試論煤礦采礦的新技術與開采方法

賀江波

（山西鄉寧焦煤集團毛則渠煤炭有限公司，山西 鄉寧 042100）

一、使用新技術的必要性

煤礦是深藏在地下的不可再生資源，在進行開發工作時也可以同時發現其中所存在的瓦斯氣體等物質，對此應進行有效收集和開發利用，才能減少資源的浪費問題。但是在這項開發工作中必須要面對其中所存在的危險性和實際難度，采礦單位在進行作業時不能過于追求提高工作效率，而出現浪費問題造成資源損失，同時這項工作的相關安全措施采取情況，也直接關系到企業的穩定運營和人們的生命安全，但依然有很多規模較小的煤礦在進行作業時，使用的是比較落后的技術，不但會在作業中出現浪費情況，還無法保證工作人員的生命安全，很可能會在比較復雜的地質環境中出現危險事故。另外在薄煤層等地進行開發時所要面臨的實際工作難度很大，傳統的技術在實際應用效率方面不佳，無法達到實際作業要求。因此，先進技術的研發和應用是在煤礦產業發展過程中的重要步驟，必須進行重視和加強才能改善現有問題，提高資源開發和利用率[1]。

二、新技術和新方法的應用優勢

（一）節約煤礦企業的成本投入

大部分煤礦企業在經營和發展過程中，經常受到成本投入的影響限制了實際作業規格和安全程度，只能選擇縮小作業范圍和降低安全防護措施資金的方式完成作業工作，但是由于煤礦作業發展至今，大量的淺層煤礦已經受多度作業出現了明顯變少現象，只能進行深層挖掘探尋深入地下巖層中的資源。但目前在作業深層煤礦的過程中所需要面臨的困難程度明顯增加，所需要投入的成本量也在增加，小型企業受到了顯著影響，同時隨著地下環境的作業深度逐漸提升作業人員的生命安全沒有得到保護，出現了企業規模和成本使用等方面的限制，促使企業要提升自身競爭實力和經濟效益[2]。

（二）降低安全事故的發生概率

煤礦開采作業伴隨著極大的安全隱患，在過去大小企業的開采工作中經常出現人員傷亡等嚴重安全事故，通常都是由于實際作業質量不佳但強行作業，從而使所有工作人員處在極度危險的工作環境中。雖然這類風險問題無法真正控制杜絕，但是可以通過改良可用技術的方式對所有作業人員進行保護，比如在環境危險程度較高的位置作業時，可以利用現代智能科技技術替代傳統的人工作業方式，能夠有效降低各種安全事故的發生概率，真正解決工作人員在作業過程中所面臨的各種安全威脅。

（三）減少對其他方面的影響

在煤礦的開采作業方面已經有了幾十年歷史，隨著作業深度和難度不斷增加，在工作過程中對周圍水資源和環境以及居民生活等方面都產生了不同影響，甚至會帶來一些破壞性影響，必須要對所用技術和工作方法進行適當改良，才能在保障能源供應需求達到滿足的前提下將實際影響降到最低[3]。

三、傳統理念中的問題

（一）影響地表結構穩定

在過去開采工作中一旦完成作業工作，會利用自然垮落法使煤層頂板自然出現垮塌情況填充作業地點，但是這種方式會使地表結構受到明顯影響，不但會使地表水逐漸向采空區集中滲漏，還會影響到地下水系的存在，地表土地不能作為種植用地形成了資源損失，對周圍建筑和設施等都產生了嚴重影響。因此傳統技術所具有的缺陷問題較大，并不能在完成作業工作的同時減少對地面所帶來的實際影響，更可能會引起泥石流等嚴重事故，對大量人群造成生命財產威脅[4]。

（二）資源浪費問題嚴重

目前人均自然資源的存儲量不足一直是所面臨的重要問題，從實際可采取量和分布情況來看，不能承擔社會經濟發展和人口使用需求的沉重壓力，而且這一資源具有不可再生性，所以在傳統礦業的作業過程中受到技術的限制影響，大量的資源實際利用率并不高，同時開采出的伴生資源也沒有得到合理收集與開發利用，所以浪費問題也是限制該行業發展的阻礙問題之一。

（三）開采成本和危險性高

南方部分礦區實際煤量存儲較少，而所需投入成本過高，危險系數也遠超過相關安全措施的可承受范圍，且受水、瓦斯及煤塵等災害的影響方面極其嚴重，因此有些企業在工作中受到危險影響，在安全事故出現后人員傷亡的成為了工作開展難題[5]。

（四）地表出現塌陷

結合已完成的大量開采記錄進行計算，因進行開采工作所引發的地質結構破壞以及坍塌問題，所影響面積范圍龐大，并依然在呈現增長趨勢，對自然環境所帶來的傷害程度極高，直接降低了可利用價值和恢復能力，需要消耗漫長的時間才可能逐漸恢復該范圍的自然狀態。

四、傳統技術中的問題

（一）工業體系不完整

在社會經濟發展和社會生產壓力的影響下，需要更多的能源供應量才能滿足日常所需，所以在該行業的發展過程中受到了巨大壓力，但隨著不同規模的煤礦企業出現和生產運營，卻并未在行業發展過程中逐漸形成完善的工業體系和管理制度，因此至今依然存在大量問題限制了企業的實際發展能力和經濟效益。管理秩序的嚴重缺失同樣無法保證各項技術的實際應用情況，不能真正體現出所有技術的應用優勢和實際作用，從而使企業在經營生產過程中始終面臨著難以避免的安全威脅[6]。

（二）技術落后

雖然在行業發展過程中也為克服生產效率和危險問題進行了技術研究，但依然存在安全事故頻繁發生的情況，對企業造成了更大壓力和發展限制。所以企業為保證開采工作安全只在技術使用方面進行控制，但沒有研究或引進其他優秀技術是行不通的。

