對(duì)煤礦采礦技術(shù)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢的探討

楊建偉

【摘??要】中國煤炭資源豐富。煤炭作為一種工業(yè)動(dòng)力燃料，廣泛應(yīng)用于發(fā)電、交通、冶金等領(lǐng)域。同時(shí)也是重要的民用燃料和化工原料。煤炭資源的合理開發(fā)利用是十分重要的，但在煤炭開采和運(yùn)輸過程中也存在許多浪費(fèi)和環(huán)境污染問題。煤礦開采技術(shù)和方法對(duì)發(fā)展煤炭生產(chǎn)設(shè)備、降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的作用。

【關(guān)鍵詞】煤礦采礦技術(shù);技術(shù)現(xiàn)狀;未來發(fā)展趨勢

引言

除了應(yīng)用新的開采技術(shù)外，采煤技術(shù)的創(chuàng)新過程不僅提高了礦產(chǎn)資源的開采質(zhì)量，而且提高了煤礦作業(yè)人員的安全防護(hù)效果和周邊環(huán)境保護(hù)質(zhì)量，使整個(gè)系統(tǒng)能夠高效、穩(wěn)定地運(yùn)行和發(fā)展。在后續(xù)工作項(xiàng)目中，現(xiàn)有技術(shù)體系的創(chuàng)新可以進(jìn)一步提高礦產(chǎn)資源的采集和管理質(zhì)量。

1我國煤礦采礦技術(shù)現(xiàn)狀和遇到的問題分析

1.1我國煤礦采礦技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了煤礦技術(shù)的進(jìn)步。總的趨勢是智能化和機(jī)械化。目前，我國煤炭開采技術(shù)正處于多元化發(fā)展階段，綜合開采技術(shù)水平逐步提高，已成為煤炭開采的技術(shù)保障。目前主要的采煤技術(shù)有采場圍巖控制、深井開采、“三下一上”開采技術(shù)、淺部煤、堅(jiān)硬頂板和堅(jiān)硬煤層開采技術(shù)。其中，采場圍巖的開采控制在實(shí)際應(yīng)用中可以有效地分析陡、不穩(wěn)定地質(zhì)構(gòu)造或復(fù)雜構(gòu)造的條件。該技術(shù)結(jié)合放頂煤開采中巖石支護(hù)的圍巖情況，實(shí)現(xiàn)了堅(jiān)硬頂板和破碎頂板條件下頂板的動(dòng)態(tài)監(jiān)測和支護(hù)質(zhì)量控制。深部開采主要針對(duì)距地表800-1200米的煤層。由于礦山原巖壓力大、巖體塑性大、地溫高、瓦斯?jié)舛却螅捎迷摷夹g(shù)可以實(shí)現(xiàn)理想的開采。第三，下一步開采的目的是勘探和開采鐵路或建筑物下的煤層。該技術(shù)在不破壞原地貌的前提下，有效地提高了采礦質(zhì)量和效率。在實(shí)際應(yīng)用中，也能起到保護(hù)建筑物的作用。在信息技術(shù)發(fā)展的過程中，目前也可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行建模，從而有效地分析巖層的開采運(yùn)動(dòng)和地表的沉降規(guī)律。同時(shí)，可以對(duì)水體下的開采設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)進(jìn)行分析研究，不僅提高了開采的數(shù)量和質(zhì)量，而且給煤礦企業(yè)帶來了實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。淺埋煤層、堅(jiān)硬頂板、堅(jiān)硬煤層開采技術(shù)屬于綜合開采技術(shù)，應(yīng)用相對(duì)簡單可靠，能保護(hù)采掘人員和周圍環(huán)境，提高機(jī)械化水平，一次作業(yè)可增加單位面積采出量。

1.2當(dāng)前我國煤礦采礦遇到的問題

首先，由于沒有有效的開采過程控制措施，無法保證開采過程的整體質(zhì)量，開采過程相對(duì)復(fù)雜，開采人員工作量大，無法對(duì)開采工藝質(zhì)量進(jìn)行全面檢查和考核，因此，很難保證我國煤炭開采的整體質(zhì)量和效益。比如，采煤設(shè)計(jì)方案不能有效實(shí)施，技術(shù)人員沒有按照具體的采煤作業(yè)流程開展工作，忽視了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，開采位置不準(zhǔn)確等。其次，在煤炭開采中，由于采用不合理的煤炭開采自動(dòng)化操作系統(tǒng)，很難有效地配置煤炭資源的開采，也就是說，不能保證煤炭開采的順序、過程和具體分工，這使得煤炭資源配置效率低下，開采效率低下。

