煤礦開(kāi)采工藝工程與技術(shù)展望探討

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ诿禾抠Y源的需求越來(lái)越大。為了滿足工業(yè)發(fā)展對(duì)于煤炭資源的需求量，我國(guó)在煤礦開(kāi)采技術(shù)方面進(jìn)行制度方面的改革，對(duì)于煤礦機(jī)械化開(kāi)采程度也開(kāi)始逐步提升，而且這種改革后的開(kāi)采技術(shù)開(kāi)始獲得了較為廣泛的應(yīng)用。文章針對(duì)煤礦開(kāi)采工藝工程技術(shù)進(jìn)行探析，并提出幾點(diǎn)意見(jiàn)以供參考。

關(guān)鍵詞：煤礦開(kāi)采工藝；工程技術(shù)；技術(shù)展望；煤炭資源；煤礦機(jī)械化開(kāi)采 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TD824 文章編號(hào)：1009-2374（2015）10-0174-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0938

近年來(lái)，很多企業(yè)為了提高煤礦開(kāi)采的產(chǎn)量和質(zhì)量，開(kāi)始高度重視采煤工藝及方法的改革和完善，因?yàn)橥晟撇擅汗に嚕軌蛴行岣呙旱V開(kāi)采的質(zhì)量和效益，現(xiàn)代大多數(shù)的采煤工藝都開(kāi)始向著安全、效率及產(chǎn)量的方向進(jìn)行發(fā)展。而在對(duì)煤礦開(kāi)采的工藝及技術(shù)方面都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代技術(shù)和采煤技術(shù)兩者的結(jié)合，開(kāi)發(fā)出智能化的生產(chǎn)監(jiān)控以及采煤設(shè)備方面的系統(tǒng)，從而真正實(shí)現(xiàn)煤礦開(kāi)采的多樣化發(fā)展，并且實(shí)現(xiàn)采煤工藝的層次化改革。如今我國(guó)采煤技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，而且在相關(guān)的理論研究及應(yīng)用方面的知識(shí)及水平也取得了較大程度的提升，因此在一些相關(guān)的地質(zhì)當(dāng)中，采煤工藝也獲得了較大范圍的空間，主要是以機(jī)械化水平的方向發(fā)展。

1 煤礦開(kāi)采的工藝工程

1.1 高效率、集約化的生產(chǎn)技術(shù)

對(duì)于煤礦開(kāi)采方面的工藝通常對(duì)其高效集約化有著較高的重視程度，同時(shí)持續(xù)往這個(gè)方向進(jìn)行技術(shù)改革和發(fā)展。因此在生產(chǎn)發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，為了促進(jìn)其集約化的生產(chǎn)，并提高其單個(gè)工作面的產(chǎn)量，則必須對(duì)采煤的工藝及裝備等進(jìn)行可靠性的研究，同時(shí)在進(jìn)行開(kāi)采、布置及生產(chǎn)的過(guò)程當(dāng)中更應(yīng)當(dāng)注重其高效簡(jiǎn)單的性質(zhì)，從而促使其在整個(gè)的生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的管理及監(jiān)控方面都應(yīng)當(dāng)具有相應(yīng)的科學(xué)配套技術(shù)，在注重技術(shù)科學(xué)化的同時(shí)還應(yīng)當(dāng)注重煤礦開(kāi)采方面的機(jī)械化發(fā)展，這樣才能切實(shí)改善裝備及工藝方面的條件，實(shí)現(xiàn)對(duì)其應(yīng)用范圍及水平的擴(kuò)展，從而真正提高采煤技術(shù)的機(jī)械化水平程度。

1.2 對(duì)硬頂板的控制技術(shù)

在對(duì)煤礦的開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)對(duì)地壓、淺埋等相關(guān)的硬頂板控制技術(shù)進(jìn)行研究，因?yàn)樵摷夹g(shù)主要是通過(guò)傾斜深孔爆破以及巖層方面的定向水利壓裂等方式來(lái)進(jìn)行處理，因此通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)就能夠進(jìn)行開(kāi)采的隨意性，而且還能切實(shí)提高對(duì)于煤體的回收效率，從而將頂煤進(jìn)行破碎處理，最終保證采煤工作的順利開(kāi)展和進(jìn)行。

