煤礦智能化開采技術研究現狀及展望

顧宏濤

摘 要：目前，我國的經濟在迅猛發展，社會在不斷進步，煤炭在我國的能源結構中占有重要地位，對煤礦產業的開發與利用，更有效地推動了經濟的發展，煤炭作為我國的基礎能源之一，也在促進著其他行業的繁榮。經濟全球化的背景下，對煤礦的開采和煤炭的質量制定了更高標準，基于此，文章闡述了在煤礦開采中存在的安全管理問題，就解決對策進行重點探究，以期為煤礦產業的穩定發展提供可行性的參考建議。

關鍵詞：煤礦;智能化開采技術;現狀

引言

中國煤礦大多數是通過井工開采完成的，在開采過程中容易發生各種安全事故，這是由當前煤礦開采的技術條件決定的。煤礦安全事故的發生不僅給煤礦企業帶來了重大的經濟損失，還威脅到煤礦工人的生命安全。雖然中國已經開始發展智能化開采工作面，但也只是處于起步階段，很多礦井還未達到智能化開采的條件。在相當長一段時間內，中國煤礦開采還需要大量的工人參與。因此，預防煤礦安全事故的發生具有重要意義。通過對大量事故的統計發現，工作面發生事故的概率要遠遠大于巷道中發生事故的概率。本文圍繞煤礦開采技術中存在的安全隱患以及采煤過程中的安全管理展開論述。

1煤礦智能化開采技術研究現狀

1.1對煤層地質條件的適應性較差

雖然綜采技術有巨大的優勢，但其最大的缺點是對煤層賦存地質條件的適應性較差，也就是不能適用于所有條件下煤層的開采。因為綜采過程中采用了液壓支架，設備的整體性比較強。當煤層傾角較大時，采用綜采技術進行煤層開采時，液壓支架很難保持平衡，開采時容易遺留大量的邊角煤，不僅會導致煤炭資源的采出率降低，還會導致某些情況下發生沖擊地壓。煤層賦存地質條件主要包括煤層的走向、傾角、厚度和構造等。

1.2安全意識薄弱

在實際的煤礦開采過程中，部分管理人員安全意識薄弱，缺少相關的安全管理經驗，無法對施工人員進行有效地管理和監督，因為自身能力以及專業技能的短缺，導致無法正確處理煤礦開采生產的經濟效益與質量安全的關系，管理人員經常注重經濟效益，忽視安全管理，上行下效，施工人員對安全管理方面也不夠重視，為今后的質量安全埋下隱患。因為安全意識的薄弱，對安全管理工作不重視，更加忽視了對施工人員的安全教育培訓，培訓工作趨于形式化，無法真正實現安全管理教育的最終意義。

1.3煤層瓦斯隱患

瓦斯被稱為煤礦開采的第一殺手，這是因為煤礦井下巷道中的瓦斯達到一定的濃度會發生瓦斯爆炸。煤礦瓦斯防治工作是煤礦工作的重中之重，必須得到足夠的重視。雖然煤礦都采取了一些瓦斯防治措施，但煤礦瓦斯事故還是有可能發生的。一方面，由于煤礦瓦斯突出的機理尚不明確，很難從根源上防治瓦斯突出;另一方面，由于煤礦局部通風可能不暢，一些地區會出現瓦斯聚集的情況。此外，煤層中的瓦斯大部分處于吸附狀態，在開采煤層時會大量溢出，造成巷道中的瓦斯超限。在開采煤層時，不可能將其一次性完全采出，這就會導致采礦區中有大量的遺煤。由于采空區很難真正實現密閉，使得采空區中的遺煤在空氣的作用下被氧化，產生大量的有毒有害氣體。這些氣體會隨著風流進入巷道中，導致巷道中的瓦斯超限。

