煤礦開采工藝工程與技術展望探討

摘 要：煤炭資源是我國最基本的消耗能源。我國的經濟發展和國民日常生活離不開煤炭資源。為了滿足我國生產生活對煤炭資源的需求，我國煤礦開采技術進行了一定的改革，其機械化程度逐步的提高。而應用煤礦開采技術的范圍也更加廣泛。但是，煤礦開采工作效率的提高，也引發了較多的生態問題。許多的開采工藝和技術只注重煤礦的開采量，忽視了對生態環境的保護。本文就此闡述了一些常見的煤礦開采技術和工藝，并對煤礦開采技術的前景進行了一定的討論。

關鍵詞：煤礦開采 工藝過程 技術展望

中圖分類號：TD824 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（a）-0088-01

煤礦開采技術和工藝，是一個不斷創新和發展的過程。為了提高煤炭產量，煤礦企業一直都注重對采煤工藝和方法的完善。采煤工藝的進步，能夠促進煤炭開采整體的變革。現代采煤工藝是為了向高效率、安全性和高產量方向發展。其工藝和技術將現代高新技術和采煤技術相結合，從而開發智能化的生產監控和采煤設備系統，實現多樣化、多層次的采煤工藝。我國采煤技術已經走向了成熟的階段，其理論研究和應用水平也取得了很大的提高。在不穩定、急傾斜的地質中，采煤工藝過程也有了較大的范圍空間，其主要方向是提高機械化水平，并改善作業的條件。

1 煤礦開采工藝工程

1.1 高效集約化生產技術

煤礦開采的工藝注重高效集約化，并一直往該方向進行技術改革。為了促使集中化的生產，并提高單個工作面的產量，研究可靠性的采煤工藝和裝備。開采布置和生產系統注重高效性和簡單性，整個生產過程的科學管理和監控都要有相應的配套開采技術，并注重煤礦開采的機械化，改善裝備和工藝條件，擴大應用的范圍和水平，從而提高機械化采煤的水平和程度。

1.2 硬頂板控制技術

煤礦開采中，需研究小地壓、淺埋的硬厚頂板控制技術。該技術主要依靠傾斜深孔爆破和巖層的定向水利壓裂來處理，直接頂有了該技術，便可以隨意的開采，提高煤炭的回收率。而且能將頂煤破碎掉，保證工作面順利的開展安全生產。

1.3 開采薄煤層技術

目前，我國采煤機在薄煤層上很難取得很好的開采效果。其主要因素是由于沒有解決機面高度和主電機的矛盾。需要研究出一種功率大、體積小的電機。我國規定薄層采煤工作面為200～250 m的輸送機長度，而發達國家為300 m以上。在開采薄煤層中，我國研發了多個放頂煤液壓支架架型。并且積極的研究薄煤層的高效開采技術和總體配套技術。

1.4 綜采設備保障系統

如果要對開采煤礦實現高產高效，那么就要實時的監控采運設備和支架圍巖系統，提高開機的總體效率。煤礦開采工藝工程的研究重點就在于利用電液控制閥系統控制整個支架圍巖，改善支架的位態、頂板的狀態和液壓的信息。全面的監控在線或離線采煤機的溫度和磨屑狀況。以及刮板輸送機的具體狀態。

2 主要的煤礦開采技術

2.1 煤與瓦斯共采技術

煤與瓦斯共采技術需要攻克低透氣性和高地壓的技術問題，并認真解決高地壓、地溫以及沖擊地壓的一系列問題。煤與瓦斯共采，一體化解決了沿空留巷的問題，并且該技術推進了煤礦開采技術取得了新的改革與創新。煤與瓦斯共采技術充分利用了覆巖層的礦壓，并采取抽采的工藝，準確把握卸壓煤層的時間。交替的通風降溫和采掘方式的簡化，能夠促進煤礦的連續開采，并且提供了瓦斯治理和抽采的空間。煤與瓦斯共采，既保證了煤礦的安全性，也能夠獲得最大化的經濟效益，促進煤礦開采穩步的發展，走向科學開采的道路。

