試論煤礦采礦作業(yè)中的采礦工藝與技術(shù)

楊晨晨 李永明

山西大同大學，山西大同 037003

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，盡管許多新能源已經(jīng)得到了開發(fā)和利用，但是煤炭依然是社會經(jīng)濟發(fā)展最重要的基礎(chǔ)能源。在經(jīng)濟發(fā)展的過程中，綠色環(huán)保的理念已經(jīng)滲透到各個行業(yè)中，煤炭行業(yè)也不例外。目前，國內(nèi)煤礦采礦作業(yè)堅持保護環(huán)境和節(jié)約資源的原則，有利于社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。然而，與發(fā)達國家相比，國內(nèi)煤礦采礦工藝與技術(shù)還比較落后，導致煤炭供應(yīng)不足的問題頻繁出現(xiàn)。因此，加強采礦技術(shù)研究、改進采礦工藝至關(guān)重要。這不僅是實現(xiàn)社會經(jīng)濟穩(wěn)定、迅速發(fā)展的需求，也是保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)國民經(jīng)驗可持續(xù)發(fā)展的必要舉措[1]。

1 煤礦采礦作業(yè)中的常見工藝與技術(shù)

1.1 充填采礦工藝技術(shù)

在進行煤礦采礦作業(yè)時，采空區(qū)是經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)域。在對回踩進行推進的過程中，采空區(qū)需要進行重點填充，必要時還可以綜合利用支架與填充材料，從而提升采空區(qū)的填充效果。在填充工作完成后，還要加強填充體的地壓管理，有效控制地表的下沉問題，便于回采工作的順利開展。同時，利用充填采礦工藝技術(shù)，還能夠有效減少因山體自燃而發(fā)生火災(zāi)的事故頻率，提升采礦工作的安全性。

1.2 溶浸采礦工藝技術(shù)

在煤礦采礦過程中，溶浸采礦工藝技術(shù)屬于化學方法。它是根據(jù)礦石的物理特性和化學特征，在巖層中注入相應(yīng)的溶浸液，使得巖層產(chǎn)生化學反應(yīng)而浸出煤礦礦石，然后派專門人員對煤礦礦石進行回收，從而完成煤礦采礦工作。

1.3 圍巖崩落技術(shù)

圍巖崩落技術(shù)，就是圍巖崩落并對其進行地壓管理。在推進煤礦采礦回采工作面時，制定科學合理的崩落計劃，對圍巖進行崩落，以此實現(xiàn)采空區(qū)的填充，達到地壓管理的目的。

1.4 巖體加固技術(shù)

巖體加固技術(shù)就是在巖體約20m深入內(nèi)插入錨索，再使用錨桿加固巖石，加固深度為巖石表面2～3cm。此外，對于破碎的巖石，還可以利用注漿技術(shù)進行固定，從而實現(xiàn)礦場的溜井、頂板和采礦場周圍巖石穩(wěn)固性的有效提升，為其他采礦工藝與技術(shù)的應(yīng)用提供便利。

1.5 空場采礦工藝技術(shù)

首先，對整個礦區(qū)進行合理劃分，使用礦柱來進行散空處理，實現(xiàn)所有礦房的開礦；其次，回采礦房，在對礦房整體進行加固時，使用礦柱和周圍巖體相結(jié)合的方式進行；最后，當?shù)V房開采完成之后，還要對采空區(qū)和采礦柱進行及時處理，使用填充物開展礦房的填充工作[2]。

1.6 煤礦采礦安全事故預(yù)防技術(shù)

1.6.1 采礦場冒頂片預(yù)防技術(shù)

在對現(xiàn)場進行勘察時，必須結(jié)合實際情況，選擇最為合適的采場布置和采礦技術(shù)。在礦床下盤進行漏斗和天井的設(shè)置，防止片幫和上盤受到損傷。在進行開采時，應(yīng)當采取從上至下、由遠到近的順序，按計劃進行，使得礦區(qū)頂板的暴露時間盡可能減少，實現(xiàn)回踩周期的縮短和采礦效率的提升。如果采礦區(qū)出現(xiàn)巖石松動的現(xiàn)象，還要做好支護工作。采礦勘測技術(shù)在開采過程中是必不可少的，這項技術(shù)要求對頂板的冒落跡象進行觀察，具體包括：頂板巖石出現(xiàn)松動或下沉現(xiàn)象、支架斷裂、頂板巖石發(fā)生撞擊破裂的聲音、碎石掉落或淋水現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)這些問題，必須做好必要的防護措施，便于及時疏散工作人員。

