淺談煤礦采煤工藝技術(shù)優(yōu)化

李永剛

（陽(yáng)煤集團(tuán)（華陽(yáng)新材料科技有限責(zé)任公司）新元公司，山西 壽陽(yáng) 045400）

伴隨著經(jīng)濟(jì)全球化和貿(mào)易全球化的發(fā)展，世界上的所有資源與能源都在不斷地消耗。煤炭資源作為世界上最重要的一種能源，早在公元前十世紀(jì)之前，就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)和利用了。而在現(xiàn)代社會(huì)，煤炭資源也是必不可少的。隨著世界人口的不斷增長(zhǎng)，過(guò)去傳統(tǒng)的開(kāi)采煤炭的方式早已經(jīng)不能夠滿足人類的需求。為了我們共同的目標(biāo)——可持續(xù)發(fā)展，一定要發(fā)展新的開(kāi)采煤炭技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有的煤炭開(kāi)采工藝進(jìn)行優(yōu)化，最大程度的減少開(kāi)采過(guò)程中的消耗，以及最大程度的利用好已開(kāi)采出來(lái)的煤炭資源。本文基于此展開(kāi)分析討論，希望能夠給大家提供一些幫助。

1 煤炭開(kāi)采的重要性

煤炭作為一種帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源，已經(jīng)不可避免地被卷入了政治漩渦中。對(duì)于一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)，煤炭作為一種重要的戰(zhàn)略發(fā)展資源，必須要有一定的煤炭?jī)?chǔ)備量，才能維持國(guó)內(nèi)資源的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，維持交通的運(yùn)輸以及工業(yè)的生產(chǎn)。例如利用煤炭進(jìn)行火力發(fā)電仍然是我國(guó)目前最主要的發(fā)電方式之一，因此有超過(guò)百分之三十的煤炭都被用來(lái)發(fā)電。

煤炭又被譽(yù)為“黑色的煤子，工業(yè)的食糧”。眾所周知，食物是人類生存不可或缺的，也是我們每天獲取能量的重要來(lái)源，可想而知，煤炭在工業(yè)發(fā)展中也一定起著舉足輕重的作用。所以對(duì)于一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)，煤炭資源是非常重要的。

煤炭資源是古代植物殘骸在地下經(jīng)歷了漫長(zhǎng)復(fù)雜的物理和化學(xué)變化最終形成的，屬于不可再生資源，但在未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)其又是不可或缺的資源。幸運(yùn)的是我國(guó)地大物博，煤炭資源較為豐富。由于以前煤炭開(kāi)采技術(shù)較為落后，無(wú)法做到最大限度的合理開(kāi)采煤炭資源，而目前煤炭資源的嚴(yán)峻形勢(shì)告訴我們，在開(kāi)采煤炭方面必須有所改變。因此，目前需要通過(guò)開(kāi)發(fā)各種不同的新型煤炭開(kāi)采技術(shù)，或者對(duì)原有的煤炭開(kāi)采工藝進(jìn)行優(yōu)化，從而最大限度的開(kāi)發(fā)和利用我國(guó)現(xiàn)存的煤炭資源。

2 當(dāng)下煤礦采煤工藝存在的問(wèn)題淺析

在煤礦開(kāi)采方法的開(kāi)發(fā)和使用方面，我國(guó)開(kāi)展了相應(yīng)的管理工作，對(duì)重要的采煤工作進(jìn)行了監(jiān)督，并建立專業(yè)的監(jiān)管小組，但也有許多方法的優(yōu)化選擇方面尚未經(jīng)過(guò)實(shí)踐考察的證實(shí)。在開(kāi)采過(guò)程中，煤礦的資源管理水平較低會(huì)導(dǎo)致很多煤礦資源被過(guò)度開(kāi)發(fā)、浪費(fèi)。因此，管理人員需要根據(jù)有關(guān)環(huán)境、地勢(shì)的要求，制定合理的采礦規(guī)劃。但也有部分的煤礦開(kāi)采團(tuán)隊(duì)卻無(wú)視勘探的實(shí)際情況，導(dǎo)致開(kāi)采過(guò)程中造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。

