，這對于煤礦企業(yè)來講不僅帶來了巨大的經(jīng)濟損失，還造成了較為嚴重的煤礦資源浪費情況。所以，在煤礦企業(yè)工作中，為了及時避免此類問題的出現(xiàn)，煤礦企業(yè)應充分結(jié)合先進化的井下采礦技術進行煤礦資源的開采，在提高自身煤礦出采率的同時，加強對井下火災安全隱患的監(jiān)管，使得煤礦井下開采工作面得到了延長，在最大程度上減少了煤礦資源的浪費情況。在此過程中，要想保證先進開采技術能夠更好地應用于煤礦井下開采工作中，首先煤礦企業(yè)應該做的便是保證煤礦開采工作面煤礦資源產(chǎn)量的提升[7]，重視對煤礦開采過程中的組織化管理工作，充分結(jié)合國外西方國家的先進采煤技術和設備，保證整個煤礦生產(chǎn)過程的機械化與自動化。另外，采煤先進技術的有效引用，合理使用煤礦生產(chǎn)材料，最大程度降低材料消耗，同時更要回收并再次對生產(chǎn)廢棄材料進行利用，保證煤礦開采、生產(chǎn)成本的有效化控制。最后，為了更好地保證煤礦開采后的資源質(zhì)量，煤礦企業(yè)應當結(jié)合自身煤礦的實際開采條件合理進行支護的設計，并在此過程中選擇合適的采煤技術減少煤炭資源自身灰分和含矸量，盡量避免因煤粉、矸石含量過高而導致煤炭質(zhì)量的不合格。

4.結(jié)束語

總之，現(xiàn)階段經(jīng)濟水平的發(fā)展，讓我國煤礦產(chǎn)業(yè)的技術也得到了不斷的提升。但是，相比于西方發(fā)達國家而言，我國的井下采煤技術仍然存在些許不足和落后，這也導致我國大部分的煤礦企業(yè)生產(chǎn)效益跟不上行業(yè)的步伐。所以，煤礦企業(yè)應充分挖掘自身存在的問題，針對問題的原因和實際的解決方式進行技術的完善以及管理的進步。在井下煤礦開采過程中，煤礦企業(yè)要對自身礦產(chǎn)資源的產(chǎn)出率加以提高，利用先進技術的融入實現(xiàn)自身水平的提升，保證煤礦企業(yè)自身效益的提升和價值的體現(xiàn)，為煤礦企業(yè)技術的進步和長久的發(fā)展給予充分的支持。