煤礦采煤工藝技術(shù)優(yōu)化策略

張磊（山西寧武大運(yùn)華盛能源集團(tuán)莊旺煤業(yè)有限公司，山西 寧武036700）

隨著我國(guó)煤炭資源的開采需求量，不斷增加。煤礦采煤工藝已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前的市場(chǎng)需求，因此，提高煤礦的產(chǎn)能和生產(chǎn)工藝，是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。如何在改進(jìn)相關(guān)生產(chǎn)工藝的同時(shí)，提高生產(chǎn)的安全系數(shù)，維持高效產(chǎn)出的狀態(tài)和效果。這些問題已經(jīng)成為困難煤炭企業(yè)發(fā)展的巨大障礙。

1 煤礦采煤工藝技術(shù)優(yōu)化案例

為了進(jìn)一步提高煤礦采煤工藝的相關(guān)研究，以及開采技術(shù)的應(yīng)用和升級(jí)。利用真實(shí)案例，大膽推測(cè)，小心研究，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)分析，總結(jié)出有效的辦法和開采工藝。本次研究的案例為山西省某煤田工程，煤礦的周圍地貌以山巒為主，煤礦自西向東，由高向低呈現(xiàn)，煤礦中，溝谷、溪流等處，均屬于開采范圍。經(jīng)實(shí)地探查，礦區(qū)土質(zhì)相對(duì)疏松，降水豐富。這些條件增加了開采難度。經(jīng)過科學(xué)勘察以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)計(jì)算，明確探測(cè)出煤層含量，大致為50層左右。其中9到15層，是可開采煤層。厚度大約為35m。由于開采環(huán)境異常復(fù)雜，包括粉砂巖、細(xì)砂巖、泥巖等巖石，并且，每層的開采厚度，各不相同。經(jīng)過探測(cè)，大體分為上、中、下三層煤組結(jié)構(gòu)。每組煤層均存在不穩(wěn)定的地址病害。該礦的煤炭瓦斯量為4.51m3/t——21.135m3/t，3.44Mpa——3.75Mp 是該煤層礦壓力的承受范圍，未曾發(fā)現(xiàn)瓦斯的變化規(guī)律，需要應(yīng)用相關(guān)的開采工藝時(shí)，進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化。結(jié)合當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)，在保障開采人員人身安全的條件下，開展相關(guān)的開采任務(wù)。

2 地面技術(shù)優(yōu)化

煤礦的采煤作業(yè)，基本上主要涉及兩個(gè)層面，即地上層面、地下層面。針對(duì)地面上的技術(shù)優(yōu)化，首先要提高采煤數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)工作。例如，地址結(jié)構(gòu)、水文數(shù)據(jù)、煤炭含量等。為了解決相關(guān)的技術(shù)難題，這些數(shù)據(jù)發(fā)揮了重要的作用和意義。同時(shí)，也為采煤工作的順利開展，奠定良好的基礎(chǔ)和保障。

開采作業(yè)前，首先要了解開采區(qū)域，所覆蓋的巖石及所需要保護(hù)的相關(guān)建筑，在完善相關(guān)信息后，劃分煤礦的開采范圍，通常從建筑和危巖，兩個(gè)角度進(jìn)行資料分析，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，制定相關(guān)的技術(shù)方案。由于煤礦開采，會(huì)引發(fā)冒落現(xiàn)象，容易產(chǎn)生山石崩塌、山體滑坡等災(zāi)害，因此，一定要結(jié)合開采現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)，采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，保證開采作業(yè)，平穩(wěn)有序。例如，對(duì)于長(zhǎng)期裸露在外的山體結(jié)構(gòu)，以及在風(fēng)化作用下，定性為危巖的結(jié)構(gòu)，務(wù)必要進(jìn)行相關(guān)的清除和加固。例如，較小的山體結(jié)構(gòu)，可以直接爆破處理，對(duì)于較大的山體結(jié)構(gòu)，可以利用混凝土灌漿技術(shù)，進(jìn)行相關(guān)的加固作業(yè)。降低危巖的裂縫的范圍，減少山體滑坡、滾落甚至是破碎等災(zāi)害事故，進(jìn)而保障煤礦采煤區(qū)域的順利作業(yè)，保障開采任務(wù)的有效進(jìn)行。