2煤礦智能化開采技術

2.1創新巷道智能化快速掘進技術

在煤礦開采施工過程中，巷道掘進環節十分重要，直接關系煤礦生產的最終效果。當前在巷道掘進施工過程中，所采用的主要是單體錨桿鉆機，其效率并不高，所需要的施工時間比較長，而且在工序上具有一定的復雜性，不具備準確的定位功能，所使用的掘進設備較為落后，不利于巷道掘進工作的長遠發展，難以實現煤礦開采的智能化。為此，應創新巷道快速掘進技術，實施遠程智能管控平臺技術，改變傳統的巷道掘進技術模式。可從以下方面著手：第一，應用快速支護及掘支平行作業技術。一方面，制定柔性自移臨時支護系統，以便自動支護掘進設備，拓展機身防護范圍，簡化掘進支護工序，使之分散的生產工序統一，以便快速進行生產作業。另一方面，可利用現代智能化技術，研發錨桿支護機器人，利用聯網技術、自動鋪網技術，實現支護工作的智能發展，代替人工作業，節約人力成本，提高其施工安全性。第二，創新自主導航與自主連續截割技術，加強對煤巖硬度的研究，掌握截割刀具的力學特性，研發全巷道高效自適應集料系統技術。第三，不斷地優化智能化掘進支護施工設備，為掘進支護施工提供重要的工具保障。

2.2巷道智能化快速掘進技術與裝備

進行煤礦開采的前提工作就是巷道掘進，采掘失調是最容易發生的問題，目前，很多煤礦都主要以單體錨桿鉆機來進行煤礦挖掘的支護工作，但是，這種支護方式存在許多弊端，如鉆孔效率低、工作復雜等，這些問題最終導致了鉆機出現定位困難現象。導致錨桿支護時間長，大大延誤了巷道掘進的進度，同時，還存在裝備落后、工藝水平不達標等問題，掘、錨兩項工作在有限的巷道空間中出現不協調作業的情況，嚴重限制了掘進工作的效率性。若要從根本處解決這一問題，就要將掘、錨兩項工作維持平衡。

2.3優化采煤技術

煤礦開采環境的特殊性，使得對煤礦的開采技術提出了更高的標準，采煤技術的運用在很大程度上受制于地理條件和地質因素，只有因地制宜地選擇合適的煤炭開采技術才能最大程度地優化煤炭資源的使用，設計科學的采煤方案，運用合理的采煤技術，促進煤礦開采的安全有序進行。一方面，在煤礦開采前企業就應對開采礦進行實地考察，根據實際情況科學化合理化地制定開采方案，規劃機械設備的使用進程，利用科學的技術手段和現代化先進的設備對煤礦進行開發和利用，在煤炭的開采方案設計中，確保質量安全和完成開采任務的前提下，更要為煤礦企業節約成本。另一方面，要想優化煤礦的采煤技術，應加強技術管理，提高采礦的機械化水平，煤礦企業應充分利用現代化先進的科學技術水平和機械化設備的便捷性，進而更快地完成煤礦開采任務，提高工人煤礦開采的工作效率，在一定程度上能夠為企業減少人力、物力、財力的支出，節約了成本的同時還能提高整個煤礦開采作業的效率。此外，政府部門也應加大對煤礦企業的政策扶持和資金支持力度，更好地促進煤礦企業的安全管理工作，加強對現代化技術水平的運用，采用更有利于煤炭開采的技術手段，促進開采效率的不斷提高。

結語

經過多年的發展，中國煤礦基本已經實現了綜合機械化開采。目前，綜采技術已經成為了煤礦開采時采用的主流開采技術，其具有生產效率高、安全性較好的特點，在中國大部分礦區得到了有效應用。但是，綜采技術存在的問題也不容易忽視，主要有對煤層地質條件的適應性較差、瓦斯釋放的速度加快以及工作面頂板管理難度加大。針對這些問題，應該從加強地質勘探的實施管理、加強礦井通風管理以及加強工作面頂板管理入手。勘探管理的主要內容就是確保勘探能覆蓋整個工作面，不留死角。為了了解通風網絡的運行狀態，需要定期進行礦井通風阻力測定。在開采過程中，頂板管理的內容主要有2個，即注意頂板的完整性和控制頂板的垮落。希望所述內容能夠為相關人員進行綜采工作面管理提供一些參考。

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（平頂山天安煤業股份有限公司十一礦? 河南? 平頂山? 467000）