2.2 充填開采技術

充填技術原本使用的是水砂充填，但由于具有較復雜的工序，而且實施中發現減沉不理想。便選擇了矸石、膏體等新型的充填技術。新型的充填技術改變了壓煤和堆存煤矸石的困擾，并且促使煤礦開采呈現環保生態化。用矸石、膏體等新型充填技術，是目前煤礦開采中常見的方法。

2.3 壁式體系采煤技術

美國等發達國家在20世紀80年代酒開始使用壁式體系，并且取得了很好的成效。單個的工作面上，礦井工效可達到100/工左右，煤礦產量大幅度的上升。目前，國際上已經廣泛應用壁式體系。我國煤層條件復雜，而且呈現著多樣化，非常應用于壁式體系開采。目前，我國主要使用與壁式體系類型不同的長臂式開采。緩斜厚煤層中，主要用分層傾斜的長壁開采技術。我國目前廣泛使用頂煤技術開采，分層開采比率逐步降低。

3 煤礦開采工藝工程與技術展望

3.1 完善采場圍巖控制

需以科學合理的巖層控制技術來順利的開展采煤活動。注重低成本和高效率，結合我國多年的研究成果，用解析法、數值法研究我國各種煤層的開采條件和地質情況。并運用采礦的平衡機理和顯現規律來完善采場的圍巖技術。目前，直用高壓注水、化學加固技術有著較復雜的工藝條件，而且成本計較高。應需要繼續研究新材料、技術加以解決。放頂煤研究圍巖應力破碎、力學模型以及直接頂、頂煤以及基本頂之間的關系。離散元的辦法研究出頂煤的規律，并提出了頂煤回收率和放煤優化的準則。

3.2 監測頂板動態和支護質量

緩傾斜中厚長壁的煤層工作面內，實施監測頂板動態，應更進一步的在破碎頂板、堅硬頂板以及急傾斜工作面上開展動態監測。目前，我國煤礦開采在該方面還存在著許多的問題，應加強對現監測技術的改善，注重發展智能監控，將監測儀表進行改進，注重對小型化和直觀化監測儀表的研究。

3.3 煤炭地下氣化技術

煤炭地下氣化技術是控制地下煤炭的燃燒，利用熱化學作用獲得可燃性氣體。該技術屬于國際首創。由于該技術用人少、投資少、效率高，非常適合我國高比例劣質煤和復雜的煤礦地質區域。該技術將開采完的煤礦灰渣充填減沉好，促使煤礦開采過程零排放，減少了固體廢物污染周邊生態環境。目前，我國煤炭地下氣化技術還有待研究，一些方面還存在著不合理。如果技術得到成熟的應用，那么就能夠解決煤礦開采中的污染問題。并且，該技術可以順利高效率的生產潔凈能源，促進我國生態環境和社會經濟協調發展。

4 結語

煤礦開采技術和工藝會隨著科技的進步而逐步的進行改革和創新。目前，我國煤礦開采技術和工藝條件基本滿足社會對煤礦資源的需求。但煤礦資源的開采效率和環保節能，需要緊跟國際化的標準，注重發展采煤的機械化水平和更加先進的技術。采礦科學發展以完善采煤工藝和方法為主，未來的采煤技術將會向信息化、自動化方向發展。將現代高新技術和采煤技術相結合，能夠全面的開采煤礦資源，實現社會經濟和自然生態的可持續發展。

參考文獻

[1]朱耀平，王新年.淺談煤礦開采工藝工程與技術展望[J].中國科技縱，2011（10）.

[2]尹春恒，廖為康.淺議煤礦開采技術與工藝發展[J].中國高新技術企業，2009（22）.

[3]吳玉琴.淺議煤礦開采技術的現狀與前景[J].中國科技博覽.2012（17）.