3 井下煤層開采工藝技術(shù)優(yōu)化

大量實(shí)踐數(shù)據(jù)證明，地址問題的發(fā)生，大多集中在地下煤層。而本案例中，煤礦上層覆蓋大量巖層，其保障措施需要綜合運(yùn)用。在積累一些開采經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前的開采技術(shù)，提高開采質(zhì)量和效率。

例如，在開采過程中，使用填充開采技術(shù)，可以全面控制開采地區(qū)的沉降系數(shù)，對(duì)于地面，提高了安全系數(shù)，降低了塌陷的發(fā)生概率。而通過就地取材的方式，提高煤礦的安全穩(wěn)定性和煤炭的回收率。大量的煤礦產(chǎn)區(qū)，都有類似問題，開采的廢渣和廢料，沒有堆放區(qū)域，造成環(huán)境的破壞和資源的浪費(fèi)。因此，需要結(jié)合礦區(qū)的實(shí)際情況，勘測(cè)煤礦的開采深度，對(duì)于地面的影響程度等。統(tǒng)籌這些信息和內(nèi)容，進(jìn)一步落實(shí)好礦區(qū)回填工作。

為了減少危巖對(duì)于開采作業(yè)的危害，在使用回填技術(shù)的前提下，應(yīng)用條帶開采工藝，不僅可以控制礦區(qū)的地表沉降系數(shù)，同時(shí)，可以拓展礦區(qū)的開采規(guī)模，進(jìn)一步提高開采效率。為了避免高瓦斯巖層的影響，需要在地下礦區(qū)，營(yíng)造穩(wěn)定的開采氛圍。在應(yīng)對(duì)復(fù)雜巖層時(shí)，可以采用傾斜長(zhǎng)臂協(xié)調(diào)開采工藝技術(shù)，該技術(shù)可以適應(yīng)開采復(fù)雜的操作環(huán)境，在不規(guī)模煤層以及有瓦斯泄漏、排水不良等惡劣環(huán)境中，都可以完成相關(guān)的開采任務(wù)，降低坍塌事故的發(fā)生概率。通過對(duì)礦區(qū)環(huán)境和地址條件的了解和研究，不斷總結(jié)開采經(jīng)驗(yàn)和工藝技術(shù)，通過多方面的協(xié)作配合，有效提升煤礦企業(yè)的開采效率，同時(shí)，針對(duì)礦區(qū)的安全問題，通過專項(xiàng)方案的設(shè)定，以及各種開采工藝的結(jié)合，有效完成地下煤層的開采任務(wù)。需要主要注意的是，在地下開采工藝不斷更新的時(shí)代背景下，不少煤礦企業(yè)，對(duì)于設(shè)備和技術(shù)的更新，依然秉持懷疑態(tài)度，這些態(tài)度限制了煤礦企業(yè)的發(fā)展方向，因此，必須與時(shí)俱進(jìn)，與時(shí)代接軌，不斷更新開采設(shè)施和開采技術(shù)，降低人工的作業(yè)范圍，降低事故的發(fā)生概率，完善煤礦企業(yè)的發(fā)展路線[1]。

4 工作面保水開采技術(shù)優(yōu)化

本案例中，通過煤礦地質(zhì)環(huán)境的相關(guān)內(nèi)容，分析可知，該地區(qū)雨水較多，開采區(qū)域內(nèi)，存有溪流，并且，巖體風(fēng)化較為嚴(yán)重，這些問題，對(duì)于開采作業(yè)的開展，具有一定阻力。尤其是其地質(zhì)環(huán)境，對(duì)于煤礦企業(yè)，都是巨大的挑戰(zhàn)。因此，務(wù)必要提升開采工藝，增加開采設(shè)備，保障采煤作業(yè)層的排水效果，防止發(fā)生回流現(xiàn)象。對(duì)于排水工作的開展，要了解礦井的涌水量、沖水條件等，通過科學(xué)分析，采用相關(guān)的應(yīng)對(duì)措施，解決煤礦企業(yè)的作業(yè)難題。構(gòu)建優(yōu)質(zhì)的隔水層，可以有效解決相關(guān)問題。

