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浅析煤矿开采技术条件与采掘工艺丁新华

发表时间：2021/4/26 来源：《基层建设》2020年第33期作者：丁新华

[导读] 摘要：矿产企业不仅要注重经济效益和社会效益，对安全、环保、和谐等要素也要高度重视。

        黑龙江省黑河市应急管理局黑龙江黑河 164300
        摘要：矿产企业不仅要注重经济效益和社会效益，对安全、环保、和谐等要素也要高度重视。煤矿基本上实现了综合机械化开采。鉴于煤矿综合机械化开采的方法较多，如何选择合适的采煤方法也是人们所关注的问题之一。为此，文章主要介绍了煤矿采煤技术的合理优化，通过合理的优化措施可以提高生产安全性和效率。
        关键词：煤矿开采；采煤技术；合理优化
        中国是一个贫油、少气、富煤的国家，保证煤炭资源的产量具有十分重要的意义。随着煤矿现代化的发展，基本上已经实现了煤矿综合机械化开采。但是，煤矿综合机械化开采有很多方法，每种方法都有其特有的优势，如何选择合适的开采方法是人们关注的重点问题之一。煤矿开采方法选择不当，不仅会导致煤炭资源的开采效率降低，还容易引发地质灾害。与此同时，采煤方法还应该与所采用的掘进技术配套，否则会出现采掘接替紧张的问题。因此，选择合适的采煤方法和掘进工艺对于煤矿的高产高效具有十分重要的作用。下面围绕煤矿综合机械化开采方法的选择以及掘进技术的选择展开论述。
        一、煤矿智能化开采技术
        架构为推进煤矿智能化开采技术的创新，应实施科学的智慧煤矿顶层设计工作，要统一智慧煤矿标准，建立完善的全面感知网络体系，充分利用大数据技术，形成云服务平台，以满足煤矿开采工作中各部门的需求。技术架构应包括以下几个方面：其一，制定完善的地下精准定位导航系统，以便对开采施工设备的位置有明确的认知，了解矿井下的实际情况；其二，应具备健全的随掘随采探测系统，旨在全面掌握巷道掘进的地质信息，基于此信息实施科学的巷道掘进技术；其三，制定完善的智能快速掘进系统，做好矿井的通风、排水等工作；其四，加强对工作面智能开采系统的研究，进行实时监控；其五，设立科学的危险源预警系统，建立灾害防范体系，以便及时发现煤矿智能开采中的安全问题，并实施针对性措施加以解决，提高煤矿开采施工的安全性；其六，制定矿井全工位设备设施管理系统，旨在加强对煤矿开采工作中各项机械设备的管理，保证所有施工设备的正常运行；其七，制定煤矿物联网智能化管理系统，提高煤矿开采施工的智能化水平。
        二、煤矿采煤技术的问题分析
        1.煤矿采煤设备性能较低
        现阶段，煤矿企业在开采过程中更注重成本的压缩与煤炭开采量的增长，但受我国与煤矿采煤相关的技术设备、专业人才数量较少的影响，许多煤矿企业在采煤过程中使用的设备安全性能较低，在采煤过程中时常会出现设备故障，出现设备故障对采煤的进度造成延误，有时还会给参与采煤的工作人员带来危险，即对采煤工程造成影响又会对企业造成经济损失，所以煤矿企业想要增加经济效益优化采煤设备是基础。
        2.煤矿采煤技术水平较低
        在许多中小型煤矿企业常要面对资金短缺问题，所以采煤设备会比较落后，这些企业为了追求经济效益，会忽略掉增长采煤技术，导致平均采煤技术得不到发展，甚至停滞不前，没有得到有效的发展。我国的采煤技术水平分布不均匀，发达区域的拥有着比较先进的采煤设备，采煤的技术水平也比较高，但是大部分煤矿企业采用比较传统的采煤方式，开采质量处于较低水平。
        三、煤矿智能化开采技术的有效创新
        1.创新地质信息系统，完善探测技术装备
        在煤矿开采工作中，地质信息十分重要，其是保障煤矿开采工作质量的基础条件，需要构建完善的地质信息系统，从各个维度去掌握煤矿开采的动态化信息，保障地质信息的精确性。

