浅谈煤矿采煤方法与采煤技术的选择及其影响因素

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:朱毫勋
[导读] 摘要:随着我国科技的不断夯实巩固,有关开采煤矿行业的技术同时得到提升,煤矿行业的进步也深受开采技术影响。
        淮河能源集团煤业分公司谢桥煤矿  安徽省阜阳市颍上县  236221
        摘要:随着我国科技的不断夯实巩固,有关开采煤矿行业的技术同时得到提升,煤矿行业的进步也深受开采技术影响。新的科技会给煤矿产业引进更多丰富的资源,同时也在质量上不断优化。在这样的情况下,我国以及煤矿业开采范围不断增大,最明显的变化是采煤技术更加自动化、机械化。例如,在开采过程中还引进了机械设备,这样便有效降低开采的危险性。总而言之,运用合理的采煤方法和采煤技术对该行业是十分重要的。
        关键词:煤矿产业;采煤技术;采煤方法;影响因素
        引言
        我国是世界能耗大国,居民生活和社会生产需要消耗大量能源,煤炭作为当前最为重要的能源,在国民经济建设中扮演着关键角色。煤矿生产在我国拥有多年的历史,在长期发展中,采煤技术和采煤方法不断更新,逐渐呈现信息化、智能化以及自动化的发展方向。基于井下环境、地质条件和企业实际的差异,在开展煤炭生产中,企业要合理选择采煤技术和采煤方法,提升生产效能和安全系数,实现企业的稳定以及可持续发展。
        1煤矿采煤技术合理优化原则
        1)经济原则煤矿开采的最重要目标,就是实现企业经济效益的提升,因此,在煤矿采煤技术的优化方向上,也需要和煤矿实际情况高度结合,围绕不同类型开采过程,有的放矢进行优化,达到企业煤炭产量增长,提高煤炭资源回收率的目的。2)高效原则基于煤矿开采安全性,合理优化采煤技术,可以有效提升煤矿采出率,使技术成本投入更容易控制。3)安全原则煤矿开采具备一定危险性,因此煤矿采煤技术的优化,绝对不能只看重产量,而对安全问题视而不见。企业应当将树立安全生产的理念深入人心,保证开采设备可以尽快投入使用的同时,最大程度为工作人员人身安全提供强有力保障,防止生产过程中出现各类安全事故。
        2采煤技术方法及其产生原因
        2.1采煤方法
        随着大量先进设备的使用,可以解决更多迥异的采煤问题并且适应更多样的环境,这样不但降低采煤过程中的危险性,也提高了采煤技术的质量。然而,有些设备虽先进,但在一些规模较小、资金有限的煤矿开采中,表现较差,不能科学有效的运用先进设备,极大地浪费资源。因而采煤过程中,选择最适合的技术及方法,保证质量的同时达到最低消耗成本。
        2.2安全隐患较为明显
        很多中小型煤矿企业不具备安全性能较好的采煤设备,在设备质量问题上难以达到标准,加上采煤工作量十分繁重,在一定程度上也忽视了安全生产的重要性,因此其中存在的安全隐患已经成为生产人员人身安全的巨大威胁。
        2.3对环境的保护
        在采煤行业中最基本的是安全性,但除此而外,防控以及降低采煤作业对土地资源、自然环境的伤害也是重点,要合理采用最好的开采机械和采煤方法,在开采煤矿之前,要熟悉该区域地理构造和土壤研究,为合理的开采方案做好准备。分析开采进程可能对地表造成的伤害,评估地表将会发生的改变;运用先进技术模仿煤层重要位置的地质变化情况,并对其结果进行全方位解读,更加确定最适合的开采方法。
        3采煤技术以及采煤方法
        3.1提升巷道快速掘进能力
        目前,巷道掘进速度的发展面临瓶颈,限制了井下采煤的效率,因此,如何加快巷道掘进,称为值得研究的问题。其关键在于,要提高掘进过程中的破岩速度和巷道支护速度,同时也要考虑地质条件的安全性。具体来看,为了进一步提高巷道掘进的速度,首先,要通过勘查,详细了解开采区域的地质情况,并采取措施,确保矿井中的瓦斯含量低于临界值,将瓦斯事故的隐患降到最低;其次,要采用先进的掘进工艺,这并不仅仅是选用高技术水平的掘进设备,更重要的是,必须衔接好掘进工作的各项流程;最后,要针对岩巷掘进效率低这一特点,避免长时间频繁在岩巷中掘进,而是要尽量提高煤巷的掘进量,可通过运用连续采煤机和锚杆机的方式,来提升掘进能力。


        3.2机械化采煤
