煤礦采礦工程中的采煤工藝與技術

王貴才

摘要：二十一世紀以來，我國各行各業的生產經營模式發生了翻天覆地的變化，生產技術也得到了全面提高。隨著采煤技術的不斷優化，煤礦開采的整體效率和安全性都得到了大幅提升，但新型采煤工藝技術在實踐過程中仍存在一些問題和不足，相關工作人員必須對采煤工藝技術進行持續性優化，進而提高煤礦開采工作效率。為此，本文主要分析采煤工藝技術應用中存在的問題，提出有針對性的優化策略，旨在為煤礦安全生產工作的持續進行奠定良好基礎。

關鍵詞：煤礦開采；采煤工藝；技術

我國的煤礦資源較豐富，在多年發展歷程中，采煤工藝技術水平得到了提升，煤礦開采事業的安全性和工藝效率也得到了顯著增強。同時，相應的煤礦開采技術標準不斷創新，但當前在實踐過程中仍存在一些問題和不足，主要體現在環境污染和生產過程中的安全方面，亟需相關人員完善和解決。因此，對于煤炭開采過程中的各類問題而言，要不斷規劃采煤工藝技術優化方法，提高采煤工藝技術應用的整體效率。

一、當前煤工藝技術應用中存在的不足和缺陷

（一）采煤礦區周圍土地資源受到污染

采礦工程施工工作的開展不可避免地會影響周邊的自然環境，在持續開采的過程中，還會產生大量的廢棄物以及垃圾，囤積在礦山資源開采區域會阻礙開采工作的有序開展，降低開采效率。為此，人員往往會將廢棄料堆砌在礦山外圍，長此以往，其中的有害物質滲入地底結構，影響地面土壤中的植被和水資源，誘發土地沙化等生態環境問題。除此之外，采礦工程施工工作在持續破壞土地自然環境的過程中，如果發生雨水沖刷等，也會造成二次損傷，引發資源開采區域的嚴重水土流失，影響周邊區域的生態環境，甚至危害到礦山周邊區域人們的生命財產安全。

（二）采煤礦區周圍水資源污染

在開采礦山資源的過程中，井下開挖深度較大，不同類別的礦山開采工程、地面挖掘深度以及資源開采強度也存在一些區別，但大部分的開采施工工作都會破壞地下巖層以及土壤的松散層，污染地下水資源，甚至造成周邊地區的地下水平面下降。同時，如果該區域的采礦工程挖掘強度不斷增加，地下水資源的具體流向就會改變，產生礦山開采區地下水資源稀缺的問題，從而影響地面植被的生長以及周邊居住人們的日常生活。

（三）采煤礦區周圍大氣環境的污染

沿用傳統的采礦工程開采技術，往往會應用大量的機械設備和開采器械，將該種設備應用在實際礦山資源開采過程中，礦井內部結構會產生污染廢氣，會污染大氣環境，影響周邊空氣環境質量，危害人們的身體健康。除此之外，礦井內部通常存在較多的有機毒氣，如果任由這類有機毒氣排放至大氣，會加重環境污染。

（四）采礦工程安全風險較大

近年來，大力開展清潔能源的應用工作，不斷開創了各類新型能源應用路徑，但煤炭資源仍是較為重要的資源。在現代科學技術高速發展的推動下，煤炭開采行業的綜合技術得到了發展和創新，各類煤炭資源的利用效率也得到了提高，但實際工作中仍存在諸多隱患和缺陷，各種類型的煤礦生產事故屢見不鮮，需要工作人員及時應對。一直以來，我國煤炭開采領域始終秉承粗放利用和粗放監管的開采策略，煤炭資源的整體利用效率較低，應用的開采技術以及開采設備有待改進。基于此，煤炭資源開采行業要不斷引進和創新更先進的開采技術和開采設備，完善設備的保養維護工作，拓寬設備的應用功能，建立優秀開采技術人員儲備機制，促使我國煤炭資源開采事業的不斷進步與發展。

