試論煤礦工程采礦新技術(shù)的應用及實踐要點

文/鄒建忠，青海大頭羊煤業(yè)有限責任公司

我國煤炭資源儲量豐富，煤礦開采行業(yè)歷史悠久，煤炭資源根據(jù)地質(zhì)條件的不同，存在于各類環(huán)境中，其資源條件也不盡相同，加上采礦人員技術(shù)水平、采礦設備等各方面的限制，現(xiàn)行的各種采礦技術(shù)和方法均有著較大的缺陷，影響著煤礦的回收率、貧化率以及生產(chǎn)安全程度等因素，影響著煤炭開采企業(yè)的經(jīng)濟效益、社會效益等各方面。因此，煤礦工程采礦新技術(shù)是實現(xiàn)煤炭安全高效開采所迫切需要的，同時新的采礦技術(shù)也正在不斷的探索和研究中。

1 采礦新技術(shù)的應用及實踐要點

1.1 硬頂板和硬頂煤技術(shù)

硬頂板技術(shù)是一項現(xiàn)代化的采礦新技術(shù)，其主要功能是對煤礦的埋藏深度進行研究，并對煤礦所承受的壓力進行控制。在實施硬頂板技術(shù)時，需借助其他技術(shù)進行，如定向水力壓裂技術(shù)、傾斜頂板技術(shù)等。在各種技術(shù)的共同作用下，能實現(xiàn)頂煤開采的隨采隨冒，從而提高其回收率。在利用此項技術(shù)對頂煤進行開采時，可與步距垮落結(jié)合起來，以加快頂煤破碎的速度，并提高采礦的安全性。在通過硬頂煤技術(shù)實施煤礦工程開采作業(yè)時，同樣需與其他技術(shù)結(jié)合使用，如高壓注水壓裂技術(shù)、爆破處理技術(shù)等。但由于硬頂煤技術(shù)的冒放性不太穩(wěn)定，所以不適合用于對塊度比較大的礦山進行開采。因此，在對此項技術(shù)進行優(yōu)化時，應注重提升其破裂頂煤的能力，加強其對頂板的控制能力，從而提高頂煤液壓支架安放的科學合理性。

1.2 爆破采礦技術(shù)

由于有的礦山硬度比較大，地形條件比較復雜，且煤礦埋藏深度比較深，開采難度大，利用一般的采礦技術(shù)難以有效地對其進行開發(fā)，因此需通過爆破的方式對礦山進行開采，再根據(jù)爆破后的開采條件，合理選用其他采礦技術(shù)實施開采作業(yè)。在利用爆破技術(shù)采礦時，工作面不需要進行支護，也不需要用到開采設備和過多的人員，所以這是一種回采工藝十分簡單的新技術(shù)。在實施爆破技術(shù)前，應先將需開采的煤礦進行分層處理，然后對煤層的情況進行分析，確定安放炸藥的最佳位置，再利用適量的炸藥實施爆破作業(yè)。因此，并不是所有煤礦都可利用爆破技術(shù)進行開采，且需要專業(yè)人才能對爆破進行操作，以提高爆破精準度，降低爆破危險性。爆破技術(shù)也存在一定的缺陷，在對煤礦進行爆破處理后，大部分煤炭都不能被回收再利用，這就會降低煤礦的產(chǎn)量。

1.3 偽傾斜柔性掩護支架采煤技術(shù)

偽傾斜柔性掩護支架采煤技術(shù)的工作面一般比較長，平面傾斜角度較小，此技術(shù)所用到的生產(chǎn)系統(tǒng)并不復雜，且掘進率也不高。在利用這種技術(shù)采煤時，首先應確定好工作面，而在確定工作面的區(qū)段高度時，應結(jié)合實際開采條件，并綜合考慮傾斜變化情況。一般情況下，工作面區(qū)段高度應控制在30 m左右。有的煤層儲存條件比較好，且其結(jié)構(gòu)相對比較簡單，則可將工作區(qū)段高度提升至40m-60m。在煤礦回采過程中，應不斷加長回風巷支架，而進風巷的支架則應保持不動，不需拆除。當工作面延伸至接近采礦區(qū)的地方時，就可將所有支架收回。偽傾斜柔性掩護支架采煤技術(shù)能將開采空間和工作空間隔離開來，簡化頂板，并降低施工中的勞動強度，提高采礦安全性。因此，當煤層埋藏比較穩(wěn)定，煤層厚度變化不明顯時，就可利用此技術(shù)實施開采作業(yè)。

