關(guān)于煤礦開采技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的研究

【摘要】本文對(duì)采礦技術(shù)以及未來的新技術(shù)趨勢(shì)，指明采礦技術(shù)采用先進(jìn)的開采技術(shù)和設(shè)備裝置，同時(shí)配備了嚴(yán)格的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，著力提升開采工藝技術(shù)，最終確保采煤過程中的人員安全、產(chǎn)量高效和系統(tǒng)可靠。

【關(guān)鍵詞】煤礦；開采技術(shù)；發(fā)展

一、我國(guó)煤礦開采技術(shù)的現(xiàn)狀概述

由于經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的不均衡，煤礦開采技術(shù)出現(xiàn)機(jī)械化、半機(jī)械化以及手工生產(chǎn)的多種技術(shù)結(jié)構(gòu)。目前我國(guó)的煤礦開采技術(shù)正處在多元化的發(fā)展層次結(jié)構(gòu)和體系之中。我國(guó)煤礦開采技術(shù)發(fā)展至今呈現(xiàn)了一些比較成熟的技術(shù)等各種大型綜合開采技術(shù)水平都突飛猛進(jìn)，為煤礦開采提供了技術(shù)保障。

1.1采場(chǎng)圍巖控制技術(shù)

在長(zhǎng)壁工作面開采技術(shù)的引領(lǐng)下，目前采場(chǎng)圍巖控制技術(shù)已經(jīng)成為眾多技術(shù)中的核心，也是常用的采煤技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)的研究人員為采場(chǎng)頂板結(jié)構(gòu)理論、采場(chǎng)頂板運(yùn)動(dòng)參數(shù)、采場(chǎng)支承壓力分布規(guī)律等理論的推陳出新做出了巨大貢獻(xiàn)。這些進(jìn)步的理論運(yùn)用到實(shí)際的技術(shù)上，使得采場(chǎng)圍巖控制技術(shù)在原來的基礎(chǔ)上有了新的突破，起到減少生產(chǎn)事故，提升產(chǎn)煤效率的良好作用。

實(shí)際運(yùn)用中，針對(duì)急傾斜、不穩(wěn)定地質(zhì)構(gòu)造、復(fù)雜的高深采場(chǎng)等各種地質(zhì)煤層及開采條件，進(jìn)行科學(xué)分析；研究堅(jiān)硬頂板與破碎頂板條件下，應(yīng)用高技術(shù)低成本巖層控制技術(shù)和放頂煤開采巖層與支架圍巖的相互作用機(jī)理；研究放頂煤開采力學(xué)模型、圍巖應(yīng)力、頂煤破碎機(jī)理和支架、頂煤、直接頂、基本頂之間的相互作用關(guān)系；研究堅(jiān)硬頂板與破碎頂板等低劣條件下，支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)、沖擊地壓的預(yù)測(cè)和防治技術(shù)等科學(xué)合理的巖層控制技術(shù)，最終確保采煤過程的安全、高產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)。

1.2深礦井開采技術(shù)

我國(guó)的深礦井開采指埋藏在距離地表深度800m到1200m之間的煤層勘探。這些煤層有自身的五大特點(diǎn)：原巖應(yīng)力大、巖體塑性大、礦山壓力劇烈、地溫高和礦井瓦斯大。因此對(duì)于煤層開采的礦壓控制、圍巖控制、瓦斯和熱害治理、沖擊地壓防治以及巷道布置、深井通風(fēng)等技術(shù)要求非常嚴(yán)格。基于上述因素的考慮，深礦井開采過程中采用深礦井開采熱害治理技術(shù)、深礦井巷道快速掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)、深礦井沖擊地壓防治技術(shù)、深礦井系統(tǒng)監(jiān)測(cè)控制技術(shù)、深礦井高效開采配套技術(shù)等，來達(dá)到理想的開采效果。

1.3“三下一上”礦井采煤技術(shù)

所謂“三下一上”礦井采煤技術(shù)就是指在鐵路下、建筑物下、水體下和承壓水體上開采煤炭，且不破壞原本地貌的技術(shù)。我國(guó)“三下一上”采煤技術(shù)起始于50年代后期，之后發(fā)展迅猛。目前我國(guó)主要礦區(qū)，如開灤、撫順、淄博等都采用了大量的“三下一上”礦井采煤技術(shù)，極大地提高了煤炭的開采量。建筑物下開采是指那些不適合搬遷的城鎮(zhèn)、工廠、居民區(qū)、村莊等所壓煤層的開采，并且做到井筒礦柱的回收，達(dá)到即開采出煤炭，又保護(hù)好地面建筑物的目的。鐵路下開采指鐵路干線與支線下所壓煤層的開采，同時(shí)采用留下礦柱的方法來保護(hù)鐵路。水體下開采包括地面水體下和地下水體下的開采。水體下開采的實(shí)質(zhì)是如何確定防水和防砂礦柱的高度，此上限到地面的垂高，就是安全開采深度。承壓水體上開采指可采煤層以下的承壓水體上的煤層開采。

