煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术

发表时间:2021/6/25   来源:《工程管理前沿》2021年第5期   作者:常俊峰 滕士军 潘永
[导读] 煤矿资源是目前我国很多地区生产生活必须的重要能源,而开采煤矿一直以来都是风险性较高的工作,

        常俊峰    滕士军    潘永
        枣庄矿业集团柴里煤矿 山东 枣庄 277519
        摘要:煤矿资源是目前我国很多地区生产生活必须的重要能源,而开采煤矿一直以来都是风险性较高的工作,采矿过程中的危险因素,威胁到工作人员的生命安全。针对这种情况,需要对采矿工艺和技术进行总结和分析,让从业者对采矿工艺和技术有充分的了解,在工作当中尽可能的保障效率和安全,使煤矿开采工作保持健康发展。
        关键词:煤矿采矿工程;采矿工艺;采矿技术
        1煤矿采矿中工艺技术的重要性分析
        煤炭资源是由动植物尸体在地表下长期与空气隔绝,进而经过一系列复杂的物力化学变化演变而来。由于煤层气的存在,导致煤炭资源的开采工作存在很大的危险性,稍不注意就有可能导致安全事故的发生。因此煤炭企业应该制定出详细的开采计划,这样才能够提升煤矿采矿工程的安全性,最大程度上保障煤炭开采工人的人身安全,进而提升企业的经济效益。现阶段,由于我国煤炭资源的需求量日渐提升,所以很多规模较小的煤矿企业跻身于煤炭资源开采领域进行煤矿的开采,但这些小企业进行煤炭资源开采工作时,由于其安全设施不合理,尤其是在比较复杂的地质结构进行煤炭资源开采时,安全事故的发生概率大幅提高。随着我国煤炭资源的大量开采,那些开采难度小的煤矿数量明显减少,所以以后我国的煤炭资源开采工作难度将不可避免的升高。如果现阶段应用于煤炭资源开采工作的采矿工艺和技术先进性没有得到有效提高,那么煤炭资源的开采效率将不可避免受到影响,同时采矿工作人员的工作危险性也会进一步增加。所以煤炭企业应该不断改善和创新煤炭资源开采的工艺和技术,并切实提高采矿工艺与技术的选择合理性。
        2煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术的应用
        通常而言,在煤矿工程之中,工程开采技术是工程的重要内容,其应用的好与坏会直接影响工程质量、工程效率。一般针对不同环境下的煤矿工程,需要选择不同的、合适的煤矿开采技术进行工程开采。
        2.1深层井采矿技术
        深层井采矿技术是当前最为主要的技术,有效支撑着开采工程,一般情况下,这类技术被应用到煤矿岩石受压低、冲低压低及地热危害较大矿产区,这部分区域是施工重点,主要解决的是矿压控制、深井通风、井巷布置及瓦斯和低压防治等工程,全面保证开采条件,提高安全能力。这项技术在第一道施工,在实际的应用过程中,其危险性较高,工作条件艰苦,如果控制不力,则会导致伤亡事故的发生。要全面排除危险隐患,才能保证施工安全。为了进一步提高安全性,在具体的采矿过程中一定要全面提高调查能力,通过数据支撑,把握好重点区域与环节,明确深井围岩状态、深井场地环境变化等情况,才能形成科学有采矿方案,提高安全性,保证整体效率提升。虽然技术几经创新与调整,但当前深层井采矿技术应用情况并不乐观,依然存在巨大的危险,施工过程安全隐患一直得不到有效排除,如无法准确预知深井作业环境变化、应力检测难等都影响到了开采的质量,增加了安全隐患。
        2.2硬顶开采技术
        在煤矿工程中,硬顶采矿技术的应用也比较常见。通常来说,硬顶采矿可以分为硬顶煤开采、硬顶板开采两种形式,二者在煤矿工程开采中的应用,既有一部分类似之处,但也存在一些区别。例如,硬顶煤开采技术的综合性更强,而相比之下,硬顶板开采技术则控制性更强。根据每个煤矿工程的实际开采情况不同,通常要进行综合分析,选择合适的开采技术。一般而言,如果煤矿工程中采用硬顶煤开采方式,那么它可以融合多种开采技术综合运用,但是风险相对较大,使用必须谨慎。而硬顶板开采技术,就必须提前做好煤层深度分析,然后实际运用。
        2.3充填式采矿技术
        充填式采矿技术在煤矿开采工程的应用当中,一般作为常用的支护方式,随着煤矿开采工作的不断推进,工作人员会将一部分填充材料安置在采空区当中,通过填充材料给予的支护作用,控制煤矿地表的松动,便于工作人员进行回采工作。

