煤礦開采技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用研究

蔣廣賓

摘要：煤炭是我國(guó)使用范圍較為廣泛的能源，現(xiàn)階段各行各業(yè)對(duì)于煤炭資源的依賴性較大，如何才能提高煤炭開采工作的效率，保證各行各業(yè)對(duì)于煤炭資源的使用要求，同時(shí)如何保證煤炭的質(zhì)量，保護(hù)好煤礦周圍的生態(tài)環(huán)境，這些問題都是現(xiàn)今煤炭開采技術(shù)需要努力去解決的，研究這些問題也具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：煤炭開采；技術(shù)創(chuàng)新；應(yīng)用研究

當(dāng)前中國(guó)對(duì)煤炭的依賴性較高，但中國(guó)目前的整個(gè)煤炭開采水平?jīng)]有跟上經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度，目前還處在相對(duì)來說比較低的水平上，無論從煤炭開采的數(shù)量還是質(zhì)量上來說，都有很大的進(jìn)步空間。如何彌補(bǔ)傳統(tǒng)開采技術(shù)的短板，保質(zhì)保量的進(jìn)行煤炭資源的開采，同時(shí)保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，讓資源利用率有效提高，這些都是擺在煤礦行業(yè)面前需要解決的問題。

一、我國(guó)煤炭開采技術(shù)主要存在的問題

（一）煤炭開采技術(shù)相對(duì)落后

我國(guó)煤炭開采當(dāng)前的整體水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上時(shí)代發(fā)展的需求，煤炭開采無論是從數(shù)量還是從質(zhì)量上都達(dá)不到要求，資源利用率偏低，也帶來了諸多的生產(chǎn)安全問題。很多煤炭開采企業(yè)技術(shù)落后，施工條件簡(jiǎn)陋，不愿在革新技術(shù)設(shè)備上進(jìn)行資金投入，管理上也是漏洞百出，很多安全事故也是因?yàn)檫@些因素才發(fā)生的。

（二）煤炭開采對(duì)環(huán)境破壞嚴(yán)重

煤礦開采會(huì)給周邊的整體生態(tài)環(huán)境造成一定程度的破壞。首先就是對(duì)于水資源的破壞，開采技術(shù)沒有合適使用會(huì)造成水資源的破壞和浪費(fèi)。中國(guó)目前很多煤礦都在采用長(zhǎng)臂采煤技術(shù)，這種技術(shù)在很大程度上破壞地表和相關(guān)巖層結(jié)構(gòu)，這也在很大程度上對(duì)水資源造成了嚴(yán)重的破壞。還有一個(gè)重要的問題就是對(duì)于瓦斯的處理技術(shù)相對(duì)落后，在煤礦的開采過程會(huì)產(chǎn)生大量的瓦斯，這也是對(duì)于環(huán)境的重要污染源。瓦斯會(huì)在一定程度上污染臭氧層，影響臭氧層在煤礦中的分布情況，這會(huì)在一定程度上造成溫室效應(yīng)，造成大氣污染。同時(shí)，瓦斯處理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生諸多安全隱患，瓦斯爆炸在我國(guó)多個(gè)煤礦頻繁發(fā)生，這也是目前煤炭開采技術(shù)需要著力解決的問題。

二、煤炭開采創(chuàng)新的主要發(fā)展方向

（一）加強(qiáng)開采安全

由于行業(yè)特殊性，煤炭開采具有一定的危險(xiǎn)性。產(chǎn)生不安全因素的主要是瓦斯，透水的頻發(fā)的安全事故，這些事故會(huì)對(duì)煤礦開采從業(yè)人員和家庭帶來無法估量的損失。礦井地下的情況相對(duì)復(fù)雜，需要對(duì)礦井中的氧氣通風(fēng)情況，瓦斯情況，壓強(qiáng)等多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行檢查測(cè)量，但是很多中小型企業(yè)的生產(chǎn)條件有限，無法滿足相關(guān)技術(shù)要求，這也導(dǎo)致了一些事故的發(fā)生。因此，安全的煤炭開采技術(shù)是創(chuàng)新的主要方向。

（二）注重環(huán)境保護(hù)

當(dāng)代中國(guó)正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的轉(zhuǎn)型過程中，持續(xù)性發(fā)展和資源的合理利用是所有行業(yè)都有落實(shí)到位的。煤炭行業(yè)一直是高污染高能耗的行業(yè)。煤礦的挖掘開采以及煤炭的燃燒都會(huì)給生態(tài)環(huán)境造成一定程度的污染。目前在國(guó)內(nèi)廣泛使用的煤炭開采方法諸如長(zhǎng)臂采煤等會(huì)嚴(yán)重破壞底層結(jié)構(gòu)，損壞地表植被的分布情況。隨著開采深度的增加，地下的相關(guān)結(jié)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生變化，很多煤礦開采地區(qū)都不同程度出現(xiàn)了沉降和塌陷。因此，在煤炭開采過程中如何最大程度上保護(hù)好當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)資源和環(huán)境的合理利用是未來開采技術(shù)創(chuàng)新的主要內(nèi)容。

