煤炭開采技術發展方向探討

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（山西蘭花集團莒山煤礦有限公司 山西 048002）

引言

煤礦是我國經濟發展非常重要的動力來源，煤礦工業也有力的推動了我國國民經濟的快速發展。為了適應不斷變化的市場形勢和我國國民經濟的發展變化，我國的煤炭開采企業在長期的發展中也在不斷提高自己的生產技術和完善相關的管理水平。近年來，隨著科技力量的不斷發展，我國的煤礦開采技術也在不斷創新改革，為企業的安全生產和經濟效益的提高做出了重大貢獻。

1.當前我國煤礦開采技術中存在的問題

(1)造成的環境污染嚴重

近年來，我國的科技力量在不斷的發展創新，使得煤礦的開采技術也在不斷改進，企業生產效率的持續提升也同樣帶來了環境污染問題的日益加劇。在煤礦開采過程中，需要將煤礦礦井里面的水不斷往外排出，這種情況直接導致了當地的地下水位持續下降，在這個過程中礦井的承載能力也會持續下降，導致了當地的生態環境遭到嚴重的破壞。而且還有很多的小煤窯在開采的進程中，為了能夠有效降低成本并沒有采取預留煤柱的預防對策，導致風險發生的可能性大大增加；部分小煤窯在開采和挖掘生產中并沒有進行合理的規劃，甚至對我國國有的煤礦預留煤柱進行肆意采挖，造成了煤礦的嚴重破壞，而且還造成了底層錯動，地表嚴重下沉，對當地的生態環境造成了比較嚴重的破壞。

(2)煤礦開采技術發展中的安全問題

在我國煤礦企業的發展中，安全問題是煤礦企業在生產發展中面臨的最為嚴峻的問題。安全事故不僅嚴重威脅著工人的生命，而且對企業的發展也造成了很大的影響。雖然煤礦企業的開采技術在持續改進，但是近年來由于管理不到位以及生產技術的落后等各種問題，導致了煤礦生產中安全事故頻發。造成這個問題的原因是多方面的：企業在生產中過分追求經濟利益而忽視了安全管理問題；施工人員的素質低下，對安全問題沒有清楚的認識，安全防范不到位，而企業也缺乏相應的監管；生產技術落后，企業為了降低成本并沒有引進先進的技術，仍然使用落后的生產技術等。以上這些問題都有可能造成煤礦企業在生產中發生安全事故。因此企業在生產發展中一定要從管理和技術兩個方面不斷加強對企業的改進，確保企業的生產安全能夠再上一個臺階。

(3)過度開采造成的資源枯竭

在煤礦企業的發展中，經濟利益的驅動使得我國很多的煤礦開采企業在發展中毫無計劃的進行大量的開采，甚至是掠奪式的大量開采，導致我國有限的煤炭礦產資源面臨即將枯竭的局面。煤炭資源屬于不可再生資源，我國的人口數量也在持續增加，當前現有的煤礦資源無法滿足我國龐大的人口對于資源的需求，如果這樣的情況持續惡化的話就會造成我國礦產資源的提前枯竭，對子孫后代造成的傷害是非常嚴重的。

(4)生產設備和技術更新速度慢

當前我國煤礦開采行業使用的大多都是機械設備，機械設備的技術水平決定著煤礦開采的安全性和質量。在當前我國的很多煤礦企業中，為了能夠不斷壓縮成本，企業在生產中并不重視對先進技術的引進。仍然使用老舊的設備進行生產，一方面生產效率低下，另外一方面由于設備落后，對開采過程中的地下施工環境無法做到有效監測，而且設備的自動化程度不高，人員在操作時很有可能失誤導致安全事故的發生。還有落后的生產技術和設備在使用中容易發生故障，而且企業在管理中也缺乏對設備的保養和維護，這也為煤礦企業的安全生產埋下了巨大的隱患。

2.煤炭開采技術發展方向

(1)煤礦開采技術與工藝的選定

煤炭行業的發展和進步需要從采煤的方法和工藝上進行改善。采煤工藝流程的提升能夠在很大程度上改善煤礦開采的整個行業的發展。當前時期的煤礦開采的工藝更加偏向于朝著高效、高質量的方向發展，在生產中將傳統的采煤技術和先進的采煤技術進行有機結合，通過采煤設備和生產過程中使用的監控系統的改進，保證采煤的可靠性與高效性，不斷改善采煤的流程工藝。進行采煤工藝創新的同時還需要開發煤礦的高度集約技術，使得煤礦開采生產技術能夠實現高度集中。

(2)深礦井開采技術

在煤礦開采作業中，對于施工過程中圍巖應力過高的情況，需要通過強化支護進行處理；針對煤礦開采的過程中發生的突水的問題，利用傳統的方式就可以實施處理，在這個過程中預防措施也是非常重要的，而且還要配合現代化技術進行優化和改進。在實施深礦井煤炭的開采作業中需要注意：對開采區域中的礦壓進行有效的調整，對沖擊低壓的問題實施有效的防范，同時還需要保障礦井中能夠有良好的通風，根據實際情況對礦井中的布局進行有效的調整；在整個過程中需要克服的重點和難點是礦井中的應力場的分布情況以及圍巖的狀態；在煤礦開采的過程中，采煤作業現場的工作環境發生變化；礦井中能夠實現高效率開采的相關技術和手段等。

