我國井工煤礦開采技術現狀和發展展望

吳漢華

摘要：煤炭高效智能開采具有減人、增效、促安等多重效益，是煤炭工業技術創新的重要方向，也是煤炭工業轉型升級發展的必然要求。我國作為煤炭生產、消費大國，雖然煤炭儲量居世界前列，但是開采技術、開采圖紙的設計、機械裝備水平較低，煤炭的開采效率低、資源利用率低、浪費現象嚴重。因此，煤礦開采企業應該將高新技術與煤礦開采有機結合，這樣才能在激烈的市場競爭中占據先機，促進煤礦企業的發展。

關鍵詞：煤礦；開采技術；井下作業；發展

引言：

目前，我國在煤炭智能化開發領域加大了政策扶持、資金支持和科技創新的力度，煤炭智能化開發技術得到了很大的進步并不斷取得突破。但是，煤炭智能化開發水平整體上仍處于初步階段，煤炭開發技術裝備在可靠性、穩定性、自動化和智能化等方面仍無法完全滿足煤炭企業現場需求和煤炭工業轉型升級發展的要求。基于此，文章主要分析了影響井工煤礦開采技術的因素，通過分析我國煤礦開采技術的現狀，闡述了井工煤礦開采技術的發展。

1影響井工煤礦開采技術的因素

井工煤礦開采是在環境復雜、巖層多樣的井下作業，在礦井通風、瓦斯礦塵等災害預防和及時救助的礦難方面有極高的要求。比如，第一，技術人員在設計礦井通風時，要考慮空氣在進入井下輸送至各個作業場所時可能攜帶的大量有害氣體或者粉塵、在作業中機械熱能散發和地熱作用下，空氣中的水分會被蒸發掉，井下的溫度將會增高，從而造成氣候條件惡化等問題；第二，瓦斯礦塵對井下作業人員的健康有一定的影響，長期作業在礦塵或瓦斯濃度較高的環境中，作業人員容易出現矽、煤肺病等職業病，并且濃度聚集到一定的爆發點將會產生爆炸等嚴重的安全事故；第三，由煤礦層開采后剩余的巖層水滴聚、地表水和地下水混合流入井內聚集而成的礦井積水，對井內的排水設計有著很高的要求，如果井內積水超過排水能力，就容易形成水害，造成安全事故等問題。

2我國煤礦開采技術現狀

2.1采煤技術結構多樣化

目前，從我國煤礦開采的主體和技術來看，由于開采的主體層次不一，（比如，有國有煤礦、鄉鎮煤礦、地方國有煤礦等所有制不同的煤礦；重點煤礦、鄉鎮煤礦、地方國有煤礦等重視程度不一的煤礦。）大部分采用機械化、半機械化半人工開采、完全手工開采等類型的開采技術。其中，在小型煤礦開采過程中，由于開采主體的財力投入、政府及企業重視程度不高、礦產規模不大等因素，大多數采取完全手工勞作的方式進行開采，只有少部分煤礦選用半機械化、半人工的開采方式和技術。而在重點煤礦的開采中，先進的機械設備、優秀的技術人才是高效運作的保障，其機械化、智能化程度較高。這中技術程度不一、開采效果良莠不齊的現狀，極大地影響了煤礦產業的發展。

2.2煤礦開采和環境之間的矛盾突出

在煤礦開采過程中，煤礦開采行業在過去的幾十年中一直秉承著“先發展后治理”的理念，這就造成了開采技術上的側重點向開采效率、開采經濟效益傾斜，導致煤礦開采事業中出現一系列問題，為我國生態環境帶來了很大的威脅，并且，我國生態型開采技術的研發還處于初級階段。另外，煤礦企業過于注重創造經濟價值而忽略生活環境的保護，依賴傳統的開采技術，缺少對先進技術的開發，這在很大程度上造成了對生態環境的破壞。