例如，礦業(yè)在開(kāi)采的過(guò)程中如果沒(méi)有全面研究和分析當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境和水文條件，在工作中就會(huì)遇到各種問(wèn)題和潛在的安全威脅。目前，我國(guó)的煤炭開(kāi)采工作開(kāi)展的重點(diǎn)是要基于對(duì)周邊地區(qū)的環(huán)境保護(hù)，根據(jù)環(huán)境要求在選擇可以開(kāi)采的煤礦類型時(shí)，需要嚴(yán)格的勘探周邊的環(huán)境和地勢(shì)，確保符合煤炭開(kāi)采的條件。

3 當(dāng)下煤礦主要采煤工藝

3.1 地面采煤技術(shù)

地面采煤技術(shù)實(shí)際所指并不是在地面采煤，而是指在煤礦進(jìn)行采煤作業(yè)時(shí)，對(duì)煤礦采煤區(qū)域的地面建筑以及地面進(jìn)行的保護(hù)。我們都了解在進(jìn)行煤礦采煤作業(yè)時(shí)，由于煤礦下煤層地質(zhì)狀況復(fù)雜，開(kāi)采困難，存在煤層地質(zhì)條件較差等問(wèn)題，在開(kāi)采過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)塌陷、滑坡問(wèn)題，而地面技術(shù)就是針對(duì)此情況對(duì)地面進(jìn)行保護(hù)，防止出現(xiàn)巨大損失。

3.2 地下采煤技術(shù)

地下采煤技術(shù)就是正式的煤礦開(kāi)采技術(shù)，在進(jìn)行煤礦開(kāi)采時(shí)我們會(huì)根據(jù)不同的煤層情況選擇不同的煤炭開(kāi)采工藝。

3.2.1 條帶法采煤工藝

在煤礦進(jìn)行采煤作業(yè)時(shí)，會(huì)遇到一些煤層存在覆巖危害的地區(qū)，而在這些地區(qū)進(jìn)行煤炭資源開(kāi)采時(shí)，就可以利用條帶法采煤工藝。利用該工藝不僅可以提高對(duì)覆巖地區(qū)煤炭的開(kāi)采回收率，還可以對(duì)煤炭開(kāi)采出現(xiàn)的沉陷問(wèn)題進(jìn)行有效控制。

3.2.2 充填法采煤工藝

在煤礦進(jìn)行煤炭開(kāi)采時(shí)，經(jīng)常使用的還有充填法采煤工藝。其采煤工藝就是在煤炭資源開(kāi)采結(jié)束后，對(duì)地下空缺的地方進(jìn)行充填。該工藝可以有效防止巖層沉降問(wèn)題，大大提高采煤安全性，并且可以有效減少采煤工程的固體廢物。

當(dāng)然，除了上述兩種采煤工藝之外還有一些其他的優(yōu)秀的采煤工藝，在此就不再一一贅述，但我們?cè)谶M(jìn)行工藝選擇時(shí)一定要優(yōu)先選擇最適合的采煤工藝，這樣才能大大提高采煤效率。

3.3 工作面保水開(kāi)采技術(shù)

在煤礦進(jìn)行煤炭資源開(kāi)采時(shí)，難免會(huì)遇到地下出現(xiàn)涌水的情況，而工作面保水技術(shù)就是針對(duì)此情況所采取的技術(shù)。當(dāng)遇到地下涌水情況出現(xiàn)，我們必須做好排水處理工作，設(shè)置合理的隔水層。

4 影響煤礦采煤工藝選擇的主要因素

4.1 煤礦所在位置的地質(zhì)環(huán)境

礦床的地質(zhì)環(huán)境對(duì)于開(kāi)采方法的選擇具有非常大的影響。眾所周知，在礦產(chǎn)資源形成的過(guò)程中，通常都會(huì)有比較大的地殼活動(dòng)，因此在進(jìn)行煤礦開(kāi)采準(zhǔn)備工作的時(shí)候，就應(yīng)該更加注重對(duì)礦產(chǎn)地質(zhì)環(huán)境的勘查和考察，盡可能的將這些數(shù)據(jù)信息做成圖標(biāo)或統(tǒng)計(jì)圖。只有充分了解這些地質(zhì)活動(dòng)的形成才能夠保證之后的采礦施工不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。另外，在勘探的過(guò)程中，除了要注重對(duì)煤礦所在位置地質(zhì)環(huán)境的勘探，還要對(duì)周邊的環(huán)境、居民、人文風(fēng)情等進(jìn)行詳細(xì)的分析，以避免影響到周邊居民的正常生活。