1.3 薄煤層開(kāi)采技術(shù)

薄煤層由于其煤層很薄的性質(zhì)，因此促使我國(guó)目前的采煤機(jī)在這一層面上很難真正取得良好的開(kāi)采效果，這種情況發(fā)生的主要原因還是因?yàn)槠錄](méi)有對(duì)機(jī)面高度以及主電機(jī)兩者間的矛盾進(jìn)行調(diào)和，因此就需要研制出一種功率更大、體積更小的電機(jī)。不過(guò)，我國(guó)所規(guī)定的工作面通常都是200～250左右的輸送機(jī)長(zhǎng)度，在其他較為發(fā)達(dá)的國(guó)家則是在300以上。另外在對(duì)于薄煤層的開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中，我國(guó)還研發(fā)出多個(gè)放置頂煤液壓的支架架型，同時(shí)對(duì)于薄煤層方面的高效開(kāi)采技術(shù)及相關(guān)的配套技術(shù)進(jìn)行積極的研究。

1.4 采煤設(shè)備保證系統(tǒng)

為了實(shí)現(xiàn)煤炭開(kāi)采的高產(chǎn)高效性，就必須對(duì)煤體開(kāi)采的設(shè)備及支架?chē)鷰r系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)為了促進(jìn)開(kāi)機(jī)總效率的提高，對(duì)于煤礦開(kāi)采工藝工程的研究重點(diǎn)就在于通過(guò)電液控制閥相關(guān)系統(tǒng)來(lái)對(duì)整個(gè)支架?chē)鷰r進(jìn)行控制，對(duì)支架以及頂板的狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化和改善，實(shí)時(shí)監(jiān)控液壓的相關(guān)信息，做到全面地在線監(jiān)控離線采煤機(jī)在溫度及磨屑、刮板輸送機(jī)等方面的具體狀況。

2 煤礦開(kāi)采的主要技術(shù)

2.1 煤和瓦斯共同開(kāi)采的技術(shù)

煤和瓦斯的開(kāi)采技術(shù)首先需要攻克在高低壓以及低透氣性方面的技術(shù)問(wèn)題，同時(shí)對(duì)其他的高低壓、低溫以及沖擊地壓等一系列問(wèn)題起到認(rèn)真處理的態(tài)度。如今，煤和瓦斯的共同開(kāi)采，一體化成功地解決了沿空留巷方面的問(wèn)題，同時(shí)該技術(shù)在對(duì)煤礦開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域方面也取得了較大的改革及創(chuàng)新。另外，煤和瓦斯共采技術(shù)也充分地利用了覆巖層方面的礦壓，采取使用抽采工藝，并對(duì)卸壓煤層的時(shí)間做到了準(zhǔn)確的把握，同時(shí)簡(jiǎn)化了通風(fēng)降溫和采掘方法的交替，促進(jìn)煤礦的持續(xù)開(kāi)采功能。并為其提供了對(duì)瓦斯治理和抽采的空間。煤和瓦斯共同開(kāi)采的技術(shù)有效地保證了煤礦開(kāi)采方面的安全性，實(shí)現(xiàn)了最大化的經(jīng)濟(jì)效益，并最終促進(jìn)煤礦開(kāi)采的穩(wěn)步發(fā)展。

2.2 填充開(kāi)采技術(shù)

填充開(kāi)采技術(shù)一般都是使用水和砂進(jìn)行填充，不過(guò)由于其具有比較復(fù)雜的制作工序，因此在實(shí)際的實(shí)施過(guò)程當(dāng)中，通常在減沉方面的實(shí)施不夠理想。后來(lái)選擇了膏體、矸石等一些新型材料的填充方式。這類(lèi)新型的填充方式極大地改變了壓煤以及堆存煤石的困擾，并最終促使煤礦在開(kāi)采過(guò)程當(dāng)中程序環(huán)保生態(tài)化的發(fā)展。另外，這類(lèi)新型技術(shù)也是目前煤礦開(kāi)采當(dāng)中最為常見(jiàn)的方式和方法。