（三）提高開采的質(zhì)量和效率

隨著煤炭需求量的日益增加，淺層的煤炭資源已經(jīng)接近枯竭，為了滿足日常生產(chǎn)的需求，煤炭開采正在向更深層次轉(zhuǎn)移。目前的相關(guān)技術(shù)水平有限，煤炭資源的開采數(shù)量少，利用率低，常規(guī)使用的一些開采方法和開采設(shè)備無法適應(yīng)煤炭深層開采的要求，這也導(dǎo)致了煤炭開采的效率偏低，生產(chǎn)成本偏高。未來的開采技術(shù)創(chuàng)新需要在新技術(shù)的研發(fā)上進(jìn)行努力，適應(yīng)當(dāng)前煤礦開采的新形勢(shì)。煤炭相關(guān)企業(yè)在開采過程中盡量采用集約化的方式進(jìn)行資源整合生產(chǎn)，對(duì)整個(gè)煤炭的生產(chǎn)和開采布置工作形成一種系統(tǒng)化的操作方式，讓所有生產(chǎn)設(shè)備都能夠在最佳的狀態(tài)下運(yùn)行，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，不斷調(diào)整開采工藝技術(shù)，安全高效的進(jìn)行煤炭開采。

三、煤礦開采一些技術(shù)創(chuàng)新的情況

（一）“三下”采煤技術(shù)的相關(guān)情況

“三下”采煤技術(shù)是目前應(yīng)用范圍較為廣泛的一項(xiàng)技術(shù)，“三下”具體是指在建筑物下，鐵路下和水下進(jìn)行的煤炭開采工作。“三下”采煤技術(shù)對(duì)于整個(gè)施工過程的要求比較高，控制不好會(huì)出現(xiàn)地面的塌陷和沉降，引發(fā)多種安全事故。為了有效的防止塌陷的情況的發(fā)生，相關(guān)科研部門進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。目前主要采用的預(yù)防技術(shù)措施包括條帶開采技術(shù)，采空區(qū)的有效填充相關(guān)技術(shù)，遷移開采等技術(shù)。科研機(jī)構(gòu)利用同等的材料進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬評(píng)估研究，對(duì)礦區(qū)進(jìn)行實(shí)地考察，利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行反復(fù)運(yùn)算，進(jìn)而找到了合理的一些解決辦法，在有效利用資源的同時(shí)也起到了環(huán)境保護(hù)的效果。

（二）深井開采技術(shù)的應(yīng)用

目前我國(guó)煤炭開采量巨大，多數(shù)地區(qū)煤礦的開采已經(jīng)進(jìn)入深礦井開采階段，深度以達(dá)到一千米左右，對(duì)于深礦井開采技術(shù)的有效應(yīng)用作用十分明顯。深礦井的開采過程保證生產(chǎn)安全是頭等重要的，其中最關(guān)鍵的就是對(duì)于瓦斯的控制。在進(jìn)行開采工作之前要做好瓦斯的相關(guān)檢測(cè)工作，包括瓦斯的濃度和流向等指標(biāo)，使用通風(fēng)的新技術(shù)和高科技的通風(fēng)設(shè)備排放瓦斯，提高排放率，保證通風(fēng)設(shè)備的質(zhì)量，減少故障率。加強(qiáng)深井的檢測(cè)工作，發(fā)現(xiàn)井下的異常情況要及時(shí)上報(bào)，保證煤炭開采的安全高效進(jìn)行。

（三）對(duì)采煤場(chǎng)圍巖的有效調(diào)控技術(shù)

采場(chǎng)圍巖控制是煤炭開采中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，主要的作用是提高對(duì)于采煤場(chǎng)的周邊地質(zhì)環(huán)境的管控水平，另外可以保證煤炭開采的安全性，避免圍巖對(duì)采煤場(chǎng)的沖擊壓力情況。采場(chǎng)圍巖相關(guān)技術(shù)需要與信息技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，通過實(shí)地考察和計(jì)算機(jī)的計(jì)算相互結(jié)合，提前設(shè)定好運(yùn)算模型，預(yù)算處沖擊礦壓。

（四）硬底板和煤層較厚地區(qū)的開采技術(shù)

煤層較厚地區(qū)和硬底板煤層的開采需要緊密結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，在硬底板煤層的開采過程中可采用煤層深孔爆破或定向水壓等方式進(jìn)行作業(yè)。對(duì)于厚煤層的情況，可以使用深孔預(yù)爆破或者高壓水注的方式進(jìn)行開采。有效提高煤層的開采率是十分關(guān)鍵的，同時(shí)應(yīng)該做好安全保護(hù)工作。開采過程中，各個(gè)設(shè)備緊密配合，提高煤炭回收效率。

結(jié)束語：

綜上所述，煤炭在我國(guó)能源體系中占有重要的位置，需求量逐年增加，新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用實(shí)在必行。只有充分考慮實(shí)際情況，結(jié)合生產(chǎn)開采實(shí)際，在不同的煤礦使用與之相適應(yīng)的創(chuàng)新開采技術(shù)，把保護(hù)環(huán)境與提高生產(chǎn)效率有效結(jié)合，有效保障安全生產(chǎn)，這樣才可以讓煤炭資源更好的服務(wù)于經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

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