2我國煤礦采礦技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

我國煤礦技術(shù)的未來發(fā)展趨勢是集成化、系統(tǒng)化和集成化。一體化是指將煤礦使用的所有機(jī)械設(shè)備進(jìn)行一體化，減少設(shè)備占地面積，提高維修性，方便機(jī)械操作。系統(tǒng)化是指利用統(tǒng)一通信對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行分類，便于操作人員系統(tǒng)化、集中化操作。同時(shí)采用友好的人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)了操作方便，簡化了采煤過程，提高了系統(tǒng)的整體運(yùn)行能力和效率。智能化是指利用計(jì)算機(jī)模擬采礦過程，同時(shí)通過智能系統(tǒng)實(shí)時(shí)跟蹤采礦過程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決采礦中的問題，使技術(shù)人員能夠及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)的參數(shù)和設(shè)備。從而充分發(fā)揮各設(shè)備的性能，提高單位時(shí)間、單位面積采煤量。我國煤炭開采技術(shù)的發(fā)展趨勢也應(yīng)與國際接軌。未來我國煤炭開采的主要趨勢是深部開采技術(shù)、三大采煤技術(shù)、巷道布置優(yōu)化。深部開采的關(guān)鍵是煤礦開采的壓力控制、熱害控制和深部礦井通風(fēng)，這三種開采技術(shù)主要利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行建模和仿真。

通過各種機(jī)械設(shè)備的使用，以及整個(gè)作業(yè)環(huán)境的優(yōu)化，確保深部礦產(chǎn)資源的開采質(zhì)量也可以最大化，并保證相關(guān)設(shè)備和人員的操作和安全工作。本文提出的方法是，在今后的工作中，應(yīng)依托已建成的信息系統(tǒng)，結(jié)合相關(guān)原理和知識(shí)在安全系統(tǒng)工程中的應(yīng)用，建立事故數(shù)和事件數(shù)模型，并結(jié)合各參數(shù)的輸入，完成對(duì)整個(gè)區(qū)域模型的改進(jìn)和優(yōu)化。通過這種方法，設(shè)計(jì)者和礦業(yè)公司可以根據(jù)地下系統(tǒng)存在的安全穩(wěn)定問題理解當(dāng)前的集成，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的方案優(yōu)化工作。此外，由于井下作業(yè)的危險(xiǎn)性，必須減少煤礦作業(yè)人員，因此今后工作中采用的方法是在這些地區(qū)安裝相關(guān)機(jī)械設(shè)備，完成礦石的運(yùn)輸和開采。

今后，我國將繼續(xù)淘汰煤炭開采中相對(duì)落后和低效的開采設(shè)備，引進(jìn)新的高效開采技術(shù)和新的開采設(shè)備，吸取先進(jìn)的開采經(jīng)驗(yàn)，不斷吸取實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，做扎實(shí)有效的總結(jié)和分析。總體而言，我國煤炭開采技術(shù)將朝著集約化、信息化、技術(shù)化方向發(fā)展。當(dāng)然，在研究方面，對(duì)煤炭開采的研究主要是探索如何發(fā)展綠色開采新技術(shù)，回應(yīng)國家綠色環(huán)保理念。目前，地下煤氣化技術(shù)是一種安全性較高、綠色污染少、高效的新型開采技術(shù)。該技術(shù)集造井、采煤、氣化于一體。此外，在煤礦開采過程中，要注意保護(hù)環(huán)境，特別是煤礦周邊的生態(tài)環(huán)境，盡量減少對(duì)地表原始地形的破壞。如果地面上有建筑物，就需要采取有效的保護(hù)措施，注意采礦效率與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展。總之，要實(shí)現(xiàn)煤炭資源的可持續(xù)發(fā)展，必須解決環(huán)境污染問題。

結(jié)束語

綜上所述，煤炭資源是我國重要的能源資源，在人們的日常生活和工作中發(fā)揮著不可替代的作用，也是推動(dòng)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要力量。因此，在煤礦開采過程中，要注意與現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的協(xié)調(diào)性，注意煤礦開采技術(shù)的改革和創(chuàng)新，注意現(xiàn)有的開采技術(shù)，同時(shí)也要在此基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，推動(dòng)中國特色煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

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（作者單位：黑龍江龍煤鶴崗礦業(yè)有限責(zé)任公司峻德煤礦掘進(jìn)二區(qū)）