煤礦井下采礦技術(shù)存在問題及解決對(duì)策

張其堂

中圖分類號(hào)：F407.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1674-1145（2018）4-159-02

摘要 我國是世界第一大產(chǎn)煤國，而且我國的一次能源消費(fèi)中70%的比例被煤炭資源所占據(jù)，所以對(duì)于我國來說，煤炭行業(yè)是關(guān)系我國經(jīng)濟(jì)命脈的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，煤礦資源又是確保經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要前提。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)煤礦資源的需求量依然在不斷上漲，這對(duì)煤礦企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量和效率提出了更高的要求，同時(shí)安全生產(chǎn)的問題也不容忽視。目前我國煤炭行業(yè)安全形式稍有嚴(yán)峻，因此要著重預(yù)防和控制煤炭行業(yè)事故的發(fā)生。基于上述問題，本文對(duì)現(xiàn)在煤礦中的井下采礦技術(shù)普遍存在的問題進(jìn)行了分析，并討論得出了相關(guān)的解決對(duì)策，為我國的煤炭事業(yè)的快速發(fā)展提供一點(diǎn)參考幫助。

關(guān)鍵詞 井下采礦技術(shù) 存在問題 解決對(duì)策

煤是當(dāng)今我國第一大能源，煤礦資源的生產(chǎn)通常以井下開采作業(yè)為主，我國的地質(zhì)條件比較多樣，煤炭資源較為豐富，不同地區(qū)的煤礦開采便因地制宜。井下采礦技術(shù)是煤礦開采和生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，其中的要點(diǎn)就是對(duì)于井下采礦需要結(jié)合傳統(tǒng)的人工采煤技術(shù)，保留其合理的經(jīng)驗(yàn)技巧，同時(shí)又要使用先進(jìn)的高端科技設(shè)備進(jìn)行總體控制，從整體上把握開采作業(yè)的安全高效。目前隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，井下采礦技術(shù)不斷得到了完善，井下采礦的效率也在不斷提升，但是仍有一部分井下作業(yè)問題還沒有得到解決，下文先簡(jiǎn)單介紹井下采礦技術(shù)的要點(diǎn)，并就井下采礦技術(shù)的安全問題進(jìn)行詳細(xì)分析并尋找解決方法。

一、井下采礦技術(shù)介紹

目前我國煤炭資源井下開采的一般步驟就是先要安排專業(yè)人員對(duì)所要進(jìn)行的煤礦開采地進(jìn)行巷道布置及工藝技術(shù)選擇，然后開發(fā)商聘請(qǐng)專家進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，對(duì)其中不合理的開采方案和開采方法進(jìn)行改進(jìn)，最終確保所選的開采技術(shù)采布置方案與實(shí)際情況相匹配，從而實(shí)現(xiàn)開采效益最大化的目標(biāo)。

（一）井下煤炭主要開采方法

目前井下煤炭開采方法的主要差別是地壓管理中的回采空區(qū)處理方法不同，那么根據(jù)這一處理方法的不同將其分為三類，分別是空?qǐng)龇?、崩落法、充填法?？請(qǐng)龇ê捅缆浞ǘ际遣捎帽缆鋰鷰r的方法處理采空區(qū)?？?qǐng)龇ㄖ兄饕蟹侄慰請(qǐng)龇?、階段礦房法。

（二）井下采礦主要技術(shù)

1.機(jī)械化采礦技術(shù)。井下機(jī)械化采礦技術(shù)是井下開采最常用的一種開采技術(shù)，該技術(shù)主要利用滾筒式采煤機(jī)和相關(guān)機(jī)械化生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行開采作業(yè)。從總體來講，井下機(jī)械開采的效率不高，不過在面對(duì)一些煤炭資源形成面比較差的采礦工作時(shí)作用巨大。

2.水力采煤技術(shù)。該技術(shù)的原理是借助水流的作用進(jìn)行井下運(yùn)煤作業(yè)，因?yàn)槠涫遣捎盟髯鳂I(yè)，采礦人員便不需要下井工作，從一定程度上提高了安全性，極大降低了煤炭開采事故的發(fā)生率。同時(shí)，水力采煤技術(shù)還能打破井下地形條件的限制，不僅減少了煤礦開采工作面的支護(hù)，還簡(jiǎn)化了井下采煤的操作工序，安全又高效。