(3)“三下”的開采技術

對煤礦開采中的上覆巖運動和地表的沉陷的規律進行深入研究，研究在開采中設置的系統參數與優化方案，能夠最大限度滿足建筑物與地下水資源保護的需求；對進水體的開采設備和設計進行深入研究等。在研究中實現對關鍵技術的持續優化，包括對煤礦開采過程中沉陷問題的控制以及土地破壞的修復；研究生產中不同種類的組合技術和填充技術，有效利用填充技術將矸石等填充材料填充到礦井中，能夠有效的防止矸石被排放出來造成的生態環境的破壞。在作業過程中有效控制巖層的轉移，防止地面塌陷造成的生產中安全事故的發生以及對土地造成的破壞。另外，在對技術的改進中還包括對礦區周圍村莊的加固和保護等技術，確保煤礦的開采不會影響到周圍村莊人們的正常生活。

(4)對巷道中的布置進行優化，有效減少在開采中矸石的排放

對現有的開采方法和礦區的開采布置規劃進行優化，使煤礦的開采能夠獲得最大的經濟效益。針對煤礦開采地區的地質條件以及巷道的布置和規劃，需要保障開采的布置和方法能夠實現最優配置。整個煤巷中一般布置單一的煤層開采，矸石一般情況下不能離開地面，在一定程度上對生產系統進行了簡化，使生產中真正實現了無軌膠輪和單軌吊運輸的一體化，通過礦井的井口直接到工作面，實現綜合采掘技術和綜合挖掘能夠同步進行，大大提高煤礦開采的生產效率。在對研究矸石應用于井下進行直接處理以及用作填充材料的技術可以有效的減少煤礦開采中污染的來源，對開采過程中使用到的生產系統進行簡化，以便能夠不斷提高開采的效率。在對巷道布置進行優化設計中，需要通過對巷道的內部布置進行簡化，不斷實現對采礦區和工作面的參數進行優化和調整，使得生產技術能夠在采礦中實現單一煤層集中開拓，實現采礦過程中回采的集中化，將巖巷的掘進率調整到最低，在實際作業中多開一些煤巷，使矸石的排出量減少。

通過以上方式的改進能夠大大提高煤礦開采的效率，而且減少在煤礦開采過程中可能對環境造成的污染，最大限度的實現煤礦開采行業的可持續發展。

(5)采場圍巖的控制技術

采場圍巖的控制技術也是煤礦開采中非常重要的生產技術。在進行技術改進中首先要健全圍巖控制的相關理論，采取有效的開采控制技術使得煤礦開采工作能夠高效實施、順利進行。在對我國的礦山壓力的相關研究，使用不同領域的技術方法，結合煤礦開采中的實際情況，不同的煤層以及差異化的開采條件進行有效研究，對煤礦開采場地的圍巖控制技術進行不斷的優化；放頂煤的開采巖層、支架-圍巖的作用機理。在技術改進中需要結合頂煤的放置規律，試著利用離散元的方法，以放頂煤優化標準為原則，實現對頂煤的高效回收。

對于頂板動態問題以及支護質量的監測技術，對現有的檢測技術進行不斷的調整和優化，將智能檢測設備和系統應用到監測系統中，使得監測儀表的功能更加完善，同時還需要對監測儀表實施簡化，使其能夠直接呈現出最終的監測結果；對于遇到的堅硬與破碎的頂板的問題，對煤礦開采中使用的巖層的控制技術進行研究和改進，實現其在生產中的高效率生產以及低成本運營，在對堅硬的頂板進行處置時，使用高壓注水與化學加固相結合的方法進行技術的改進，這個過程相對比較繁瑣，而且成本也比較高。可以針對該問題進行新的生產技術與工藝的研究，從生產實際中存在的問題進行分析和改善，最終實現對整個技術的優化和改進。對沖擊性礦壓顯現的發生機理進行技術方面的研究與分析，研制準確的預報技術。

采礦圍巖的控制技術對整個煤礦開采行業的發展有重要的影響，通過技術的改進不但能夠有效提高生產的安全性，降低企業生產運營中的風險，保障工人的施工安全。而且通過技術的改進可以在很大程度上提升企業生產的效率，提高企業的經濟效益，促進煤礦開采行業的持續穩定發展。

3.結束語

煤礦開采是我國經濟發展的重要組成部分。但是安全、環境污染以及資源的過度開采問題一直都是煤礦企業在發展中面臨的嚴峻問題。這些問題的出現給整個行業的發展都造成了很大的阻礙，針對這些問題，需要在發展生產不斷追求經濟效益的同時要實施對煤礦開采中技術的改進，通過利用先進的生產技術和生產流程和工藝優化的方式實現整個煤礦開采過程總體的優化。使我國的煤礦開采企業能夠實現可持續發展，也使我國的自然資源得到合理的開發和利用，為人類的生產和發展服務。