先進(jìn)采煤技術(shù)及開(kāi)采方法的研究

陳志斌

摘? 要：煤礦開(kāi)采作業(yè)具有危險(xiǎn)性高的特點(diǎn)，要從根本上提升煤礦采礦效率以及安全性，必須結(jié)合實(shí)際采用先進(jìn)的采礦技術(shù)與方法。鑒于此，本文闡述了采煤技術(shù)的發(fā)展，分析了煤礦開(kāi)采方法選擇需要遵守的原則，而后對(duì)一些新采煤技術(shù)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：采礦技術(shù);開(kāi)采方法

前言：煤礦開(kāi)采過(guò)程中頻頻發(fā)生安全事故，受到了來(lái)自社會(huì)上各領(lǐng)域的關(guān)注，為了使企業(yè)能夠穩(wěn)定發(fā)展，并且積極的對(duì)相關(guān)政策作出回應(yīng)，煤礦采掘作業(yè)中的采煤技術(shù)一直都在優(yōu)化、更新，使其更具安全性，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行質(zhì)量、產(chǎn)量與效率的提升。

1.采煤技術(shù)的發(fā)展

我國(guó)的煤礦資源豐富，相關(guān)的調(diào)查資料顯示，在我國(guó)境內(nèi)已發(fā)現(xiàn)煤炭?jī)?chǔ)量約有1.5萬(wàn)億噸，煤礦開(kāi)采技術(shù)隨著煤礦資源需求及煤礦企業(yè)需求提升，實(shí)現(xiàn)跳躍式發(fā)展。我國(guó)的采煤工業(yè)在60和70年代普及了機(jī)械化與綜采煤設(shè)備工藝，普通機(jī)械化工作面的裝備進(jìn)行全面的更新，使用π型長(zhǎng)鋼梁支護(hù)頂板等新設(shè)備工藝，綜合機(jī)械化采煤工作面向大功率程序化發(fā)展，到九十年代，高產(chǎn)量煤礦開(kāi)始建設(shè)，于2005年建設(shè)完成了一批，這時(shí)我國(guó)的煤礦產(chǎn)量已經(jīng)有二十一億噸，位居世界煤礦產(chǎn)量第一。綜采工作面最高年產(chǎn)量達(dá)百萬(wàn)噸以上。目前我國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤炭開(kāi)采企業(yè)采煤機(jī)械化程度達(dá)到了百分之九十以上，采煤技術(shù)工藝的發(fā)展經(jīng)過(guò)了綜合機(jī)械化采煤工藝、爆破采煤工藝等等。部分煤礦已實(shí)現(xiàn)了智能化采煤工作面和智能化掘進(jìn)工作面及輔助系統(tǒng)智能化。

2.煤礦開(kāi)采方法選擇需要遵守的原則

2.1安全性

近年來(lái)，在科學(xué)和信息技術(shù)不斷進(jìn)步的背景下，各種先進(jìn)采礦技術(shù)以及方法被廣泛應(yīng)用于煤炭資源開(kāi)采作業(yè)當(dāng)中，一定程度上降低了采煤作業(yè)過(guò)程中安全事故發(fā)生的概率[1]。但是，煤礦開(kāi)采作業(yè)中不合理應(yīng)用采煤技術(shù)的現(xiàn)象仍然存在，嚴(yán)重影響了安全采煤目標(biāo)。從整體上來(lái)看，只有結(jié)合實(shí)際不斷引入采礦新技術(shù)與新方法，才能夠?qū)崿F(xiàn)煤炭安全生產(chǎn)的目標(biāo)。

2.2經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)需合理

企業(yè)選擇一個(gè)采煤方法首先是探查該采煤方法的效率及質(zhì)量，而正式投入使用的決定性因素確實(shí)從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，考慮該方法投入使用是否合理，經(jīng)濟(jì)考慮包含很多內(nèi)容，具體講有五個(gè)方面：一、采煤工作面，煤礦的產(chǎn)量直接的決定了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。二、采煤效率，采煤效率也包含人工與采煤設(shè)備兩個(gè)方面。三、材料的消耗，在采煤作業(yè)中，會(huì)產(chǎn)生一些能源消耗，比如炸藥消耗、電能消耗等。四、煤礦的質(zhì)量，這也是除采煤效率與采煤產(chǎn)量之外煤礦企業(yè)所看重的另一個(gè)指標(biāo)，先進(jìn)的采煤技術(shù)，可以有效將煤與矸石等區(qū)分開(kāi)來(lái)，最大程度清除煤炭灰分含量。五、采煤成本，人工費(fèi)與材料購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用等。通過(guò)這些方面的分析可以發(fā)現(xiàn)，究其根本經(jīng)濟(jì)考慮便是煤礦的經(jīng)濟(jì)收入對(duì)比經(jīng)濟(jì)投入如何。

3.煤礦開(kāi)采先進(jìn)技術(shù)研究

3.1爆破采煤技術(shù)

