煤礦井下采礦技術存在問題及優化措施分析

李鴻飛

山西長治縣雄山煤炭有限公司第五礦，中國·山西 長治 047100

1 引言

在經濟快速發展的過程中，社會各行各業以及日常生活對能源的需求總量也在不斷增加，所以煤炭作為當前中國能源結構當中占比最重要的一部分，在資源開采當中所采用技術所受關注程度也越來越高。煤炭資源開采過程中所采用的開采技術對最終的煤炭質量，企業開采，作業效率以及經濟效益都會產生這些影響，所以對煤礦井下作業過程中所采用的采礦技術存在工作問題進行探討并提出優化對策，對于提高煤礦井下采礦作業水平及效率具有至關重要的意義。

2 煤礦井下采礦技術應用存在問題

2.1 自燃問題

在井下作業過程中，煤礦的氧化放熱和散熱沒有實現同步進行，所以在很多時候放熱量相比較愉悅，散熱量要遠遠超出，也就是說煤礦本身在井下作業過程中散熱效果是非常不理想的，這也就會導致煤礦在井下作業過程中出現自燃現象。在煤礦井下作業過程中所產生的熱量主要是因為煤與氧氣之間的復合作用，在正常情況下煤氧的負荷發生速率是比較慢的，但是在這一過程中放出熱量一直都沒有科學的測定方式，這也就使得井下開采作業過程中火災出現原因沒有得到確定，在進行預防時也缺乏針對性。對于中國當前的煤礦井下作業來講，無論是大型還是小型煤礦都有自然火災事故出現過，而且在諸多安全事故當中占比是比較高的，發生自然火災事故的區域大多數集中在采空區周圍。所以在對自然安全事故進行預防時，應當結合這一特征進行深入研究[1]。

2.2 開采技術不合適

煤礦開采作業過程中機械化作業程度較低，一直以來對中國煤礦開采企業的日常生產造成嚴重影響，一些落后的煤礦開采企業在生產作業過程中仍然在采用炮采以及人力挖掘等機械化水平較低的作業方式，在實際作業過程中，企業本身對眼前的經濟利益過于重視，而放棄了長遠利益，所以也導致自身在開采資源過程中所采用的開采技術及設備不夠先進，影響了開采作業效率[2]。在這種情況下，企業本身的經濟效益是不會得到長足進步與提升的，只會每況愈下。而對于部分企業來講，雖然在開采作業過程中選擇了較為先進的技術設備，但是在使用這些設備和技術時，并沒有結合自身的實際作業狀況導致高度的機械化與先進開采設備在煤礦開采作業過程中使用沒有產生實際意義，相反投入了巨額資金進行設備及技術的開發與應用，導致煤礦本身的經濟效益以及收益下降。

2.3 瓦斯處理的問題

瓦斯和煤炭在煤礦井下作業過程中是共同存在的，兩者之間是處于共存關系，瓦斯的主要組成成分是甲烷，在空氣當中依靠自身的吸附性能，能夠很好地在煤層當中進行存儲。對于瓦斯來講，最主要的特點就是在空氣濃度達到臨界值時，如果遇到明火就可能會引起爆炸事故，如果直接將瓦斯氣體在大氣當中進行排放所產生的溫室效應相比較，與二氧化碳來講要更加劇烈，對于生態環境所產生的破壞是非常嚴重的，人們的正常生存也會受到威脅。而對于當前的煤礦企業來講，在井下作業過程中，需要根據瓦斯的特點采取有效的預防措施，避免或者是降低因瓦斯所導致的爆炸安全事故，在保證生產效率及生產安全性的前提下，增加煤礦生產作業質量及效率[3]。

3 煤礦井下采礦技術優化措施

3.1 巷道的合理布置

在井下采礦技術應用過程中，最主要的優化措施就是對巷道進行合理布置。煤礦企業依托對巷道的合理布置，能夠增加巷道本身布置的質量與科學性，增加井下作業過程中的安全水平以及煤礦的生產效率。在近些年來的煤礦開采技術發展過程中，相應的開采作業方法正不斷完善和創新，所以在實際應用時，對煤礦當中巷道的布置要求也變得越來越高，井下開采作業過程中合理的號召布置能夠使開采作業換算率得到提升并增加開采作業速度，但在優化過程中需要注意的是巷道的布置應當和開采作業方法之間相互配合，這樣才能夠實現良好的通風，盡可能降低在開采這些過程中，巷道本身的工程量以及所投入的建設成本。此外，在對巷道進行合理優化布置的過程中，也需要根據綜合掘進技術以及煤礦開采綜合技術來進行綜合巷道的布置，在過程中以期能夠實現高效率以及高質量的生產目標。

3.2 合適的開采技術選擇應用

因為中國本身的國土面積非常遼闊，所以擁有的煤炭資源分布也非常廣泛，在不同的地質環境下進行煤炭的開采，所采用的開采技術都具有不同的特點，一般情況下將開采技術分為爆破以及水力開采和綜合機械化開采這三種。在不同的開采技術應用過程中，是根據煤礦本身的地質特點，以及煤礦當中煤層的分布特點進行選擇的合適的開采技術，能夠極大程度上提高煤礦開采作業效率以及開采作業的安全性，而不合適的技術應用則會降低開采作業效率以及安全性，甚至是使企業自身的經濟效益降低[4]。對于爆破開采技術來講，主要是通過火藥的爆炸來是美誠松動，從而讓整個開的作業更加便捷，而且更加簡單，但如果在包含地下水和有斷層存在的煤礦當中，采用爆破開采是非常不合適的，強行使用該方法可能會導致地下水滲出以及煤礦坍塌。而對于水力開采作業方法來講，則是在一些不穩定的煤層和邊角煤開采當中進行應用，針對特硬煤層該開采方法是無能為力的。最后的綜合機械化開采方法本身的機械化作業程度非常高，在裝煤運煤以及破煤等全過程都可以實現獨立作業。但對于這種開采作業方法來講，最主要的特點就是造價非常高而且后期的維保工作投入也會非常高，針對大部分中小型煤礦來講是無法承擔這一費用的。

3.3 完善瓦斯處理技術

基于煤礦開采作業來講，在瓦斯處理時抽放技術是應對瓦斯問題的最主要處理方法，但這種作業方法所達到的效果并不是特別理想。在日常作業過程中，企業可以依據瓦斯的移動和運行規律來選擇相對應的排放技術，通過這樣的方式既能夠使瓦斯所產生的安全隱患降低，同時又能夠使企業在煤礦井下開采作業過程中所獲取的經濟效益得到提升。除此之外對于瓦斯處理設備的生產廠家來講，在當前能源需求量不斷增加的過程中，可以對設備的研發投入更多的資金，并且與相關研究院所與高校進行合作是瓦斯處理設備先進水平得到進一步提高降低設備的造價以及推動設備廣泛安裝及使用得以真正實現，更好的保障煤礦井下作業過程中人員的安全及企業的經濟效益。

4 結語

對于當前的煤礦企業發展與建設來講，采煤技術是非常重要的，而井下采煤技術則更是重中之重。所以，針對煤礦井下采煤技術應用存在的相關問題進行深入研究并制定優化措施，進行解決對于煤礦企業的可持續發展以及經濟效益的提升，發揮了非常重要的作用。