煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术初探

发表时间:2021/5/12   来源:《科学与技术》2021年第29卷第4期   作者:高伟伟1 张继冲2
[导读] 随着经济的快速发展,对资源的消耗越来越大
        高伟伟1  张继冲2
        延安车村煤业(集团)有限责任公司 陕西 延安 727500
        摘要:随着经济的快速发展,对资源的消耗越来越大,为了全面满足经济发展需要,则需要创新研究开采技术,在保证资源开采的同时,保护环境维护生态。采矿工程对社会发展具有十分重要的现实意义,在煤炭资源开采过程中,其工作环境艰苦、难度最大、风险最高,只有全面保证先进的技术,才能确保人员安全,深入研究煤矿开采施工技术,才能确保开采的安全。文章主要通过对煤矿开采过程中采矿技术探讨,全面提出安全措施,因此,尽可能保证煤炭资源开采安全,提高生产量,保证经济全面发展需求。
        关键词:采矿工程;煤矿开采;技术
        引言
        随着社会与经济的发展,我国对煤矿的需求量日益增加,这也引发了大量煤矿开采工程的开发。在煤矿开采工程中,煤矿采用的开采技术与方法,以及开采过程中的施工安全管理等,都会对工程安全性、工程质量造成较大的影响。假设在一个煤矿工程中,其开采技术并不优良,或者安全管理存在瑕疵,那么开采的煤矿质量、施工的安全进行便无法得到保证,可能产生很大的工程隐患。所以说,在这种背景下,强化煤矿工程的开采技术,加强煤矿工程安全管理,是极其有必要的,将以上两方面进行优化,不仅能促进煤矿开采效率与开采质量,更能保证人员安全与工程安全,应用性很强。
        1煤矿采矿工程的特点
        煤矿采矿工程的特点对采矿工艺与技术的选择具有决定性作用。煤炭资源在大自然中的赋存条件复杂多变,不同的赋存条件下煤矿采矿工程具有不同的特点。将煤矿采矿工程的特点总结归纳如下:a)煤炭资源的不可再生性。煤炭资源的生成周期决定了煤炭资源的不可再生性,大自然中的煤炭储量是相对固定的,若无序、无限开采则煤炭资源将面临枯竭。根据煤炭资源的不可再生性,必须有计划地进行开采,并选择最优的采矿工艺与技术,避免造成资源浪费。b)采煤作业的专业性。采煤作业是在一固定区域根据煤炭赋存的地质条件,采取适当的采矿工艺与技术实现将煤炭资源采出的目的。采煤作业的空间条件是无法改变的,而空间严重制约了煤炭的可采性,因此,采煤作业必须由具备专业知识和经验的技术人员进行指导,如此,才能在保证安全的前提下进行合理开采。c)采煤作业的危险性。中国大部分煤炭资源赋存于地下深部,必须采用井工开采。井工开采受诸多不安全因素的威胁,如瓦斯、煤尘、水灾、有毒有害气体等。若井下发生事故,则会给作业人员和生产矿井带来极大的损失。且近年来随着浅部资源的枯竭,矿井开采深度日益增加,面临的不安全因素更多。可见,煤炭开采是一项危险性较大的工作。d)采煤作业的流动性。采煤作业的流动性主要是指作业人员的流动性。大部分煤矿所在地偏僻,且随着中国产能结构的优化,煤炭资源需求量也在下降,一些小的煤炭企业无法按时足额支付工资,这些都造成大量具有丰富经验的技术人员的流失,给煤炭行业带来一定的损失。
        2煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术
        2.1深层井采矿技术
        在煤矿工程中,由于不少煤层埋藏深度大,进行开采的位置较深,通常需要使用深井开采技术,这种技术也是煤矿开采中最常用的技术。但是,深井开采技术的使用,也会受地热、抗压等影响,通常在使用时危险系数比较大,所以,要想使其得到更加有效、高效的利用,煤矿工程实际开采时必须要率先查明深井的内部情况,仔细勘察所有数据,然后选择最合适的方案进行开采。同时,在开采进行之前,有关工程人员还要做好紧急事件预防准备,同时配备好监控系统,以确保及时监测工程的潜在危险与失误,及时纠正调整,保证开采过程科学安全。


        2.2硬顶开采技术
