煤礦智能化開采技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望

顧宏濤

摘 要：目前，我國的經(jīng)濟在迅猛發(fā)展，社會在不斷進步，煤炭在我國的能源結(jié)構(gòu)中占有重要地位，對煤礦產(chǎn)業(yè)的開發(fā)與利用，更有效地推動了經(jīng)濟的發(fā)展，煤炭作為我國的基礎能源之一，也在促進著其他行業(yè)的繁榮。經(jīng)濟全球化的背景下，對煤礦的開采和煤炭的質(zhì)量制定了更高標準，基于此，文章闡述了在煤礦開采中存在的安全管理問題，就解決對策進行重點探究，以期為煤礦產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供可行性的參考建議。

關(guān)鍵詞：煤礦;智能化開采技術(shù);現(xiàn)狀

引言

中國煤礦大多數(shù)是通過井工開采完成的，在開采過程中容易發(fā)生各種安全事故，這是由當前煤礦開采的技術(shù)條件決定的。煤礦安全事故的發(fā)生不僅給煤礦企業(yè)帶來了重大的經(jīng)濟損失，還威脅到煤礦工人的生命安全。雖然中國已經(jīng)開始發(fā)展智能化開采工作面，但也只是處于起步階段，很多礦井還未達到智能化開采的條件。在相當長一段時間內(nèi)，中國煤礦開采還需要大量的工人參與。因此，預防煤礦安全事故的發(fā)生具有重要意義。通過對大量事故的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，工作面發(fā)生事故的概率要遠遠大于巷道中發(fā)生事故的概率。本文圍繞煤礦開采技術(shù)中存在的安全隱患以及采煤過程中的安全管理展開論述。

1煤礦智能化開采技術(shù)研究現(xiàn)狀

1.1對煤層地質(zhì)條件的適應性較差

雖然綜采技術(shù)有巨大的優(yōu)勢，但其最大的缺點是對煤層賦存地質(zhì)條件的適應性較差，也就是不能適用于所有條件下煤層的開采。因為綜采過程中采用了液壓支架，設備的整體性比較強。當煤層傾角較大時，采用綜采技術(shù)進行煤層開采時，液壓支架很難保持平衡，開采時容易遺留大量的邊角煤，不僅會導致煤炭資源的采出率降低，還會導致某些情況下發(fā)生沖擊地壓。煤層賦存地質(zhì)條件主要包括煤層的走向、傾角、厚度和構(gòu)造等。

1.2安全意識薄弱

在實際的煤礦開采過程中，部分管理人員安全意識薄弱，缺少相關(guān)的安全管理經(jīng)驗，無法對施工人員進行有效地管理和監(jiān)督，因為自身能力以及專業(yè)技能的短缺，導致無法正確處理煤礦開采生產(chǎn)的經(jīng)濟效益與質(zhì)量安全的關(guān)系，管理人員經(jīng)常注重經(jīng)濟效益，忽視安全管理，上行下效，施工人員對安全管理方面也不夠重視，為今后的質(zhì)量安全埋下隱患。因為安全意識的薄弱，對安全管理工作不重視，更加忽視了對施工人員的安全教育培訓，培訓工作趨于形式化，無法真正實現(xiàn)安全管理教育的最終意義。

1.3煤層瓦斯隱患

瓦斯被稱為煤礦開采的第一殺手，這是因為煤礦井下巷道中的瓦斯達到一定的濃度會發(fā)生瓦斯爆炸。煤礦瓦斯防治工作是煤礦工作的重中之重，必須得到足夠的重視。雖然煤礦都采取了一些瓦斯防治措施，但煤礦瓦斯事故還是有可能發(fā)生的。一方面，由于煤礦瓦斯突出的機理尚不明確，很難從根源上防治瓦斯突出;另一方面，由于煤礦局部通風可能不暢，一些地區(qū)會出現(xiàn)瓦斯聚集的情況。此外，煤層中的瓦斯大部分處于吸附狀態(tài)，在開采煤層時會大量溢出，造成巷道中的瓦斯超限。在開采煤層時，不可能將其一次性完全采出，這就會導致采礦區(qū)中有大量的遺煤。由于采空區(qū)很難真正實現(xiàn)密閉，使得采空區(qū)中的遺煤在空氣的作用下被氧化，產(chǎn)生大量的有毒有害氣體。這些氣體會隨著風流進入巷道中，導致巷道中的瓦斯超限。

2煤礦智能化開采技術(shù)

2.1創(chuàng)新巷道智能化快速掘進技術(shù)