（五）采煤工藝技術水平仍需優化

通常情況下，煤炭資源開采規模相對較大，開采時間較長，開采環境也較復雜和惡劣，所以煤炭開采工作風險較高，挑戰較大，應用的機械設備類型以及工作人員的綜合技術水平必須達到標準規范，這就需要煤炭開采企業不斷引進先進的開采技術方法，采購先進的開采設備，進一步提升工作人員的綜合技術水平，豐富工作人員的開采經驗，鼓勵員工積極參與先進技術的學習活動，以此更好地開采煤炭資源。當前，煤炭開采工作仍受制于技術劣勢、設備條件不足等影響，導致實際開采工作不夠完善、技術人員水平無法達標，影響了企業的經濟效益和可持續發展。

二、采煤工藝技術的具體內容

（一）刨煤機開采工藝

選用各類機械設備開展煤層開采工作，尤其是刨煤機可以提高開采效率，尤其是煤炭資源的采集效率，真正實現全面化的開采成效。實際上，刨煤機設備內部結構較簡單，運行模式較基礎，主要借助無極繩進行部分工作，從而按照既定導軌轉動，有效分割煤層。刨煤機設備屬于機械化運作，不需要人員參與其中，整體經濟成本投入較少，能為企業創造更高的經濟效益。除此之外，將現代信息化技術以及計算機設備應用其中，實現刨煤機設備運行的自動化處理，提前設定參數，促使設備自動完成各類生產活動，提高生產工作的整體效率，減少工作人員的數量，保障一線工作人員的生命財產安全，讓煤炭資源開采工作更具安全性和穩定性，從不同方面合理把控煤炭資源開采工作成本。

（二）炮采煤礦開采工藝

在當前煤炭資源開采領域中，炮采煤礦開采工藝應用較常見，通常應用在長壁工作面上，技術人員也要同步完成支護設備的安裝工作。在炮采工藝技術流程中，按照爆破、裝卸、運輸、支護與放頂進行操作，只需要較簡單的配置就能實現更理想的資源開采效果，工作人員需要應用煤電鉆進行鉆眼，而資源的運輸需要應用輕型刮板運輸機，支護結構會應用到坑木。煤炭資源炮采工藝技術具備諸多優勢，整體操作靈活，能適應多種開采環境，企業不需要投入大量的資源便能獲得更優質的煤炭資源。在工作面設計和布置的過程中，支護回柱的設定也較靈活。而分析炮采工藝技術劣勢可以發現，應用過程中的頂板管控工作難度較高，會導致施工事故，例如，易發生頂板坍塌以及瓦斯爆炸等嚴重的生產事故。

為了提升開采工作的質量水平，技術人員要從以下方面進行優化和把控：第一，在爆破材料填充的過程中，工作人員要合理增加炮眼數量，把控爆破時間，有效提升爆破工作效率，在爆破落煤后，有效把控煤壁的平直效果，尤其是頂板和支柱必須保持完整性，不得出現任何損壞。第二，合理把控工作人員的具體勞動強度，應用機械設備完成煤炭資源的裝卸工作。第三，提前完成超前支護的設置，完成不同類型的設備以及支付設施的構建工作，為后續開采工作的全面開展奠定基礎。第四，采取一炮三檢的管理策略，豐富炮眼的過程中應用水泥泡，借助粘土炮泥完成剩下的炮眼封堵工作。除此之外，合理控制炮藥的安裝順序，炮藥安裝流程科學與否直接關系爆破的成功性，技術人員經過專業化的培訓，時刻保持較謹慎的工作態度，讓安全監管工作常態化，并對技術人員強化培訓，確保施工作業流程的規范和完整。

（三）綜合開采技術工藝

在現代科學技術高速發展的推動下，傳統的生產模式逐步邁向自動化發展，自動化技術的適用范圍也在進一步擴寬。在現代化的煤層開采事業中，技術人員可應用綜合開采技術工藝，將各個施工工序融合應用，全面發揮各項技術的優勢，并借助機械化開展自動化采集工作。為適用煤層頂板較堅硬的開采環境，工作人員也要采取長壁的開采模式。相比之下，綜合開采技術工藝的優勢包括開采過程更安全，資源開采效率更高，可以降低人力工作壓力和強度，機械化水平更先進。但該項技術的運用也存在一些不足，企業要提前投入大量的成本，由于先進機械設備的需求度較大、工作面回撤難度更高，企業需具備更先進的工作面推進水平。