        硬顶开采技术也是煤矿采矿中的主要技术形式,在实际操作过程中,其技术应用效果较好,随着技术的广泛使用,全面提高了煤炭开采的区域性。技术主要包括硬顶煤开采技术和硬顶板开采技术两种,需要根据不同的开采环境选择合理的技术形式。硬顶煤开采技术是综合开采技术,利用相关的技术支撑,全面提高开采能力与质量,采矿技术包括顶煤深孔爆破技术、高压注水压裂技术等。在实际操作过程中,应该全面保证安全,要注意冒放性的问题,避免出现安全责任事故,在当前的实际采矿过程中,往往会面临较多的困难,要根据条件环境做好技术选择。硬顶板开采技术主要是控制类技术,通过一定的计算出分析,全面提高开采质量,保证安全。煤层低压和埋深分析控制是重要的手段,应用中常常与步距垮落技术结合使用,这样,就能够全面提高生产效率,随时开采煤矿并破碎顶煤,保证了安全,提高了生产效率。
        2.3充填开采技术
        充填开采技术是使用充填材料来补充煤层开采留下的空间,减少地表沉陷,一般利用水砂、矸石及膏体等材料进行填充,采用专业化技术抵消作业面周围的作用力,从而提高开采效果。填充开采技术能够减少因地质变化产生的底层下沉及形变问题,因此适用于地质情况不稳定、地形复杂的矿区。根据充填位置,充填开采技术可以分为采空区充填、冒落区充填及离层区充填,一般采空区充填选用高浓度或膏体胶材料进行充填,冒落区及离层区采用低浓度材料充填。应用填充开采技术前仔细的勘察实际地质情况,从而保证开采的质量和效率。
        2.4综采放顶煤采煤技术
        为了实现对特厚煤层(厚度大于10m)的高效开采,在传统的综采技术(采高小于3.5m)基础之上发展了综采放顶煤采煤技术。这项技术只需要变更传统综采技术的液压支架即可完成,初期投资比较少。通过控制合适的采放比(采煤高度和放顶煤高度),就可实现对特厚煤层的高效开采。在工作面回采时,工作面前方煤体受到支承压力的作用而破碎。顶煤从液压支架后方的放煤口放出,需要根据放煤口中矸石的量来确定是否结束放煤。一般情况下,放顶煤的采放比控制在1∶3左右,即综采工作面的回采高度与所放顶煤厚度的比为1∶3。若综采工作面回采高度为3m,则放顶煤厚度可达9m,这就意味着放顶煤一次可实现对12m厚煤层的开采。由此可见,综采放顶煤采煤技术对厚煤层的开采效率十分高。综采放顶煤采煤技术因其厚煤层开采的巨大优势,已成为目前厚煤层开采的主流技术,取代了传统的分层开采方法。
        2.5露天采矿技术
        露天采矿技术是一项常用的开采方式,是按照从上到下的剥离顺序直接从矿体上剥离出固定煤层,一般应用于煤层丰富并生态环境较好的矿区。这项采矿技术对外界要求较少,成本较低,主要应用大型的采矿机械设备,从而能够准确的开采煤矿。大型机械设备的应用不仅提升了工作效率,也减少了人工的投入,并以机械代替人工提升了施工的安全性。在露天开采前,技术人员应勘测周边环境,找到合适的开采点,并利用专业工具击打煤炭上层的岩石,有利于采矿设备挖掘煤炭。
        结语
        实际的煤矿开采过程中,开采技术与安全管理都是工程中必不可少的一环,必须要从煤矿企业、煤矿工程的实际情况考虑,来合理有效地提高煤矿工程的工程效益。首先要加强对开采人员安全意识的培训,其次要建立完整的煤矿工程安全管理体系,然后要加强监督,采用先进设备与技术辅助煤矿开采,进而全面提高煤矿工程的开采效益,保证开采安全。煤矿工程的开采,是当前我国工业发展物资的重要来源,影响着社会物资建设问题,所以必须要保持持续开采、全面供应。
        参考文献
        [1]陈彦宏.煤矿工程采矿技术与施工安全管理浅述[J].当代化工研究,2020,(12):50-51.
        [2]史晓明.分析煤矿工程采矿技术与施工安全[J].百科论坛电子杂志,2020,(8):228-229.
        [3]黄克敏.煤矿采矿新技术装备与开采方法探讨[J].中国设备工程,2018(3):28-29.
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