4.2 礦體形態(tài)及分布

對(duì)于礦體來(lái)說(shuō)，周圍的巖石和其形狀都是影響采礦方法選擇的重要因素，因此在進(jìn)行開(kāi)采方式選擇的時(shí)候，應(yīng)該盡可能的保證巖石的形態(tài)已被全部掌握。如果礦物質(zhì)分布均勻，就應(yīng)采用崩落法或露天回采法進(jìn)行開(kāi)采。因此，在選擇開(kāi)采方式時(shí)應(yīng)根據(jù)礦體形態(tài)的不同來(lái)確定對(duì)應(yīng)的開(kāi)采方式。

5 煤礦采煤工藝的優(yōu)化選擇

5.1 采礦方法初選

為了優(yōu)化采煤的方法，需要對(duì)開(kāi)采的煤礦進(jìn)行調(diào)查研究。我們?cè)谶M(jìn)行采礦方法選擇時(shí)，不能只研究分析煤礦上的特點(diǎn)，而應(yīng)提前對(duì)煤礦的地質(zhì)水文條件的具體情況予以研究分析，包括煤礦所在環(huán)境和地表環(huán)境，以及對(duì)煤礦周邊的環(huán)境提供必要的保護(hù)。此外，所收集的地質(zhì)資料的準(zhǔn)確性和完整性也對(duì)最終開(kāi)采方式的選擇有著很大的影響，過(guò)程中還需注意礦石和巖石的穩(wěn)定性和硬度，以及礦產(chǎn)資源所在的地區(qū)氣候以及環(huán)境等等。這對(duì)于成功開(kāi)發(fā)煤礦，提高其使用效率和利用效率是非常重要的，也影響著人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。在確定開(kāi)采之前，可通過(guò)試驗(yàn)來(lái)比較采礦方法，盡可能的考慮到不同采礦方法，從而篩選最合適的，確定好最終的采礦方法。

5.2 技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面分析優(yōu)化方式

對(duì)于采礦業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，對(duì)采礦方法的選擇應(yīng)以技術(shù)層面為基礎(chǔ)。但現(xiàn)階段大多企業(yè)為了節(jié)省開(kāi)采成本，經(jīng)常選擇直接開(kāi)采煤礦，其實(shí)也可以通過(guò)多種途徑來(lái)選擇更好的采礦方法。但是關(guān)于后者，需要更詳細(xì)的計(jì)算和比較，才能找出最佳方案。相關(guān)部門根據(jù)對(duì)采礦技術(shù)的研究和分析，通過(guò)三維設(shè)計(jì)軟件建立各方案的模型后，統(tǒng)計(jì)開(kāi)采基礎(chǔ)設(shè)施投資、生產(chǎn)和設(shè)計(jì)等相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，編制圖表，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行綜合比較，提出了最合理的環(huán)境要求以及企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益要求。此外，煤礦采礦基礎(chǔ)設(shè)施、生產(chǎn)設(shè)計(jì)等方面與投資有關(guān)的統(tǒng)計(jì)信息需要一一去核實(shí)。因此，在采礦過(guò)程中，應(yīng)不斷的完善采礦方法，才能使企業(yè)選擇出最佳的采礦方式。

6 結(jié)語(yǔ)

高效優(yōu)質(zhì)的煤礦開(kāi)采對(duì)于我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常重要。因此在這方面，必須做好工作，不斷優(yōu)化煤礦開(kāi)采方法。特別是要對(duì)煤礦進(jìn)行良好的研究和對(duì)環(huán)境的勘探，并充分利用技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行分析和比較，只有這樣我們才能做好煤礦采煤工藝的優(yōu)化工作，促進(jìn)我國(guó)煤礦業(yè)發(fā)展。