胡建立：煤礦采礦工程中的采礦工藝與技術(shù)

胡建立

摘 要：我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提高離不開煤炭資源的支持，同時(shí)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提高也促進(jìn)了煤炭產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。尤其是現(xiàn)階段隨著煤炭資源這一不可再生能源的大量消耗，世界各國都格外重視本國煤炭資源開采合理性的提高。但是現(xiàn)階段應(yīng)用于煤炭資源開采的一系列工藝和技術(shù)都缺乏先進(jìn)性，所以不僅煤炭工程的開采效率無法提高，還存在著比較嚴(yán)重的浪費(fèi)問題，這就不可避免的限制了煤炭資源利用率的提高，所以如何提升煤礦采礦工程的工作效率以及提升煤炭資源的利用率是目前煤炭產(chǎn)業(yè)必須思考的問題。

關(guān)鍵詞：煤礦;采礦工程;采礦工藝;技術(shù)分析

1煤礦采礦中工藝技術(shù)的重要性分析

煤炭資源是由動(dòng)植物尸體在地表下長期與空氣隔絕，進(jìn)而經(jīng)過一系列復(fù)雜的物力化學(xué)變化演變而來。由于煤層氣的存在，導(dǎo)致煤炭資源的開采工作存在很大的危險(xiǎn)性，稍不注意就有可能導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。因此煤炭企業(yè)應(yīng)該制定出詳細(xì)的開采計(jì)劃，這樣才能夠提升煤礦采礦工程的安全性，最大程度上保障煤炭開采工人的人身安全，進(jìn)而提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

現(xiàn)階段，由于我國煤炭資源的需求量日漸提升，所以很多規(guī)模較小的煤礦企業(yè)躋身于煤炭資源開采領(lǐng)域進(jìn)行煤礦的開采，但這些小企業(yè)進(jìn)行煤炭資源開采工作時(shí)，由于其安全設(shè)施不合理，尤其是在比較復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行煤炭資源開采時(shí)，安全事故的發(fā)生概率大幅提高。隨著我國煤炭資源的大量開采，那些開采難度小的煤礦數(shù)量明顯減少，所以以后我國的煤炭資源開采工作難度將不可避免的升高。如果現(xiàn)階段應(yīng)用于煤炭資源開采工作的采礦工藝和技術(shù)先進(jìn)性沒有得到有效提高，那么煤炭資源的開采效率將不可避免受到影響，同時(shí)采礦工作人員的工作危險(xiǎn)性也會(huì)進(jìn)一步增加。所以煤炭企業(yè)應(yīng)該不斷改善和創(chuàng)新煤炭資源開采的工藝和技術(shù)，并切實(shí)提高采礦工藝與技術(shù)的選擇合理性。

2煤礦采礦工程的特點(diǎn)

煤礦采礦工程的特點(diǎn)對采礦工藝與技術(shù)的選擇具有決定性作用。煤炭資源在大自然中的賦存條件復(fù)雜多變，不同的賦存條件下煤礦采礦工程具有不同的特點(diǎn)。將煤礦采礦工程的特點(diǎn)總結(jié)歸納如下：

2.1煤炭資源的不可再生性

煤炭資源的生成周期決定了煤炭資源的不可再生性，大自然中的煤炭儲(chǔ)量是相對固定的，若無序、無限開采則煤炭資源將面臨枯竭。根據(jù)煤炭資源的不可再生性，必須有計(jì)劃地進(jìn)行開采，并選擇最優(yōu)的采礦工藝與技術(shù)，避免造成資源浪費(fèi)。

2.2采煤作業(yè)的專業(yè)性

采煤作業(yè)是在一固定區(qū)域根據(jù)煤炭賦存的地質(zhì)條件，采取適當(dāng)?shù)牟傻V工藝與技術(shù)實(shí)現(xiàn)將煤炭資源采出的目的。采煤作業(yè)的空間條件是無法改變的，而空間嚴(yán)重制約了煤炭的可采性，因此，采煤作業(yè)必須由具備專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員進(jìn)行指導(dǎo)，如此，才能在保證安全的前提下進(jìn)行合理開采。

2.3采煤作業(yè)的危險(xiǎn)性

中國大部分煤炭資源賦存于地下深部，必須采用井工開采。井工開采受諸多不安全因素的威脅，如瓦斯、煤塵、水災(zāi)、有毒有害氣體等。若井下發(fā)生事故，則會(huì)給作業(yè)人員和生產(chǎn)礦井帶來極大的損失。且近年來隨著淺部資源的枯竭，礦井開采深度日益增加，面臨的不安全因素更多。可見，煤炭開采是一項(xiàng)危險(xiǎn)性較大的工作。

2.4采煤作業(yè)的流動(dòng)性

采煤作業(yè)的流動(dòng)性主要是指作業(yè)人員的流動(dòng)性。大部分煤礦所在地偏僻，且隨著中國產(chǎn)能結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，煤炭資源需求量也在下降，一些小的煤炭企業(yè)無法按時(shí)足額支付工資，這些都造成大量具有豐富經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員的流失，給煤炭行業(yè)帶來一定的損失。