如今可通過計(jì)算機(jī)的建模分析，來尋找開采巖層運(yùn)動(dòng)和地表沉陷的規(guī)律；預(yù)測(cè)滿足地表、建筑物和地下水保護(hù)所需要的精確開采系統(tǒng)和運(yùn)行參數(shù)；研究水體下開采設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)和智能裝備，發(fā)展煤礦水源保護(hù)開采技術(shù)、煤礦充填減沉開采技術(shù)、煤炭瓦斯綜合共采技術(shù)等沉降控制理論和關(guān)鍵技術(shù)，最終達(dá)到產(chǎn)煤總量、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)和人員安全都兼顧的良好效果。

1.4淺埋煤、硬頂板、硬煤層開采技術(shù)

淺埋煤、硬頂板、硬煤層開采技術(shù)是一項(xiàng)集成綜合技術(shù)，它的作用是以簡(jiǎn)易操作、高效可靠為目的，來提高采煤機(jī)械化智能化水平，最終一次作業(yè)增加單位面積的煤炭產(chǎn)量。此項(xiàng)集成綜合技術(shù)包含以下六個(gè)方面：

（1）硬頂板控制技術(shù)，用于控制埋深淺、地壓小的硬厚頂板；

（2）硬厚頂煤控制技術(shù)，用于開發(fā)埋深淺、支撐壓力小硬質(zhì)頂煤；

（3）頂煤冒放性差、塊度大的綜放開采成套設(shè)備配套技術(shù)，用于破碎頂煤和控制頂板；

（4）緩傾斜薄煤層長(zhǎng)壁開采技術(shù)，用于開發(fā)體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤及刨煤機(jī)、刨煤機(jī)綜采的液壓支架；

（5）緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長(zhǎng)壁綜采技術(shù)，用于加強(qiáng)完善支架結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度，提高支架的可靠性；

（6）高產(chǎn)高效綜采設(shè)備保障技術(shù)，用于監(jiān)控支架/圍巖系統(tǒng)和采運(yùn)設(shè)備，完善液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護(hù)質(zhì)量信息的自動(dòng)采集系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)診斷乳化液泵站及液壓系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)測(cè)油/磨屑、溫度、電信號(hào)、帶式輸送機(jī)和刮板輸送機(jī)。

二、我國(guó)煤礦開采技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)煤礦開采技術(shù)的總體趨勢(shì)是朝集成化、系統(tǒng)化和智能化綜合一體化技術(shù)發(fā)展。集成化是指采礦技術(shù)所需要的裝置設(shè)備盡可能地將相關(guān)組建集中在一起，減小設(shè)備占地面積形，提高可修護(hù)性能以及方便操作；系統(tǒng)化就是采用統(tǒng)一的通信方式，對(duì)采煤過程所涉及的機(jī)械裝置、電路設(shè)施等進(jìn)行分類，使其集中起來有系統(tǒng)地展示在操作人員面前，并且需要友好的人機(jī)界面，方便簡(jiǎn)單操作，其目的是精簡(jiǎn)采煤工藝流程、提高整體系統(tǒng)運(yùn)作的能力和時(shí)效性；智能化指的是能夠通過計(jì)算機(jī)模擬采礦工藝流程，智能的預(yù)先給出在此工藝下開采煤礦的模擬效果，有利于技術(shù)人員合理的調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和校正各個(gè)設(shè)備裝置，同時(shí)也可以實(shí)時(shí)監(jiān)控采煤過程的開采層次、巷道布置情況、設(shè)備參數(shù)等，達(dá)到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的反饋校正的控制效果，最終充分發(fā)揮采煤工作面裝備性能，提高單位時(shí)間和面積的煤炭產(chǎn)量。

今后煤礦開采更愿意利用礦井集約化開拓布置技術(shù)、短壁開采技術(shù)、薄煤層開采技術(shù)、綜合自動(dòng)化煤礦開采技術(shù)等一些新興技術(shù)。因?yàn)檫@些新技術(shù)能夠大量減少各種設(shè)備的占地面積，提高設(shè)備的使用效率，優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程，同時(shí)也降低生產(chǎn)成本和管理負(fù)擔(dān)，并且朝著可持續(xù)發(fā)展、低碳經(jīng)濟(jì)和保護(hù)環(huán)境的方面邁進(jìn)。

三、結(jié)語

隨著煤礦開采技術(shù)的不斷革新，采煤技術(shù)運(yùn)用各種先進(jìn)的設(shè)備和裝置，整體呈現(xiàn)多元化的格局，未來必將走向集成化、系統(tǒng)化和智能化相結(jié)合的綜合一體化道路。

參考文獻(xiàn)

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