        机械化采煤属于一种常规的采煤工艺,在1960年代引入我国,并且在大量的实践生产中获得应用,机械化采煤与爆破采煤存在一定的相似度,但是在支护作业方面存在些许不同。当前,随着我国科学技术的蓬勃发展,机械化采煤所使用的机械设备不断更新,采煤机的智能化和信息化程度更高,显著提升了采煤效率。机械化采煤在生产中需要投入一定的物力资源和人力资源,并且煤炭收集能力开采性能不足,容易浪费煤炭资源。煤炭企业运行的目的为实现经济效益最大化,前期投入、资源回收和成本消耗都是企业需要考虑的因素,与爆破采煤工艺相比较,机械化采煤的投入成本略低,一些企业为了降低成本、提升效益,都选择采用机械化采煤,但同时,机械化采煤的缺点为:第一,虽然对企业投入成本没有严格要求,但是煤炭资源质量较低。第二,机械化采煤可适用于大多数地区,但是煤炭资源的浪费率较高,并且难以及时进行资源回收。因此,机械化采煤主要应用于环境简单、煤炭质量不高的环境下。
        3.3连续性采煤技术
        连续性采煤技术以综合机械采煤方法为代表,其主要依赖机械设备完成采煤工作,通过连续采煤的方式,快速完成既定的生产任务,随着煤矿企业自动化和机械化程度的不断提升,连续性采煤已经成为国内煤矿生产的主流。该技术的主要特点为可以显著提升生产效能,并且具有较高的自动化程度,能够降低企业在井下的人员投入,避免发生安全事故。同时,连续性采煤技术还具有良好的环境适应能力,可以在各种复杂环境下完成采煤作业。但是该技术也存在一定的缺陷,例如煤炭资源利用能力和工艺回收能力不足,尤其在通风条件差的环境下,难以发挥其采煤性能。因此,企业在选择连续性采煤技术中,要结合现场实际情况以及影响安全生产的因素进行综合分析,不能盲目选择,进而导致采煤技术不符合生产需求。
        3.4普通采煤技术
        普采工艺其主要是指在既定要求下和时间内,完成装煤、采煤以及破煤等工作以流程,通过相关机械完成煤炭运输,根据井下实际情况做好顶板支护,避免发生安全事故。煤矿企业在开展生产运行中,选择技术的主要考虑因素是成本和安全,普采技术所使用的机械设备成本低廉,并且具有较高的安全性,因此,在一些中小煤矿企业中,普采技术应用范围较广。同时,普采技术具有较强的环境适应性,可以适用于不同地质条件的矿井中,对采煤工人的技术能力没有严格要求,可以帮助企业节约人资培训的成本。但是普采工艺的采煤质量不高,如果企业对煤炭生产质量具有严格要求,则不适合选择普采技术。因此,普采技术更加适用于地质条件简单、质量要求不高的井下生产中,能够帮助企业节约成本和资源。
        3.5智能化采煤技术
        智能化开采的显著特点是工作面装备与系统具有智能感知、智能控制和智能决策3个智能化要素,智能感知是基础,智能决策是重点,智能控制是结果。其经历了3个发展步骤,每个步骤都是着重解决智能化三要素中某些内容。先是在2014年解决了基于视频监控的智能感知问题,以黄陵煤矿为代表,实现了基于采煤机记忆截割、综采装备可视化远程干预的初步智能化开采。然后在2016年解决了基于惯性导航的工作面直线度智能控制问题,以兖矿集团转龙湾煤矿为代表,采用LASC技术实现工作面设备自动找直,将智能化开采技术推向深入。以大数据分析和深度学习为基础,通过系统的自主学习与数据训练形成自主分析与决策机制,解决智能控制系统自主决策难题。由于基于神经网络的深度学习模型数学机理不清晰,相关研究正在深入,距离实际应用尚有差距。现阶段,切实可行的方法是在智能感知、智能控制技术基础上,建立协同联动机制,通过各设备的协同控制,智能协调工作面各设备自动运行,解决工作面装备智能决策缺失难题,实现工作面智能化开采。
        结语
        总而言之,煤矿产业的经济效益以及安全性与煤矿采煤技术、方法紧密联系,因此煤矿行业技术操作人员要进行相关培训及采煤研究,从而评估、分析采煤技术和方法的影响因素,达到生产效率最佳结果,并优化开采机械,保障煤矿经济持续稳固发展,促进社会经济发展。尽量降低煤矿开采投入,同时对煤矿开采的安全程度做保证,首要培养对煤矿开采技术的认知,保证合理的煤矿开采技术再进行开采,运用科学的采煤手法,提高煤矿企业的经济收益的同时,也不要忽视安全生产煤炭资源的重要性,更好的为工作人员获取更多利润,促进社会进步,提高人们生活水平。
        参考文献:
        [1]王晓冬.煤矿采煤方法与技术的研究核心探寻[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(22):141-143.
        [2]张体刚,惠凡光.研究煤矿采煤工作面顶板事故原因及其防治措施[J].西部资源,2020(06):181-183.
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