1.6.2 防止發(fā)生墜井事故

在巖體周圍進行固定支架的假設(shè)，從而對巖石的穩(wěn)定性進行判斷。礦柱的穩(wěn)定性需要巖石的穩(wěn)定性作為支撐，如果巖石不穩(wěn)定，則需要設(shè)置支架對巖石進行保護。隔板需要設(shè)置在提升間和梯子間中間部分。

1.6.3 采礦作業(yè)塌陷預(yù)防技術(shù)

一般來說，采礦作業(yè)區(qū)出現(xiàn)坍塌的主要原因為：節(jié)理發(fā)育和斷層現(xiàn)象在礦體盤圍巖中出現(xiàn)，導致回采工作受大量塊狀礦巖限制；礦體水分含量較高，粘土和粉狀礦體占據(jù)礦體物質(zhì)組成的主要部分，形成黏塊；回踩時間過長，沒有對放礦進行妥善處理等。采礦作業(yè)塌陷預(yù)防技術(shù)的主要內(nèi)容如下：根據(jù)礦區(qū)實際情況，對爆破參數(shù)進行合理選擇，防止大規(guī)模粉礦大塊礦體，確保盤圍巖具有穩(wěn)定性；做好礦石的二次破碎工作，對采礦場進行平整處理。

2 煤礦采礦作業(yè)中需要注意的問題

2.1 對煤礦采空區(qū)進行處理

在進行煤礦采礦作業(yè)時，對于采空區(qū)不能立即處理，而要在確保礦石和圍巖穩(wěn)固性的前提下進行，以此實現(xiàn)采空區(qū)周圍物體穩(wěn)定性的保障；圍巖崩落技術(shù)大多用于崩落圍巖和塌陷地表礦體的開采中，如果需要在采礦區(qū)進行使用時，首先要對采礦區(qū)進行加固，并結(jié)合實際情況進行二次回采；在進行采空區(qū)的填充時，單層、向上（向下）層、水力、膠結(jié)和干式等是主要的填充方式，對于填充方式的選擇必須結(jié)合實際情況，綜合考慮回采工作面和礦體結(jié)構(gòu)；如果采礦時需要使用到溶浸工藝技術(shù)，首先要對地表和原地的破碎情況進行考慮，選擇合適的溶浸地點和溶浸方式[3]。

2.2 提升煤礦采礦作業(yè)的安全性

安全性是煤礦采礦作業(yè)需要重點關(guān)注的方面，不管選擇哪種采礦工藝技術(shù)，都必須對其安全性進行保證。煤礦采礦作業(yè)與建筑施工具有一定的相似之處，因此，在采礦過程中必須加強采礦作業(yè)的安全管理，確保安全質(zhì)量，盡可能使用先進的采礦技術(shù)和機械設(shè)備，實現(xiàn)現(xiàn)場安全事故與人員傷亡事故頻率的有效降低。比如說：在進行煤礦采礦作業(yè)時必須對一定數(shù)量的豎井進行設(shè)置，這是礦區(qū)地質(zhì)條件和開采環(huán)境決定的，由于人員需要頻繁經(jīng)過溜井和天井，因此必須對天井梯子、天井支架進行加固，并做好溜井周圍警示標志的設(shè)置工作，從而減少事故發(fā)生頻率。此外，還要對溜礦井、放礦漏斗堵塞和卡礦進行特別處理，防止機器卷揚或采礦人員被礦石擠壓、深埋等現(xiàn)象出現(xiàn)。