2.3實現了突破性進展

隨著社會的不斷進步和科學技術的快速發展，我國在傳統的煤礦開采技術上取得了很大的突破和成績。同時，煤礦相關企業有效地完善并提高了那些條件較好的綜放成套設備，替換并選用900kw電牽引煤機，設計出了低拉大插板新型的支架，開發并應用了速移架系統，并且采用了加大相應采煤機的截深及后部輸送機溜槽的寬度等措施，并且在很大程度上獲取了良好的效果，無論從總的開采量上還是技術水平上都達到了先進的水平。另外，我國還研發出了大約20種放頂煤液壓支架，并深入研究了頂煤破碎規律、放頂煤工作面的礦壓顯現規律、支架與圍巖的關系、頂煤的冒放性等，這在很大程度上有效地指導了煤礦的安全高效生產。同時，還在結構功能、理論研究、參數、放頂煤支架的架型、使用效果等方面取得了很大的成績，在綜放生產工藝技術方面取得了實質性的進展，進而有效地解決了存在夾矸、頂煤較硬等技術難題，進一步提高了煤炭資源的回收率。

3我國井工煤礦開采技術的發展

3.1深礦井開采技術

在煤礦開采作用過程中，深礦井開采的關鍵技術是：煤層開采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風、井巷布置等，其中，煤礦技術人員需要研究的是：深井圍巖狀態和應力場及分布狀態的特征；深井作業場所工作環境的變化；深井巷道（特別是軟巖巷道）快速掘進與支護技術與裝備；深井沖擊地壓防治技術與監測監控技術；深礦井高產高效開采有關配套技術以及深礦井開采熱害治理技術與裝備。

3.2“三下”采煤技術

“三下”采煤技術主要體現在，煤礦技術人員應該提高數值模擬計算和相似材料模擬等，并深入研究開采上覆巖層運動和地表沉陷規律，研究滿足地表、建筑物、地下水資源保護需要的合理開采系統和優化參數等，并發展沉降控制理論和關鍵技術，比如，用地表廢料向垮落法工作面采空區充填的系統；研究與應用各種充填技術和組合充填技術，村莊房屋加固改造重建技術，適于村莊保護的開采技術；近水體開采的開采設計、工藝參數優化和裝備，并提出煤炭開采與煤礦城市和諧、統一的開采沉陷控制、開采村莊下壓煤、土地復墾和礦井水資源化等關鍵技術。

3.3煤礦開采技術的創新

3.3.1高效集約化

為了不斷提高開采效率，降低人為安全事故，提高經濟效益，要求煤礦開采企業引進大量先進的煤礦開采技術及相關設備，并將計算機技術廣泛應用于煤礦開采生產中，實現綜合采礦機組的機電一體化目標，進而提高生產中的自動化能力。

3.3.2智能自動化

現階段，我國煤礦開采企業面臨著智能化、自動化升級的局面，只有廣泛地采用機械化、自動化、智能化的設備，才能提升我國煤礦開采的技術水平。從當今科技發展水平來看，實現對煤礦開采的全程自動化監測控制已成事實，加之國家對煤礦開采業的扶持和資金投入，進一步保證了我國煤礦開采的安全。

3.3.3可持續發展

在煤礦開采作業的過程中，特別是井工煤礦的開采，要面對瓦斯濃度高、礦塵煤塵量大、高硫煤層開采難度大等問題，這些因素將會形成礦工廢氣、污染液體，侵害生態環境和人體健康。因此，技術人員需要大量的清潔生產開采技術，比如，利用內外噴霧的工藝來抑制煤塵、粉煤的濃度過高，將浮選尾煤處理工藝與起過濾作用的松散底層結合起來，形成一個洗水閉路的有機循環，建設成清潔、循環、高效的閉合式開采系統。

結束語：

煤礦的存在與開發對于一個國家來說，其價值與意義不僅僅是用經濟發展的速度和社會進步來衡量的，更是社會穩定、對外競爭綜合實力的具體表現形式之一。因此，煤礦開采中，技術的發展和提高是由復雜多樣化的地質條件、儲量分布、科學技術研發等因素決定的。因此，煤礦企業應優化設計開采圖紙設計，積極推進清潔生產的理念和相關技術，這樣能夠推動開采技術向智能化、自動化方向發展。

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