3.爆破采礦技術(shù)。爆破采礦技術(shù)也是井下煤礦開采常用的技術(shù)，技術(shù)要點(diǎn)主要包括打眼和落煤。操作人員根據(jù)勘探結(jié)果選擇炸藥和雷管，然后再精確計(jì)算的情況下爆破，最終安全落煤。爆破過程要對(duì)參與人員做好保護(hù)措施。

4.地下氣化技術(shù)。地下氣化技術(shù)是指煤炭在燃燒過程中產(chǎn)生的熱化學(xué)作用，該燃燒過程可以被控制，從而實(shí)現(xiàn)煤炭的地下氣化。該技術(shù)的特點(diǎn)是投資少、成本低、安全高效、工期短、效益高，適合像我國地質(zhì)條件復(fù)雜的煤礦開采工作。

二、井下采礦技術(shù)的主要問題

（一）煤礦井下自燃發(fā)火

從科學(xué)方面講，煤炭自燃過程的實(shí)質(zhì)是煤氧化放熱和散熱這對(duì)矛盾運(yùn)動(dòng)發(fā)展的過程。當(dāng)在井下的煤炭發(fā)熱大于散熱，一旦超過臨界溫度，煤體就會(huì)發(fā)生自燃。煤炭自燃情況的關(guān)注要點(diǎn)是煤的放熱強(qiáng)度。在我國，煤礦的主要災(zāi)害之一就包括自燃火災(zāi)，而且自燃現(xiàn)象絕大部分發(fā)生在采空區(qū)附近。其中煤體放熱的主要根源是煤氧復(fù)合，常溫條件下，煤氧的復(fù)合速度緩慢，因此對(duì)兩者的復(fù)合程度難以區(qū)分，進(jìn)而就無法很好的控制自燃現(xiàn)象的發(fā)生。

（二）瓦斯事故

除了自燃這一煤炭事故之外，瓦斯事故又占了煤礦災(zāi)害事故很大的比重，瓦斯事故在井下采礦作業(yè)中發(fā)生率較高，危險(xiǎn)和后果也十分嚴(yán)重。瓦斯事故的主要表現(xiàn)形式是瓦斯爆炸，主要就是瓦斯在一定空間內(nèi)濃度超標(biāo)引起的。瓦斯是與煤炭伴生、以吸附狀態(tài)儲(chǔ)存于煤層內(nèi)的非常規(guī)天然氣，它的主要成分為甲烷，其熱量值是煤的2～5倍?？梢哉f瓦斯與天然氣相當(dāng)，與天然氣燃燒一樣，沒有污染，但是在井下作業(yè)時(shí)，瓦斯的濃度很難控制，當(dāng)瓦斯空氣濃度達(dá)到5%～16%時(shí)，遇明火就會(huì)爆炸，如果此時(shí)井下開采環(huán)境的通風(fēng)條件又很差，就更加大了爆炸的危險(xiǎn)。這便是瓦斯爆炸的根源所在。但是如果把井下的瓦斯直接排放到大氣中，其又會(huì)對(duì)環(huán)境造成巨大的破壞，所以在實(shí)際井下采煤作業(yè)中必須對(duì)瓦斯進(jìn)行科學(xué)的處理，全面放止瓦斯爆炸事故的發(fā)生，降低因此帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

（三）內(nèi)部空間支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)困難

我國井下采煤作業(yè)時(shí)基本采用的是木材支護(hù)結(jié)構(gòu)，這無疑對(duì)于內(nèi)部的安全有所影響，即可能帶來的煤礦內(nèi)部坍塌問題，這就需要對(duì)采用木材支護(hù)結(jié)構(gòu)所帶來的安全隱患進(jìn)行系統(tǒng)分析，針對(duì)以往因此而發(fā)生的事故的發(fā)生頻率進(jìn)行全面統(tǒng)計(jì)，最后決定是否需要全面轉(zhuǎn)換際支護(hù)材質(zhì)，促進(jìn)井下采煤作業(yè)的整體安全效益。