一般,充填式采矿技术会应用在开采高品位矿石、稀缺矿石、贵重矿石等重要矿体当中,其对地表强大的保护作用、应用后给予工作人员强大的安全保障,对废料的高效利用、强大的场地适应效果以及高回采率和低贫化率的特点是其应用的主要优势,但是本身由于技术需要大量的劳动力、由于充填材料带来的较高成本、生产效率不足且工艺复杂等缺点,该技术还有待完善。
        2.4缓倾斜厚煤层的开采技术
        对缓倾斜厚煤层进行开采时,通常会用到一次性开采技术。此技术对支架结构的强度有较高要求。主要是由于只有达到设计需求强度,才可以有效避免滑倒问题的发生,而且也可以有效预防顶梁焊缝产生开裂或者四连杆变形等问题。除此之外,一次性开采技术对千斤顶的安全工作也提供了有利的保护,从而加强了煤矿工程开采过程的安全性。
        2.5缓倾斜薄煤层的开采技术
        该技术需要使用到刨煤机设备,该设备具有体积小、功率大、开采效率极高,并且十分安全的优点。然而要想让煤矿工程中让开采工作能够安全顺利进行,必须要研发一套和薄煤层开发能相互匹配的煤机综采液压支架以及其他配套技术。
        2.6智能开采技术
        智能开采实际上属于今后煤矿开采时的主要方向,需经过一段时间的发展。在信息技术迅速发展背景下,技术与工业化的整体融合程度越来越高,智能化也对煤矿工程产生了一定影响。煤矿工程在发展中,将会构建采矿规划、采矿资源、采矿技术于一体的综合性管理平台,进而使智能化采矿的实现获得有效保障。初级智能工作面技术体系主要涵盖采矿系统的“采、支、运”阶段,接下来对这三大体系的智能化做简要分析。
        2.6.1采煤机智能化技术
        采煤机切割煤岩工艺是煤矿采矿工程中的核心工艺,采煤机智能化技术是通过智能化系统实现采煤机的“智能感知+人工远程干预”运行。采煤机智能化技术包含姿态感知、视频监控、交互通信、记忆截割、自动定位和煤岩识别功能。
        2.6.2液压支架智能控制技术
        地下采煤过程中工作面的安全开采,是在工作面顶板支护科学合理的前提下进行的。液压支架作为工作面的支护设备,起着“顶梁柱”的作用。传统的液压支架支护技术随着工作面的推进需人工进行移架、补液等操作。而液压支架的智能控制由智能系统代替人工操作,可实现自动移架、自动跟机、自适护帮、自测矿压、自动补压和自动调整方位等功能。
        2.6.3刮板输送机和带式输送机智能化技术
        采煤工作面截割下的煤炭需要通过运输设备运至采区煤仓或井底煤仓,刮板输送机和带式输送机便担任着运输大任。刮板输送机和带式输送机的运输能力需与采煤机的截割能力相匹配,智能化技术可通过计算机系统实现“三机协调”运行。刮板输送机的智能化技术包含智能软启动、智能调速、功率协调、智能紧链、断链监控、采运协同等功能。带式输送机的智能化技术包含智能保护、煤流管控和自动张紧等功能。
        3结束语
        资源的高效开发和利用,对于推进我国的现代化、可持续发展来说有着非常重要的意义。当前我国的采矿设备包括地下的和露天的两种基本类型,采矿技术也相对多元,除了本文中提到的几种采矿技术,还包括特殊情况下的采矿技术。除此之外,由于采矿环境的复杂性和环境因素的不确定性,我国采矿工程面临着更大的挑战,需要做到多种技术并用,将技术优势充分发挥出来,促使我国的采矿事业整体朝着全面化、生态化的方向不断发展,保持良好的发展状态,不仅有利于矿产资源的开发利用,更是一种国家综合实力的上升,只有不断的发展和进步才是提升的关键。
        参考文献
        [1]蒋鑫.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用探究[J].现代工业经济和信息化,2020,10(10):107-108.
        [2]赵胜奎.探析煤矿采矿技术在应用过程中存在的问题[J].石化技术,2020,27(04):245+247.
        [3]时付军.煤矿工程采矿技术在应用过程中所存在的问题[J].当代化工研究,2020(06):44-45.
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