在煤礦開采施工過程中，巷道掘進環(huán)節(jié)十分重要，直接關(guān)系煤礦生產(chǎn)的最終效果。當前在巷道掘進施工過程中，所采用的主要是單體錨桿鉆機，其效率并不高，所需要的施工時間比較長，而且在工序上具有一定的復雜性，不具備準確的定位功能，所使用的掘進設備較為落后，不利于巷道掘進工作的長遠發(fā)展，難以實現(xiàn)煤礦開采的智能化。為此，應創(chuàng)新巷道快速掘進技術(shù)，實施遠程智能管控平臺技術(shù)，改變傳統(tǒng)的巷道掘進技術(shù)模式。可從以下方面著手：第一，應用快速支護及掘支平行作業(yè)技術(shù)。一方面，制定柔性自移臨時支護系統(tǒng)，以便自動支護掘進設備，拓展機身防護范圍，簡化掘進支護工序，使之分散的生產(chǎn)工序統(tǒng)一，以便快速進行生產(chǎn)作業(yè)。另一方面，可利用現(xiàn)代智能化技術(shù)，研發(fā)錨桿支護機器人，利用聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、自動鋪網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)支護工作的智能發(fā)展，代替人工作業(yè)，節(jié)約人力成本，提高其施工安全性。第二，創(chuàng)新自主導航與自主連續(xù)截割技術(shù)，加強對煤巖硬度的研究，掌握截割刀具的力學特性，研發(fā)全巷道高效自適應集料系統(tǒng)技術(shù)。第三，不斷地優(yōu)化智能化掘進支護施工設備，為掘進支護施工提供重要的工具保障。

2.2巷道智能化快速掘進技術(shù)與裝備

進行煤礦開采的前提工作就是巷道掘進，采掘失調(diào)是最容易發(fā)生的問題，目前，很多煤礦都主要以單體錨桿鉆機來進行煤礦挖掘的支護工作，但是，這種支護方式存在許多弊端，如鉆孔效率低、工作復雜等，這些問題最終導致了鉆機出現(xiàn)定位困難現(xiàn)象。導致錨桿支護時間長，大大延誤了巷道掘進的進度，同時，還存在裝備落后、工藝水平不達標等問題，掘、錨兩項工作在有限的巷道空間中出現(xiàn)不協(xié)調(diào)作業(yè)的情況，嚴重限制了掘進工作的效率性。若要從根本處解決這一問題，就要將掘、錨兩項工作維持平衡。

2.3優(yōu)化采煤技術(shù)

煤礦開采環(huán)境的特殊性，使得對煤礦的開采技術(shù)提出了更高的標準，采煤技術(shù)的運用在很大程度上受制于地理條件和地質(zhì)因素，只有因地制宜地選擇合適的煤炭開采技術(shù)才能最大程度地優(yōu)化煤炭資源的使用，設計科學的采煤方案，運用合理的采煤技術(shù)，促進煤礦開采的安全有序進行。一方面，在煤礦開采前企業(yè)就應對開采礦進行實地考察，根據(jù)實際情況科學化合理化地制定開采方案，規(guī)劃機械設備的使用進程，利用科學的技術(shù)手段和現(xiàn)代化先進的設備對煤礦進行開發(fā)和利用，在煤炭的開采方案設計中，確保質(zhì)量安全和完成開采任務的前提下，更要為煤礦企業(yè)節(jié)約成本。另一方面，要想優(yōu)化煤礦的采煤技術(shù)，應加強技術(shù)管理，提高采礦的機械化水平，煤礦企業(yè)應充分利用現(xiàn)代化先進的科學技術(shù)水平和機械化設備的便捷性，進而更快地完成煤礦開采任務，提高工人煤礦開采的工作效率，在一定程度上能夠為企業(yè)減少人力、物力、財力的支出，節(jié)約了成本的同時還能提高整個煤礦開采作業(yè)的效率。此外，政府部門也應加大對煤礦企業(yè)的政策扶持和資金支持力度，更好地促進煤礦企業(yè)的安全管理工作，加強對現(xiàn)代化技術(shù)水平的運用，采用更有利于煤炭開采的技術(shù)手段，促進開采效率的不斷提高。

結(jié)語

經(jīng)過多年的發(fā)展，中國煤礦基本已經(jīng)實現(xiàn)了綜合機械化開采。目前，綜采技術(shù)已經(jīng)成為了煤礦開采時采用的主流開采技術(shù)，其具有生產(chǎn)效率高、安全性較好的特點，在中國大部分礦區(qū)得到了有效應用。但是，綜采技術(shù)存在的問題也不容易忽視，主要有對煤層地質(zhì)條件的適應性較差、瓦斯釋放的速度加快以及工作面頂板管理難度加大。針對這些問題，應該從加強地質(zhì)勘探的實施管理、加強礦井通風管理以及加強工作面頂板管理入手。勘探管理的主要內(nèi)容就是確保勘探能覆蓋整個工作面，不留死角。為了了解通風網(wǎng)絡的運行狀態(tài)，需要定期進行礦井通風阻力測定。在開采過程中，頂板管理的內(nèi)容主要有2個，即注意頂板的完整性和控制頂板的垮落。希望所述內(nèi)容能夠為相關(guān)人員進行綜采工作面管理提供一些參考。

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