3煤礦采礦工程中的采礦工藝與技術(shù)探討

3.1露天煤礦技術(shù)的應(yīng)用

在采礦中露天煤礦是我國一項(xiàng)比較常見的采礦技術(shù)，此技術(shù)的安全系數(shù)在開采時(shí)會(huì)較高一些，采礦的方式便是通過煤礦上層的遮擋物進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)移工作，然后便能夠建立出一個(gè)完整的露天采礦基地。這種露天的采礦技術(shù)如果在開采過程中沒有發(fā)生極特殊的情況便不會(huì)發(fā)生上層礦石塌方情況。這種露天煤礦技術(shù)能夠很好的避免采礦人員在施工中出現(xiàn)危險(xiǎn)的事故，同時(shí)露天采礦技術(shù)還可以通過大型的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行高效的施工，在機(jī)器的充分幫助下可以使露天開采的建設(shè)水平得到極大效率的提升。合理的應(yīng)用露天煤礦技術(shù)，能夠使采礦工程能夠準(zhǔn)時(shí)的完成交工，但是雖然露天煤礦技術(shù)具有較高的安全質(zhì)量優(yōu)勢，但并不是所有的煤礦產(chǎn)區(qū)都會(huì)適合此技術(shù)。因此在使用露天煤礦技術(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分勘測煤礦產(chǎn)區(qū)，露天采礦技術(shù)一般使用在煤礦層較淺的地區(qū)。

3.2空場采礦

煤礦開采后，整個(gè)礦體上會(huì)有較大的礦石間隙而周圍的巖石柱和礦柱將支撐著整個(gè)空場，這稱為空場開采礦法。當(dāng)這種方法用于采礦時(shí)，煤礦的裸露面積非常大可以充分開發(fā)各種采礦工程流程，這就是采礦的優(yōu)點(diǎn)。但是確實(shí)有一些缺點(diǎn)，例如完成采礦工程之后為了可以有效的避免危險(xiǎn)必須及時(shí)填充空白區(qū)域。現(xiàn)階段，我國在空曠地區(qū)進(jìn)行填埋的主要方法有分段填埋法、淺井填埋法、礦柱法等。

3.3地下開采工藝

在對煤礦進(jìn)行開采時(shí)，需要由淺層向煤礦深部進(jìn)行開采。由于淺層的煤礦日益減少，開始向深部挖掘。地下開采工藝相對較為危險(xiǎn)，在開采時(shí)會(huì)出現(xiàn)地壓較大的情況，主要是因?yàn)槊旱V中的原巖應(yīng)力、煤礦巖體塑性大、在進(jìn)行煤礦的地下深部開采時(shí)對礦石的作用導(dǎo)致礦山的整體壓力變大，從而表現(xiàn)出較強(qiáng)的地壓，為煤礦的地下深部開采造成一定難度，需要使用專業(yè)的檢測儀器安全有序的進(jìn)行相應(yīng)開采工作。

4智能化采礦技術(shù)的發(fā)展

從采礦技術(shù)來說，中國采煤工作經(jīng)歷了人工開采、機(jī)械開采、自動(dòng)開采等階段。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及計(jì)算機(jī)技術(shù)在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用，智能化采礦技術(shù)也被提上日程。

4.1智能化采礦技術(shù)是以信息化和自動(dòng)化技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合人工智能和大數(shù)據(jù)等手段建立智能化開采系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對煤礦的智能開采。智能化采礦在一定程度上可不依賴于人工干預(yù)，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主決策，并反饋給執(zhí)行端。智能化采礦技術(shù)可實(shí)現(xiàn)自主感知、自主決策、自主協(xié)同、自主執(zhí)行等功能，涵蓋了切割、支護(hù)、運(yùn)輸?shù)让禾可a(chǎn)的全過程。

4.2刮板輸送機(jī)和帶式輸送機(jī)智能化技術(shù)

采煤工作面截割下的煤炭需要通過運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)至采區(qū)煤倉或井底煤倉，刮板輸送機(jī)和帶式輸送機(jī)便擔(dān)任著運(yùn)輸大任。刮板輸送機(jī)和帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力需與采煤機(jī)的截割能力相匹配，智能化技術(shù)可通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“三機(jī)協(xié)調(diào)”運(yùn)行。刮板輸送機(jī)的智能化技術(shù)包含智能軟啟動(dòng)、智能調(diào)速、功率協(xié)調(diào)、智能緊鏈、斷鏈監(jiān)控、采運(yùn)協(xié)同等功能。帶式輸送機(jī)的智能化技術(shù)包含智能保護(hù)、煤流管控和自動(dòng)張緊等功能。

4.3液壓支架智能控制技術(shù)

地下采煤過程中工作面的安全開采，是在工作面頂板支護(hù)科學(xué)合理的前提下進(jìn)行的。液壓支架作為工作面的支護(hù)設(shè)備，起著“頂梁柱”的作用。傳統(tǒng)的液壓支架支護(hù)技術(shù)隨著工作面的推進(jìn)需人工進(jìn)行移架、補(bǔ)液等操作。而液壓支架的智能控制由智能系統(tǒng)代替人工操作，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)移架、自動(dòng)跟機(jī)、自適護(hù)幫、自測礦壓、自動(dòng)補(bǔ)壓和自動(dòng)調(diào)整方位等功能。

結(jié)語

綜上所述，近幾年，我國經(jīng)濟(jì)水平實(shí)現(xiàn)了快速的提升，我國煤炭資源的大量利用在其中發(fā)揮了非常重要的作用。其次，現(xiàn)代社會(huì)無論是工業(yè)還是人民的日常生活都已離不開煤炭資源的支持，可見煤炭資源與我國社會(huì)各方面都有著非常緊密的聯(lián)系。由于我國煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度過快，導(dǎo)致應(yīng)用于煤礦采礦工程中的一系列工藝技術(shù)缺乏足夠的先進(jìn)性，極大的限制了我國煤炭資源的開采效率和利用率的提升。

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