煤炭企業(yè)高效采礦技術(shù)研究

張春輝 孫慶偉 于海明 李新立

前言

隨著社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，各領(lǐng)域?qū)γ禾抠Y源需求量日漸增加，然而，傳統(tǒng)采礦技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代煤炭事業(yè)發(fā)展需求，在很大程度上阻礙了煤炭企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，高效采礦成為煤炭采礦發(fā)展的重要趨勢之一，如何更好地利用高效采礦技術(shù)受到越來越多的關(guān)注。文章將對煤炭高效采礦概念及理論依據(jù)進(jìn)行分析和研究，并提出煤炭企業(yè)高效采礦技術(shù)應(yīng)用，從而為科學(xué)采礦提供更多支持和幫助。近年來，煤炭作為我國資源能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分，在促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展等方面發(fā)揮著積極作用。但是，煤炭資源具有不可再生性，單純依靠提高煤礦產(chǎn)量無法有效緩解煤炭供應(yīng)壓力，且與可持續(xù)發(fā)展理念相違背，因而，加強(qiáng)對煤炭企業(yè)高效采礦技術(shù)的研究具有重要意義。

一、煤炭高效采礦概念及理論依據(jù)

煤炭高效采礦主要是充分利用煤炭、瓦斯及水等資源，最終實現(xiàn)促進(jìn)社會進(jìn)步、推動國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展等目標(biāo)。通常情況下，高效采礦包括多個方面：保水采礦、瓦斯采礦、填充采礦及煤炭地下氣化等。隨著煤炭事業(yè)快速發(fā)展，煤礦業(yè)于2003年對高效采礦提出了新定義，并明確了高效采礦技術(shù)理論依據(jù)：首先，采礦對巖層移動產(chǎn)生影響的規(guī)律;其次，采礦后巖層內(nèi)節(jié)理裂隙分布及發(fā)育規(guī)律;再次，關(guān)鍵層理論;最后，水在裂巖體中的滲流形成的規(guī)律。

二、煤炭企業(yè)高效采礦技術(shù)應(yīng)用

（一）加強(qiáng)對礦區(qū)水資源觀察，合理利用保水采礦技術(shù)

受到地域和環(huán)境等因素的影響，每個采礦區(qū)地下含水量存在一定差別，因而，在采礦過程中，要堅持具體問題具體分析，針對不同地區(qū)進(jìn)行保水采礦時，要選擇相應(yīng)技術(shù)，并加大對水資源保護(hù)及利用等方面的關(guān)注力度。眾所周知，水資源對煤礦采礦業(yè)具有較為深刻的影響，稍有不慎，便會引發(fā)不良情況。針對含水量較大的地區(qū)，選擇的技術(shù)要能夠達(dá)到減少對水資源的破壞，且避免水災(zāi);相反，針對含水量較少的地區(qū)，則需要將充分保護(hù)和利用水資源作為技術(shù)主要要求，以此來輔助采礦工作順利進(jìn)行。在具體采礦過程中，或多或少會對地下含水層原始徑流產(chǎn)生一定影響，造成地下水溢出，產(chǎn)生水災(zāi)害，且如果采礦區(qū)導(dǎo)水裂縫帶與地下水體貫通，那么極有可能產(chǎn)生大規(guī)模地下水降落漏斗，導(dǎo)致該區(qū)域水位下降，進(jìn)而影響水文地質(zhì)發(fā)生變化，即便在采礦影響穩(wěn)定后，也會導(dǎo)致該地區(qū)原始生態(tài)環(huán)境發(fā)生變化，影響河流、湖泊等地表水體的變化，嚴(yán)重情況下，會造成一些河流水量迅速減少或者斷流，給周邊居民生活帶來不便。