三、解決辦法

在上文介紹了井下采礦作業(yè)的主要問題后，結(jié)合現(xiàn)代煤礦井下開采的規(guī)范要求和相關(guān)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提出以下解決方法：

（一）注重井下開采地?zé)岬目刂?/p>

在上文分析提到的第二個(gè)瓦斯事故中介紹到，瓦斯是伴隨著煤炭的生成而存在的，所以井下采礦作業(yè)中，由于煤礦自燃條件所產(chǎn)生的客觀條件決定了瓦斯或者地?zé)釂栴}是不可避免的。做好井下的通風(fēng)和地?zé)峥刂剖蔷麻_采煤礦所需要關(guān)注的首要問題，這可以有效化解掉由瓦斯和地?zé)崴鶐淼膶?duì)煤礦井下開采安全的威脅。在井下采礦過程中，地?zé)釙?huì)隨著煤礦開采溫度不斷的增加而相應(yīng)提升，此時(shí)平時(shí)簡(jiǎn)單的通風(fēng)措施對(duì)于降低井下作業(yè)環(huán)境的溫度效果并不明顯，所以必要時(shí)，需要在井下安裝空調(diào)來實(shí)現(xiàn)降溫的目的，從而確保開采生產(chǎn)安全。目前在井下煤礦空調(diào)的安裝方面主要有兩種方式，一種是集中安裝的方式，另一種是分散安裝的方式。這兩種安裝方式的主要區(qū)別點(diǎn)是成本，分散式空調(diào)的安裝成本比較低，安裝的過程也較為簡(jiǎn)單，但是該方式安裝的空調(diào)制冷的溫度是卻比較低，所以在目前煤礦空調(diào)安裝中并沒有得到非常廣泛的應(yīng)用，相反的，集中式空調(diào)安裝在現(xiàn)代煤礦井下開采中應(yīng)用廣泛，不僅僅是因?yàn)榇税惭b方式的降溫效率高度，而且其通風(fēng)效果好，能夠有效的改善井下的高溫問題。

（二）嚴(yán)格遵守井下開采事項(xiàng)要求

所有煤礦企業(yè)本身就在井下開采過程中制定了相關(guān)注意事項(xiàng)，為的就是保障開采過程的安全以及開采人員的人身財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)確保煤礦井下開采作業(yè)的順利進(jìn)行。那么在井下采礦過程中，為了確保井下開采的安全和效率，必須嚴(yán)格遵守以下注意事項(xiàng)：

1.所有人員在井下作業(yè)和行走的過程中，嚴(yán)禁打鬧和嬉戲，在經(jīng)過斜井的時(shí)候，一定要做到行車和行人想分開，做好井然有序，安全至上。

2.每個(gè)下井人員都有惡人對(duì)井下的一切通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行維護(hù)和保護(hù)，從而確保井下作業(yè)的通風(fēng)效果達(dá)標(biāo)。

3..在進(jìn)入井下作業(yè)之前，要安排專門人員對(duì)下井人員攜帶的物品進(jìn)行嚴(yán)格檢查，以下如點(diǎn)火用品、安全帽、自救器和相關(guān)工具等必備工具可以攜帶，危險(xiǎn)品易燃品要嚴(yán)格禁止等。

4.當(dāng)井下作業(yè)機(jī)組出現(xiàn)問題的時(shí)候，為了確保生產(chǎn)安全，一定要在第一時(shí)間與采礦的現(xiàn)場(chǎng)指揮和負(fù)責(zé)人員相聯(lián)系，及時(shí)處理機(jī)組故障，為后續(xù)的開采工作奠定良好基礎(chǔ)。

四、結(jié)語

我國的煤炭開采規(guī)模和數(shù)量巨大，并且由于國各個(gè)地區(qū)的地質(zhì)條件的差別較大，因而不同地區(qū)的井下開采過程所采用的方式和技術(shù)選擇也是不同的。因而要根據(jù)具體情況具體選擇。同時(shí)為了有效避免井下開采過程中的瓦斯事故、自燃起火等問題，就要在開采過程中格外注意做好通風(fēng)降溫、巷道設(shè)計(jì)、注意事項(xiàng)遵守以及井下開采技術(shù)優(yōu)化選擇等相關(guān)工作，確保井下采礦作業(yè)安全高效進(jìn)行。