（三）缺少專業人才

在針對行業發展情況進行研究和分析后，發現由于專業人才的稀缺使企業缺少發展潛力，從而在面對出現的各種問題時無法真正定制有效處理措施和解決方案，影響到了開采技術的深入研究和創新改革進展，降低了行業的總體發展速度，同時也更難達到更多利潤的獲取效果[7]。

五、現代采礦理念的優勢

（一）特點

隨著目前可用技術得到了深入研究和推廣應用，也在采礦理念和方式方法的應用方面進行了調整與改革，對企業的未來發展帶來了一定推助力，所以在現代作業模式的影響下，保證了該行業的開采合理性及影響程度，更加符合發展過程中的實際需要。

（二）改善生態環境

現階段在完成開采任務后，使用填充技術進行回填后可以保證開采區域的結構穩定，不會出現坍塌等嚴重破壞性變化，真正避免了地表所可能出現的移動和裂縫等問題，同時可以實現科學作業的目的，降低對周圍環境情況所帶來的破壞性影響，可以結合不同區域的環境特點及要求進行合理回填，實現礦渣等物質的重復利用和成本節約目的。

六、新技術

（一）炮采放頂技術

這一技術在出現后得到了大量應用與推廣，主要在使用時通過兩種方式開展工作，第一種是利用滑移支架進行開采，利用頂梁等結構完成前梁和后梁的連接工作，配合多個液壓單體柱作為支架的支柱實施作業。

這種技術在實際的推廣和應用方面都得到了比較良好的效果，在實際作業過程中，可以利用支架對傾斜和急傾斜煤層發揮非常良好的開發作用。另一種方式是使用二型鋼梁配合施工的方式開展作業，可以在技術水平較差的情況下不受煤層影響完成工作。

（二）傾斜支架技術

這種方式在角度方面具有一定的控制效果，而且在生產系統難度和掘進率方面具有比較好的使用優點，可以在滿足生產任務量的同時，降低實際工作難度和作業壓力，可以在斜角煤層中起到良好應用效果。而且在煤層厚度變化受自然環境影響比較小時，也可以使用這一方法完成工作，在回采時要持續拉長支架，最后在達到采區后全部拆除收回。

（三）小階段爆破落煤法

這一方法在使用前，需將移動區域內的煤層進行合理劃分，且在沒有工作人員和施工設備等情況下開展。比較適合煤層厚度三至七米左右，傾斜角度超過四十度，同時不易出現頂底板滑落的位置使用，但是這一方法設計工作比較復雜，需結合開采環境條件進行適當選用。

（四）刨煤機采煤法

這一技術在煤層程度良好或比較薄稀的位置也能施工，具體作業效果也比較良好，在使用智能驅動系統進行控制時，可以真正實現該工作的智能化和自動化改革，在提升支架穩固可靠效果的同時降低了實際操作難度和維修難度，而且對特薄煤層也可以起到良好的開采效果。

七、常用方法

（一）井下采煤

企業在長期經營生產過程中開始應用各種方法嘗試提升工作效率和經濟利潤，根據不同煤礦類型的分布情況定制了不同施工方法，通常使用過程中，這種方法應用范圍沒有過多限制，使用頻率也比較高。在使用這種方式時，可以根據不同煤礦存在條件進行旱采和水采，旱采的兩種工作開展方式都具有良好的開采效果和作業效率，并且可以在支護設置的使用量較少降低成本投入的情況下進行工作，但相應的開采效率也會受到影響出現上浮或下降。在作業時通常需要根據煤層的傾角風度來確認工作方法，水平開采通常是在傾角超過10 度左右時進行作業，通過劃分不同區域的方式按照順序進行開采，如果傾角幅度比較小時可以劃分盤區后先開采中間部位再開展其他區域，如果發現煤層屬于分層狀態，可以自上而下完成開采任務。

（二）露天開采

這種方式主要是在煤層分布范圍方面具有一定氬氣，主要處在地表區域的環境中才可開展工作，在開采過程中也是要先對目標區域進行合理劃分后再施工。在作業時利用機械設備先進行打破和挖掘作業，然后使用運輸機械直接將煤塊運送到指定地點。這種作業方式的優勢在于不需更多的支護進行輔助，而且整體的作業范圍覆蓋面積也比較寬闊，在利用機械設備進行施工開采的過程中，極大提升了實際開采效率，在節約了成本投入的同時減少了危險程度，但是也由于開采面積過大，對大量土地面積都進行了占用和污染。

（三）急傾斜煤層

這種開采方式在對固定區域進行劃分后開展工作，主要是為了盡量提升實際開采數量和挖掘范圍，在綜合生產設備與工藝的主要特點后，可以在開采時逐漸調整走向和高度，在采區的不同階段盡量增加開采量，在工作中可以適當改善巷道的布置情況，以進一步提升實際工作效果保持生產系統的穩定運行。

八、發展方向

結合國際資源開發技術的發展情況進行分析可以確定，下一階段的技術改革與研究方向將集中在采礦理念和填充技術方面，轉變傳統開采作業的方式方法，將資源的存在形式轉變成為其他存在狀態后使用，可以極大減少工作中的潛在危險，提高實際綜合利用率和經濟利潤[8]。

九、結束語

采礦技術和方法的應用與發展受到這類資源開發行業的推動影響，逐漸在原有技術的基礎上進行了深入改革和研究應用，切實減少了實際工作壓力和危險事故的發生概率。多種新技術的應用提升了工作效率和企業的利潤，進而促使該行業在發展過程中更加重視如何優化與改革，才能更具有未來發展潛力，適應經濟變化速度。