（二）充分利用礦區(qū)資源，實現(xiàn)煤與煤層共采

“瓦斯”作為一種寶貴的綠色清潔能源，產(chǎn)生于煤層，然而，現(xiàn)階段，我國針對瓦斯能源的開采尚處于起步階段，限制性因素較多，因而，在煤礦開采過程中，要兼顧瓦斯與煤氣兩方面，推進(jìn)二者朝著資源化方向發(fā)展，提高瓦斯資源利用率。具體可以采取以下幾種技術(shù)：首先，采取采前抽采技術(shù)，在采礦工作準(zhǔn)備階段，將瓦斯抽取出來，避免采礦造成瓦斯資源損失，該方法作為一種保守方式和方法，在確保煤礦開采安全方面發(fā)揮著重要作用，但是，由于我國煤體具有透氣性特點，在很大程度上增加了抽采工作難度;其次，利用煤與瓦斯共采技術(shù)，在采礦之后，圍巖壓力下降的同時，瓦斯也會釋放出來，通過留巷鉆孔與卸壓方式結(jié)合該技術(shù)收集瓦斯資源;再次，采礦之后，瓦斯會溢滿廢棄礦井，為瓦斯資源收集提供了一定支持;最后，回風(fēng)井回收瓦斯，該技術(shù)需要關(guān)注的是對低含量瓦斯的利用及提純，以此來提高瓦斯回收率。

（三）根據(jù)采礦工作特點，利用填充采礦法

煤礦分布具有不確定性，建筑物、公路及水體等均能夠覆蓋到煤體之上，為此，針對采礦工作這一特點，可以選擇填充采礦法，該方法主要是指采礦結(jié)束之后，利用各類填充物充填采礦區(qū)，以此來更好地控制巖層，不僅能夠緩解礦壓顯現(xiàn)，維護(hù)采礦場及巷道，還能夠在一定程度上提高煤炭采出率。具體填充采礦技術(shù)主要包括兩種：一種是刮板輸送機(jī)械矸技術(shù)，借助充填設(shè)備將矸石填入矸石倉，并在采礦工作完成后，將矸石卸載到采空區(qū)進(jìn)行填埋;另一種是矸石機(jī)拋矸技術(shù)，一般情況下，是將矸石運輸?shù)较马肥噲觯肥M(jìn)行破碎等處理，運送至矸石庫，而后將矸石運送到指定位置，利用輸送機(jī)將矸石填入采礦區(qū)，并進(jìn)行壓實處理，避免由于采礦工作處理不當(dāng)引發(fā)的地表下沉等現(xiàn)象，保障居民工作、生活安全。

（四）加大技術(shù)研究力度，積極引進(jìn)煤炭地下氣化技術(shù)

煤炭地下氣化技術(shù)主要是指結(jié)合熱化學(xué)反應(yīng)，對地下煤炭在原位置進(jìn)行不可燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇紵龤怏w的處理。利用該技術(shù)，不僅能夠減少煤炭采礦對本區(qū)域環(huán)境的影響，還能夠減少煤炭燃燒產(chǎn)生大量氣體對自然生態(tài)環(huán)境的破壞，且能夠顯著提升采礦經(jīng)濟(jì)效益。但是，受到技術(shù)等因素的影響，該方法具有一定局限性，由于煤炭燃燒產(chǎn)生的一定量的苯和酚等有毒物質(zhì)，這些物質(zhì)對人身健康將會產(chǎn)生不良影響，且煤炭燃燒產(chǎn)生的二氧化碳正是造成全球氣候變暖的主要原因，為此，應(yīng)加大技術(shù)研究力度，不斷提高高效采礦技術(shù)水平，促使高效采礦技術(shù)在采礦工作中最大限度發(fā)揮積極作用。無論是何種技術(shù)，都需要圍繞著采礦工作需求，只有選擇合理的采礦技術(shù)，才能夠確保采礦技術(shù)發(fā)揮積極作用。

結(jié)論

根據(jù)上文所述，采礦工作作為一項綜合性、復(fù)雜性工作，而高效采礦技術(shù)的出現(xiàn)及應(yīng)用，不僅能夠提高采礦工作有效性，還能夠促進(jìn)我國相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展。因此，在采礦工作中，采礦人員要結(jié)合具體情況，堅持合理原則，利用合理技術(shù)進(jìn)行采礦工作，并立足于采礦需求，從多個角度入手，兼顧采礦與環(huán)境保護(hù)兩方面，且要適當(dāng)增加人力、物力投入，加強(qiáng)對技術(shù)的研究，提高技術(shù)水平，進(jìn)而為我國采礦工作保駕護(hù)航。