2.3 對采礦設(shè)備進行及時更新

要實現(xiàn)煤礦采礦工作效率的有效提升和采礦工藝技術(shù)的優(yōu)化，必須及時更新采礦設(shè)備。使用先進的采礦設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦企業(yè)經(jīng)濟效益的有效提升。比如鑿巖車的引進，與發(fā)達國家相比，國內(nèi)鑿巖車工作效率較低，而且沒有較好的穩(wěn)定性，機器高度只有500m，與發(fā)達國家6000m的高度形成了巨大的差距，因此，引進先進的鑿巖車，能夠使得煤礦采礦工作效率得到大大提升。然而，先進設(shè)備的引進也要結(jié)合國內(nèi)煤礦采礦的實際狀況，過度追新往往會帶來適得其反的效果。設(shè)備的更新需要考慮到以下因素：對設(shè)備操作人員的能力進行綜合性考慮，確保設(shè)備工作人員能夠操作所更新的機械設(shè)備，為工作人員的安全性提供保障；設(shè)備更新的最終目標是提升采礦工作效率，使用的新設(shè)備也要實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益的增加；全面考慮采礦區(qū)域的實際環(huán)境，實現(xiàn)設(shè)備更新的科學性、合理性[4]。

2.4 合理規(guī)劃礦區(qū)

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人民群眾的生活水平有了很大提升，國家的綜合國力也大大增強了。但是，人民群眾的生存環(huán)境遭到了極大的破壞，煤炭資源總量也在不斷減少。國家在努力開發(fā)和利用新能源的同時，必須對煤炭開采進行科學合理的規(guī)劃，盡可能避免煤炭資源在開采過程中的浪費現(xiàn)象，減少采礦作業(yè)中對煤炭的損耗。在進行礦產(chǎn)資源的規(guī)劃時，必須優(yōu)化開采的各個環(huán)節(jié)，盡可能減少開采費用，實現(xiàn)礦產(chǎn)資源的有效節(jié)約，促進煤炭產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.5 做好采礦工作人員培訓工作，提升其專業(yè)水平與綜合素質(zhì)

要實現(xiàn)煤炭企業(yè)經(jīng)濟效益的提升，做好采礦工作人員培訓工作，提升其專業(yè)水平與綜合素質(zhì)也是十分必要的，具體措施有：定期對煤炭工作人員開展有重點、有針對性的培訓，確保所有工作人員對采礦的基本知識有一定的了解，掌握采礦機械設(shè)備的使用方式、采礦工藝和采礦技術(shù)；做好工作人員安全管理工作，培養(yǎng)其安全意識，明確采礦作業(yè)中的細節(jié)，實現(xiàn)意外事故發(fā)生頻率的有效降低；加強工作人員責任意識，培養(yǎng)良好的職業(yè)道德，由專門人員負責各臺機器的工作，確保工作人員的安全性。

3 結(jié)語

綜上所述，煤炭資源是一項重要的基礎(chǔ)資源，對于社會經(jīng)濟的發(fā)展意義重大。由于煤炭屬于不可再生資源，其存儲量也在隨著經(jīng)濟的發(fā)展而不斷減少，因此，必須結(jié)合煤礦開礦的實際情況，合理使用采礦工藝與技術(shù)，以此實現(xiàn)采礦工作效率和工作質(zhì)量的有效提升，最大化地避免資源浪費，減少環(huán)境污染，以實現(xiàn)國內(nèi)礦業(yè)的健康、有效發(fā)展。在合理應(yīng)用采礦工藝技術(shù)的同時，煤炭企業(yè)還要加強工作人員專業(yè)素質(zhì)和安全意識的培養(yǎng)，合理引進新型采礦設(shè)備，實現(xiàn)技術(shù)、人員與設(shè)備的綜合利用，全面提升煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益，促進國內(nèi)煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1] 尹良，席艷豐. 煤礦采礦作業(yè)中的采礦工藝與技術(shù)探討[J]. 黑龍江科技信息，2015（15）：95.

[2] 謝小明. 煤礦采礦作業(yè)中采礦工藝與技術(shù)分析[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（23）：121.

[3] 薛濤. 談?wù)劽旱V采礦作業(yè)中的采礦工藝與技術(shù)分析[J]. 科技與創(chuàng)新，2014（17）：45.

[4] 高泳杰. 煤礦采礦作業(yè)中采礦工藝與技術(shù)分析[J]. 科技展望，2016（9）：47.