淺析煤礦開采技術條件與采掘工藝

＊竇韶龍

（山西省陽泉煤業集團有限責任公司五礦 山西 045200）

我國想要快速的發展經濟，重點是發展資源，而煤礦資源就是我國非常重要的發展資源，科學、合理的開發和有效利用煤礦資源可以幫助國家改善資源，推動我國經濟的不斷發展。煤礦開采過程中把地下的水資源排放到地面，導致地下水位降低，煤礦井下表面可以承載的壓力越來越小。地面開始下沉。此外，礦山的廢水未經安全處理就隨意排放出來，地表的水資源被嚴重的污染，使得土壤逐漸變硬堵住了河床，這對農作物的生長有很大影響。在運輸煤炭的時候可能會在半路上掉落一些煤炭，如果沒有及時的處理和遮蓋，會讓非常細小的煤塵飛濺，導致粉塵污染。

1.煤礦開采技術的條件

(1)水文地質特征

河流從某煤礦場的南側向西流向東北，河床高出海平面1093m，這也是侵蝕的基礎。礦區東南部地形高，北部地勢低，有利于排水。地層的水豐富度受氣候和地貌等因素的影響，巖性和水豐富度之間有著密切的關系。例如，在鉆探期間，漏水經常發生在石灰巖和碎屑巖中，但是漏水通常不會發生在軟巖石中。

(2)煤塵爆炸性

采樣幾口井測試煤塵的爆炸性。測試結果表明，煤塵不是爆炸性的，但是仍然有許多因素引起爆炸。礦區部分是富含甲烷的煤層，在煤礦開采階段會出現大量煤塵，因此必須采取措施避免在提取過程中爆炸和其他安全問題。

2.煤炭開采方法

(1)破爆方法

煤炭破碎機通常用于切割，在煤炭破碎機上安裝鑿子，這樣可以非常有效的增加破碎程度，產生較強的破壞力，提高破碎機的工作效率。破碎機在工作中會消耗極少的一部分能量，非常安全和可靠，而且沒有過高的生產成本，操作起來非常簡單、方便。噴煤也是比較常用的一種方法。借助炸藥爆炸的一瞬間產生的較大壓力，噴出一些高溫氣體，高溫氣體也有很強的破壞力。不過也存在一些缺點，就是破壞力太強，而且時間太短，是非常危險的。因此，在炸藥爆破應用中，有必要詳細了解炸藥消耗量，爆破角度，爆炸順序，爆破力，合理間距等因素。所以，在使用這項技術的時候應該讓有非常多的工作經驗和專業知識的工作人員完成操作。現在外國研發了一種非常先進的爆破技術，通過水槍射流的一些性能給破碎煤炭提供強大的壓力。

(2)裝煤方法

當前，最廣泛使用的煤填充方法是螺旋鼓式填充。將螺旋鼓裝滿煤后，浮煤將留在傳送帶上。為了清潔浮木炭，在機器的軌道上安裝了清潔刮板。

(3)運煤方法

對于煤炭運輸，刮板輸送機（圖1）可用于運輸煤炭。運輸煤炭時，應該要詳細的計算刮板輸送機適合工作的傾斜角度和科學的輸出功率。要具體的選擇一些煤炭的運輸方法，然后根據正確的計算方法來有效分析和研究裝料的系統，這樣可以快速提高煤炭運輸效率。

圖1 刮板運輸機

3.采煤技術的應用與優化

(1)深井開采技術

氣體和熱損害的控制，深井的通風，豎井和隧道的設計，煤層壓力的控制以及巖石破裂壓力的預防是深度采礦的關鍵技術。面臨的問題包括：了解周圍土壤和巖石層的壓力；在氣體處理和通風方法上表現良好；改變深井作業的工作環境和周圍環境；完善用于深井作業的快速挖掘系統和支持系統；深井改善巖爆防治技術和監測控制技術；優化礦山村，無墾礦山和有水煤礦的開采技術。