2.3 壁式體系方面的采煤技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)主要研發(fā)于20世紀(jì)80年代一些發(fā)達(dá)國(guó)家，在當(dāng)時(shí)取得比較好的效果。在如今單個(gè)的工作面上，一些礦井的具體工效能夠達(dá)到100左右，從而促使煤礦的產(chǎn)量得以大幅度的提升。如今，壁式體系采煤技術(shù)已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用于各個(gè)國(guó)家當(dāng)中，而我國(guó)所使用的是跟壁式體系方式完全不同的長(zhǎng)壁式開(kāi)采方式，對(duì)于緩斜厚的煤層主要都是使用分層傾斜的長(zhǎng)壁開(kāi)采技術(shù)，這是我國(guó)目前使用較為廣泛的技術(shù)。

3 煤礦開(kāi)采當(dāng)中工藝工程與技術(shù)的展望

3.1 改善采場(chǎng)圍巖控制技術(shù)

目前，我國(guó)所使用的圍巖技術(shù)主要有高壓注水、化學(xué)加固等一些具有復(fù)雜條件的技術(shù)，不過(guò)這類(lèi)技術(shù)所需要的成本計(jì)量比較高，所以仍然需要對(duì)新材料及技術(shù)進(jìn)行研究和解決。這就需要結(jié)合我國(guó)多年的相關(guān)研究成果來(lái)進(jìn)行解析和研究，以離散元的方法來(lái)研究出頂煤方面的規(guī)律，同時(shí)也可體現(xiàn)出頂煤的回收效率以及在放煤方面的優(yōu)化原則。

3.2 做好頂板動(dòng)態(tài)及支護(hù)質(zhì)量的監(jiān)測(cè)工作

在緩傾斜中厚長(zhǎng)壁的煤層工作當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)實(shí)施監(jiān)測(cè)頂板動(dòng)態(tài)，從而更進(jìn)一步地在堅(jiān)硬頂板、破碎頂板以及急傾斜的工作方面開(kāi)展相關(guān)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)活動(dòng)。不過(guò)，由于我國(guó)在煤礦開(kāi)采方面存在諸多問(wèn)題，所以必須對(duì)現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，注重研究智能監(jiān)控，將監(jiān)測(cè)儀表進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)小型化和直觀化監(jiān)測(cè)儀表等方面的內(nèi)容。

3.3 煤炭地下氣化技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)主要是控制相關(guān)地下煤炭的燃燒情況，再通過(guò)相關(guān)的熱化學(xué)作用來(lái)獲取可燃性的氣體，而且該技術(shù)目前屬于國(guó)際技術(shù)的前列。而正是由于該項(xiàng)技術(shù)其用人相對(duì)較少、在投資方面不大，但其效率比較高，因此對(duì)于我國(guó)比例較高的劣質(zhì)煤炭以及復(fù)雜的煤礦地質(zhì)區(qū)域來(lái)說(shuō)都較為適合。而且該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)潔凈能源的生產(chǎn)，從而促進(jìn)我國(guó)生態(tài)環(huán)境的平衡。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)煤礦開(kāi)采工藝工程與技術(shù)的改革及創(chuàng)新必須將現(xiàn)代高新技術(shù)以及相關(guān)采煤技術(shù)兩者相結(jié)合，這樣才能對(duì)煤礦資源進(jìn)行全面的開(kāi)采，并最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的共同發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊濤.煤體瓦斯吸附解吸過(guò)程溫度變化實(shí)驗(yàn)研究及機(jī)理分析[D].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2014.

[2] 劉傳安，張勇，王祖發(fā)，張西斌，李春元，姚鳳林.趙各莊礦深埋厚煤層群上行開(kāi)采數(shù)值模擬研究[J].煤炭工程，2012，（3）.

作者簡(jiǎn)介：滕盛偉（1987-），男，遼寧人，中國(guó)神華煤炭集團(tuán)神東公司寸草塔二礦掘錨二隊(duì)采掘技術(shù)人員，研究方向：采煤。

（責(zé)任編輯：王 波）