（四）充填式開采

充填采礦技術的關鍵作用是支撐人類基坑。根據工作面開采進度，煤礦工人將充填原料運輸至采空區，以控制地表松動，并在不改變充填結構的情況下進行開采。填充煤開采和加工過程可以緩沖地表，無地表凹痕，有效提高煤炭開采作業的安全性能，廢物和其他殘留物有立足點，提高回收率和適應性，降低稀釋率。填充煤開采過程中有許多困難，加工過程的成本相對較高，勞動力較大，生產力受阻，開采有一定的難度。

（五）水力采煤技術

水力采煤是以高壓水槍的形式對煤巷進行“工程爆破”，然后根據地形沿水流運輸受損的煤炭。根據水力運輸的形式，將破碎的煤運輸至煤水倉，再根據煤漿泵將煤與水的混合物運輸至路面，用于采煤。水力采煤的明顯特點相對簡單，比其他生產工藝的工序少，機械設備簡單、工作量低、安全性和效率相對較高。然而，存在煤礦開采損失較大、水力采煤電力工程費用較高的缺點。

三、采煤工藝與技術優化策略

（一）選用充填采煤模式

在煤礦開采工作持續開展的過程中，往往面臨諸多的地質因素影響，而選用充填采煤技術方法，可以有效應對地質因素帶來的危害。在煤礦開采項目完畢后，開采單位要應用其他物質填補煤礦采空區，有效避免地面沉降問題。除此之外，選用充填法還能獲得更加豐富的利潤，滿足生態環境保護工作的各方面需求，必要時可采取保水性開采策略。充填材料往往存在一定的差別，需要作出適當的調整。在各類材料中，河沙的填充效率較高，按材料的經濟成本投入也更大。在填充工作開展的過程中，需要大量的填充物料，必要時可選用機械設備，有效解決采空區充填工作的各種問題。與其他類型的采空區處理方法相比，材料填充工作模式更加便捷，能減少對周圍環境造成的污染。

（二）采用智能化采煤工藝

綜合性的開采模式下，會產生開采率較低、開采質量不高的問題。對此，技術人員要合理運用智能開采技術，借助智能技術自動控制采煤機切割，運用地質雷達探測技術監測煤體的各方面動態，真正實現高精準度煤礦開采目標，與此同時，布設更多的探測器，避免開采過程中地質因素損害機械設備。智能化技術的應用為新型采煤工藝技術的研發和創新注入了活力，可以使煤炭開采過程更加高效安全。但在部分煤礦井下生產的過程中，會出現較強的電磁干擾，導致部分常規信息化設備面臨井下應用失效的風險，這就需要開采單位提前做出地質信息的勘探和收集工作，以此制定最終的煤礦開采工作模式。

四、結語

隨著現代化煤礦開采事業的不斷發展和進步，傳統煤炭開采中存在的問題和缺陷日益凸顯，尤其是環境污染以及生產過程中的安全問題，影響著開采技術人員的日常工作。為此，技術人員要選取更為先進科學的采煤工藝技術方法，系統分析采煤工藝技術中存在的問題和不足，為提升煤礦開采技術優化發展提供全新的思路和方向，以此提升我國煤礦資源利用效率。

參考文獻：

[1]李永剛.淺談煤礦采煤工藝技術優化[J].山西冶金，2021，44（03）：286-288.

[2]周興邦.辦廠采煤工藝技術優化研究[J].內蒙古石油化工，2020，46（12）：100-101.

[3]卓文.煤礦采煤工藝技術優化分析[J].中國石油和化工標準與質量，2019，39（20）：239-240.

[4]李培德.煤礦采煤工藝技術優化論述[J].石化技術，2020，27（06）：218+79.

[5]張曉勇.煤礦采礦工程中的采煤工藝與技術質量分析[J].礦業裝備，2022（06）：70-72.

[6]寧樹坦，杜現持，孟超.煤礦采礦工程中的采煤工藝與技術分析[J].百科論壇電子雜志，2020（12）：254-255.

[7]王景亮.煤礦采礦工程中的采煤工藝與技術分析[J].百科論壇電子雜志，2021（21）：108.

[8]李健偉.煤礦采煤工藝技術優化的探討[J].中國石油和化工標準與質量，2020，40（18）：189-190.

[9]李雪松.煤礦采礦工程中的采煤工藝與技術分析[J].軟件（教育現代化）（電子版），2019（03）：193.

[10]鄭永亮.煤礦采礦工程中的采煤工藝與技術質量探索[J].科海故事博覽，2022（07）：77-79.