爆破技術(shù)起源比較早，但是實(shí)用性較強(qiáng)，可以應(yīng)用在大多數(shù)采掘活動(dòng)中，因此在現(xiàn)階段的煤礦開(kāi)采作業(yè)中依然在使用，在完成爆破后，人工與機(jī)械一起進(jìn)行后續(xù)的采煤工作。除了實(shí)用性強(qiáng)外從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，只需要炸藥和雷管的投入而已十分劃算，弊端則是無(wú)法進(jìn)行常規(guī)化生產(chǎn)，工程進(jìn)度緩慢，很多勞動(dòng)條件與內(nèi)部環(huán)境需要進(jìn)行調(diào)整。

3.2綜合采煤工藝

綜合采煤工藝的特點(diǎn)表現(xiàn)在采煤效率上，且可以明顯降低勞動(dòng)強(qiáng)度與難度，在很多煤礦采煤過(guò)程中都有應(yīng)用。具體開(kāi)展步驟：一、切割煤炭環(huán)節(jié)中，破煤、落煤與裝煤三個(gè)環(huán)節(jié)，利用采煤機(jī)等設(shè)備;二、運(yùn)輸刮板機(jī)生產(chǎn)能力與采煤機(jī)相類(lèi)似，但是采煤機(jī)的綜合效益相對(duì)較低;三、工作面支護(hù)由及時(shí)支護(hù)與滯后支護(hù)兩種方式組成，及時(shí)支護(hù)通常在頂板壓力超過(guò)一定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)使用，很多頂板的穩(wěn)定性無(wú)法保證，液壓支架大多使用高壓液體，如此可以完成對(duì)頂板的支撐與推移等作業(yè)，具體作業(yè)流程見(jiàn)圖一[2]。

3.3綜采放頂煤采礦技術(shù)

以往的采煤作業(yè)中，厚煤層的采煤效率始終無(wú)法得到提升，因此綜采被研發(fā)出來(lái)。這種采煤技術(shù)是以綜采的液壓機(jī)為基礎(chǔ)，進(jìn)行一些改造措施，經(jīng)濟(jì)投入較低。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的傳播與再發(fā)展，放頂煤技術(shù)成為了厚煤層開(kāi)采中的頂流技術(shù)，煤礦開(kāi)采作業(yè)中，礦山壓力使頂煤破裂，之后從放頂煤支架后方的放煤口放出，詳情見(jiàn)圖二。頂煤排放時(shí)，需要進(jìn)行干預(yù)，將采集比控制在合理的程度，就可以一次性對(duì)數(shù)倍于采高的煤層進(jìn)行開(kāi)采。一般情況下，采煤與排放比都會(huì)確立在1：3，這是為了確保煤礦的回收率。這項(xiàng)技術(shù)也有個(gè)明顯的缺點(diǎn)，在井下作業(yè)的工作人員可以明顯感覺(jué)到，便是對(duì)比其他技術(shù)而言，產(chǎn)生的粉塵較多，由此會(huì)引發(fā)一系列的安全問(wèn)題[3]。

3.4煤礦開(kāi)采充填法

煤礦開(kāi)采會(huì)引發(fā)一系列的生態(tài)問(wèn)題，比如前些年頻繁爆出新聞的煤礦上方塌陷，由此一些煤礦企業(yè)開(kāi)始推行充填煤礦開(kāi)采技術(shù)，用來(lái)解決地表沉陷與水?dāng)嗔鞯葐?wèn)題。充填技術(shù)具體作業(yè)內(nèi)容是，使用一些合理的材料將開(kāi)采過(guò)的空礦區(qū)進(jìn)行填充，保證巖層的完整性，充填材料由最開(kāi)始的水砂、矸石等一步步發(fā)展，到現(xiàn)在各種合成材料，比如說(shuō)礦山全尾砂膠結(jié)充填系統(tǒng)，它將采煤產(chǎn)生的煤矸石、尾礦等固體廢棄物與粉煤灰、膠結(jié)劑等材料復(fù)合而成的高密度流體，再通過(guò)充填泵加壓，經(jīng)過(guò)管路輸送到井下的采空區(qū)，支護(hù)采場(chǎng)圍巖、匹配采礦作業(yè)。

總結(jié)：綜上所述，煤礦開(kāi)采作業(yè)中，一些新技術(shù)的應(yīng)用大大提高煤礦井下作業(yè)的安全性，并且解決了部分煤礦環(huán)境無(wú)法順利開(kāi)采的難題，提高了煤礦的產(chǎn)量與質(zhì)量，煤礦開(kāi)采充填法、綜采放頂煤采礦技術(shù)的應(yīng)用，有效改善了井下作業(yè)環(huán)境，使煤礦企業(yè)能夠穩(wěn)定、可持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李飛.煤礦采礦工程設(shè)計(jì)與施工中應(yīng)注意的問(wèn)題及對(duì)策[J].發(fā)明與創(chuàng)新（大科技），2018 （10） ：32;34.

[2]李東紅.關(guān)于煤礦采礦新技術(shù)與開(kāi)采方法的分析探討[J].石化技術(shù)，2019，26（08）：151+155.

[3]韓佳峰.煤礦采礦新技術(shù)與開(kāi)采方法的探討[J].石化技術(shù)，2019，26（03）：194.