(2)“三低”煤壓實技術

在一些煤礦工業發展較好，有優越的開采條件，需要利用很多煤礦資源且完全依靠煤礦資源開發的經濟較好地區，通常會發現密集的“三低”煤壓實設計，液體填充法（液壓填充），固井填充法和干式填充法，這都是經常用到的方法。利用深井填充技術進行煤礦開采會嚴重破壞煤礦開采區域并在礦井中產生瓦斯，導致超過了標準的危險情況，大量城市垃圾和煤石被傾倒入坑中。利用“三低”煤壓實技術就可以很好的改變這個情況，不僅優化了城市的環境，而且降低了煤礦的壓力。使煤礦資源應用的比較合理，在環境保護方面也發揮了重要的作用。

(3)煤炭氣化技術

煤氣化技術是一種化學技術，可以將煤炭燃燒到地下，并通過各種科學技術手段將其轉化為燃氣。它是一種新的國家能源和環境保護戰略公共關系技術，也是國家倡導的高效清潔煤技術。煤氣化本質上是煤燃燒和熱處理的化學反應。這是一個化學過程，其中以煤炭或煤等煤炭資源為原料，氧氣和水蒸氣為氣化劑。煤或煤的可以燃燒的部分經過高溫高壓等一系列的化學反應成為可燃燒的氣體。煤礦資源利用高溫汽化可以得到一種新型的燃料氣體，是具有實用價值的煤氣資源，可以很好的應用在化工廠中，對一些原材料進行加工，就是通常情況下說的合成氣。汽化爐可以使煤發生汽化，合理的使用汽化設備，可以把煤炭資源轉化成為氣體，在很大程度上完善了煤礦的開采方式和采煤技術，并且還充分利用了地下礦井的廢氣，污水和其他廢物。它不僅可以優化能源，還可以清除地下垃圾，從而防止損壞。褐煤在高溫條件下的物理性能提高，促進了煤層氣的分解，生產方便，也可以增加煤層氣的利用空間。煤炭是通過地下氣化開采的，可燃物可以存儲在礦井下，這樣可以有效減少開采煤礦之后地表出現塌陷的情況。地下汽化開采法有很多明顯的優點，可以快速看到開采效果：只要點燃地下，就只能通過注入氣化劑來實現連續生產。放氣劑非常容易獲得，并且容易提供空氣，蒸汽，氧氣和氫氣。氧氣和氫氣是在原料氣發生化學反應后獲得的。蒸汽也很方便。它可以由高溫原料氣生產。在冷卻過程中獲得，合理使用循環經濟生產技術。

4.其他綜合處理技術

目前，我國的國家政策不斷發展和完善，開始逐步淘汰一些比較落后的煤礦開采方法和技術，關閉一些非法的、沒有先進開采技術的小型煤礦，從整體上提高煤礦企業的開采技術，不斷發展和研究先進的煤礦開采技術，提高企業的開采效率和開采水平，吸引更多的技術人員從事煤礦開采工作，讓更多技術先進的人才參與采礦和煤礦開發。為了提高煤礦單位的產量，企業應該積極的改進中小型煤礦的一些生產技術，最大限度的降低發生安全事故的次數。

煤礦企業由于受多種因素的共同影響，現在所使用的煤礦開采技術種類還不是特別多，依然有很多現實的問題在困擾著企業的技術人員，如礦床中地下的高溫問題，相對較高的地面壓力，以及要促進了煤炭開采技術逐步向計算機化和技術發展，從而實現了高效率，使煤得到智能開采（圖2）。采礦技術已經走了很長一段路。在某種程度上，這避免了由于采礦過程中人工操作錯誤而造成的各種事故，進一步有利于合理利用煤炭資源。

圖2 煤礦智能開采流程

5.結束語

煤炭開采業是我國的核心產業，需要各界的關注。有關人員應采取合理，全面的改善措施，選擇合適的采礦方法和技術，最大程度地保護周圍環境。確保礦產資源的合理利用。同時也可以在一定程度上改善人員的工作環境，從而有效地保證了煤礦開采的安全和環境保護。政府加強了社會主義精神文明建設，資源的有效利用也引起了廣泛關注。煤炭資源作為國家戰略能源，必須與加強管理，培養人才，不斷創新和科學相結合，使煤炭工業真正走上可持續發展之路。