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可充分利用智能化技术，优化地质信息系统，为智能化决策提供可靠的参考依据，不断地开发和创新探测关键技术及其设备，自动采集和获取地球物理数据，并对所采集的数据进行科学处理，建立完善的四维动态模型，即地质-巷道模型，设立全方位地多源矿井四维GIS云平台，实施三位电子图管理，推动煤矿智能化开采的发展。当前的地质数据已经逐步实现多部门的共享，有专业的软件系统支持画图、编制文档等，工作效率比较高，但是其缺点在于无法实现矿井信息的自动更新，需进一步完善创新体系。
        2.爆破采煤工艺技术
        使用爆破方式落煤，对定向准确性要求较高，爆破采煤的煤块均匀、煤壁平直，对后期支护影响小。所以，使用毫秒延期定向爆破技术，可以在一定程度上减少爆破的时间，提升出块效率。因为爆破落煤之后有一部分会进入输送机，所以只需要工作人员进行很短时间的装煤工作。此外，有许多机械设备能够高效地辅助工作人员进行装煤。生产中可使用爆破震动较小的开采设备，或者使用一些智能化的自动开采设备。并且还需要全方面的分析所用工艺的安全性、经济性以及对周围环境与居民生产生活所带来的影响，加工时所用的设备也最好使用自动化、智能化的设备，在一定程度上减少人工环节。相关技术人员必须制定完善的、科学化的爆破设计，详细设计钻孔、炮孔验收、装药、充埴堵塞等环节。测量台阶高度、最小抗线，并结合地形、地质确定各个炮孔。需要注意的是，孔深度的误差范围必须要维持在30cm以内，倾角维持在2以内，孔距、排距也必须维持在30cm以内。
        3.巷道掘进支护技术
        巷道掘进完成后，必须要采用相应的支护方式来保证巷道的稳定性，使巷道满足正常使用要求。与此同时，《煤矿安全规程》中规定，工人必须在具备支护条件的巷道内工作。巷道的支护速度在一定程度上会影响掘进速度，因此，需要选择合适的支护方式来进行巷道支护。这就要求选择的支护方式应该满足便于施工和对安全性的要求。通常所说的掘进巷道支护多为临时支护，即只能维持巷道短时间的稳定性。对于掘进巷道的支护，可以选择的支护形式有棚式支护和锚杆支护。与棚式支护相比，锚杆支护具有操作简单、便于施工、支护强度高的优点，还可以配合后续永久支护使用。锚杆支护在施工时配上锚杆机，实现了掘锚一体化，施工速度非常快，能满足快速掘进的要求。虽然棚式支护的支护速度比较慢，但是支护的整体性非常高，可以满足在顶板岩层比较破碎松软情况下的支护。
        4.条带开采技术
        条带开采技术是将不同煤层要开采的区域划分成规则的条带形状，进行采煤时按照规划好的条形隔一条一开采，留下的区域可以支撑上面岩层的重量，通常地表不会有明显移动和变形，条带开采技术常被用于保护地表建筑物时使用。条带开采包括走向条带开采、倾斜条带开采和伪斜条带开采三种开采方式。走向条带开采通常用于水平或者倾斜较小的煤层，倾斜较大的煤层使用走向条带稳定性较差，其优点是工作面的推进长度长，搬家次数少。倾斜条带开采通常用于倾斜煤层，煤层的倾斜方向为条带的长轴方向进行布置，其优点是稳定性高、适应性强，在煤矿的采煤工作中常被使用，其缺点是工作面搬家频繁。伪斜条带开采通常用于倾斜角度大于35°的煤层，每层的倾斜方向与条带长轴的设计方向成角度进行布置，其优点是可以解决一些开采难度表达的项目。在条带开采过程中要根据实际情况进行选择条带开采的方式，减少工作面搬家次数提高采煤效率。
        结语
        煤矿开采行业是我国的基础行业，须得到社会各界更多的关注。在选择综采技术时，需要综合考虑煤层厚度、倾角和赋存的稳定性。不断创新煤矿开采施工工艺，有效管理煤矿智能化开采技术装备，促进煤矿开采工程的长远发展，获得更多的经济效益。
        参考文献：
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        [2]范京道.煤矿智能化开采技术创新与发展[J].煤炭科学技术，2017（9）：65-71.
        [3]杨凯.煤矿采掘中的采矿工艺与方法［J］.矿业装备，2019（6）：104-105.
        [4]穆建明.综放综采混合开采技术在煤矿开采中的应用［J］.内蒙古煤炭经济，2016（增刊2）：30.