例如，在關(guān)鍵區(qū)域，應(yīng)用填充工藝技術(shù)，不僅可以將空缺的采礦層進(jìn)行填充，同時(shí)，還能將開采廢料，有效利用，最重要是解決涌水問題，降低了水流的影響程度。同時(shí)，回填的土層，可以降低地面的裂縫程度，解決地下水下滲的問題，提高土層的保水能力。結(jié)合當(dāng)前的排水工藝，提高溝渠的建設(shè)質(zhì)量等。如此應(yīng)用，不僅將水的危險(xiǎn)程度降到最低，還提高了采煤質(zhì)量。因此，對(duì)于保水作業(yè)的開展，不僅僅是技術(shù)的應(yīng)用，還是對(duì)當(dāng)前的開采工藝加以提升。對(duì)于環(huán)境的保護(hù)作用以及地面的生態(tài)作用不言而喻。在確保施工質(zhì)量的同時(shí)，也要提升對(duì)于水體的保護(hù)作用，不能只求開發(fā)，創(chuàng)造效益，不管對(duì)于環(huán)境的影響和破壞。保水工藝，看似簡(jiǎn)單，但是在地下施工，環(huán)境復(fù)雜，必須要將所有的危險(xiǎn)因素，進(jìn)行綜合和考量，對(duì)于有不確定性因素的施工方案，要降低施工風(fēng)險(xiǎn)。保水作業(yè)的內(nèi)容和細(xì)節(jié)，要落實(shí)到每個(gè)施工人員，明確工作內(nèi)容，提高施工的效率和安全性。進(jìn)一步提升煤礦企業(yè)的安全系數(shù)，保證煤礦人員的生命安全[2]。

5 煤礦采煤管理工藝技術(shù)優(yōu)化

在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用下，結(jié)合新的科學(xué)技術(shù)，已經(jīng)煤礦企業(yè)發(fā)展的常態(tài)效應(yīng)，例如“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念，已經(jīng)深深引入到煤礦企業(yè)中，成為采煤工藝的重要手段之一，結(jié)合當(dāng)前的信息技術(shù)，不斷衍生出新的開采模式。整合當(dāng)前的開采技術(shù)，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，將開采的煤炭資源，進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)分析和比對(duì)，確保采煤作業(yè)的有序開展，同時(shí)，學(xué)習(xí)最新的開采工藝，結(jié)合當(dāng)前的作業(yè)問題，進(jìn)行專項(xiàng)方案的整改和革新。

“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念引入，不僅僅是提升煤礦企業(yè)的發(fā)展動(dòng)力，更是延續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的發(fā)展路線，通過各種開采工藝，進(jìn)而提升煤礦企業(yè)的長(zhǎng)效發(fā)展。在實(shí)際應(yīng)用中，可以將地上、地下的開采區(qū)域有效連接，利用互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行綜合治理，同時(shí)，結(jié)合大數(shù)據(jù)等技術(shù)的加持，建立開采工藝的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)指南，集合搜索、分析、利用等多種不同模式，進(jìn)一步優(yōu)化相關(guān)技術(shù)方案，不斷為煤礦企業(yè)，提供更多的技術(shù)支持和信息支持，同時(shí)，結(jié)合開采問題，進(jìn)行有效的策略分析，針對(duì)一些特殊預(yù)案或者險(xiǎn)情，結(jié)合虛擬現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行排查演練，有效提升煤礦企業(yè)的發(fā)展活力，實(shí)現(xiàn)開采人員的技術(shù)升級(jí)，加速煤礦生產(chǎn)的現(xiàn)代化發(fā)展步伐[3]。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤礦企業(yè)對(duì)于采煤工藝的投入和升級(jí)，必然會(huì)提升企業(yè)的生產(chǎn)效率和安全系數(shù)，進(jìn)一步體現(xiàn)，煤礦企業(yè)對(duì)于生命安全的重視程度，因此，在不斷應(yīng)用新的生產(chǎn)工藝時(shí)，降低開采難度，杜絕開采事故的發(fā)生，才是煤礦企業(yè)發(fā)展的重要保障。