1.5 深層井開采技術(shù)

當前，煤礦開采區(qū)域呈現(xiàn)大型化發(fā)展趨勢，不但采盤、采帶的尺寸在增加，其開采量也在提高，因而需提高生產(chǎn)能力，注重新技術(shù)的應用，才能更好地滿足社會發(fā)展需求。根據(jù)相關(guān)分析來看，深層井開采技術(shù)在煤礦工程中的應用，主要作用體現(xiàn)在以下幾方面:a)在煤礦開采過程中，對沖壓進行控制，并預防沖擊地壓的現(xiàn)象出現(xiàn);b)對煤礦開采中的瓦斯?jié)舛冗M行控制，確保其能處于安全范圍內(nèi)，并針對其中出現(xiàn)的熱害進行治理;c)由于深井的通風效果比一般礦井的通風效果更差，所以需利用此技術(shù)提高深井通風率，并提升井巷布置的合理性。而在對此技術(shù)進行優(yōu)化時，應綜合考慮深井的圍巖狀態(tài)，并對深井的應力場分布特點及場地的環(huán)境情況進行研究，從而能合理選擇開采設備，如高檔的機械化設備，必須確保其有足夠的走向長度，即采用雙翼采區(qū)方式進行現(xiàn)場布置，才能有效提高挖掘效率。

2 采礦新技術(shù)的應用前景

2.1 實現(xiàn)煤礦開采的數(shù)字化

煤礦數(shù)字化是煤礦行業(yè)未來發(fā)展的主流趨勢，通過建立安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)等，將礦井內(nèi)部的地質(zhì)條件、具體的開采方案等礦山信息，與設備、人員、環(huán)境等動態(tài)信息結(jié)合起來，并利用空間分析技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、仿真技術(shù)等對其進行分析，能使工作人員在指揮中心通過計算機對煤礦開采過程進行控制。因此，煤礦數(shù)字化是利用計算機網(wǎng)絡管理系統(tǒng)來實現(xiàn)的，通過一體化的管理系統(tǒng)，能對各類煤礦資源信息進行整合，從而提高煤礦開采效率和安全性。

2.2 實現(xiàn)煤礦開采的智能化

智能采礦是煤礦行業(yè)的終極目標，而要實現(xiàn)這一目標，就需要不斷研發(fā)新的采礦技術(shù)，并對各種采礦技術(shù)進行優(yōu)化。智能開采需要先實現(xiàn)開采環(huán)境的數(shù)字化，再利用智能化的開采設備和開采技術(shù)，通過遙控的方式對生產(chǎn)過程進行遠程操作。同時，要利用網(wǎng)絡技術(shù)和信息技術(shù)的作用，提高開采信息傳輸效率，并圍繞著煤礦企業(yè)的經(jīng)營管理目標，對整個煤礦工程進行信息化管理，從而提高采礦效率和安全性，在實際作業(yè)中融入節(jié)能環(huán)保理念，降低開采過程中對環(huán)境造成的污染，達到保護環(huán)境的目的。在實現(xiàn)智能采礦后，

3 結(jié)語

煤礦資源是中國重要的能源，隨著中國煤礦消耗量的增加，煤礦企業(yè)需加大開發(fā)力度，為國家儲備更多的煤炭資源。因此，在實際采礦過程中，需根據(jù)礦山環(huán)境，合理選擇采礦新技術(shù)，以提高采礦的效率和安全性。隨著各類新采礦技術(shù)的應用和發(fā)展，中國的煤礦行業(yè)在未來必然會實現(xiàn)采礦的數(shù)字化和智能化，從而促進煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。