煤礦開采技術(shù)的發(fā)展及存在的問題

雷薪雍(榆林職業(yè)技術(shù)學院，陜西 榆林 719000)

0 引言

隨著經(jīng)濟發(fā)展和社會進步，人們對自然資源的開采和利用方式都發(fā)生了翻天覆地的改變。煤礦開采行業(yè)作為傳統(tǒng)重工業(yè)，在國民經(jīng)濟發(fā)展中仍具有不可替代的重要作用。我國作為世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和煤炭消耗國，煤礦開采歷史悠久，但煤礦評價和煤炭開采方法缺乏科學系統(tǒng)的理論支持和實踐指導，正是這樣，造就了我國煤礦開采過程不能符合開采中要求的高精度開采方式，進而造成開采效率低下。因此，我們需要創(chuàng)新開采方式和采用先進技術(shù)，對煤礦進行細致精確的探測和分析。

1 煤礦資源開采技術(shù)現(xiàn)況和開采技術(shù)的發(fā)展趨向

1.1 我國煤礦資源開采技術(shù)現(xiàn)況

由于我國煤礦資源的分布不均和不同地區(qū)的經(jīng)濟和社會發(fā)展程度存在較大差別，導致不同地區(qū)的煤礦開采技術(shù)也存在較大差別，一般是機械化、半機械化和手工作業(yè)并舉。所以煤礦開采技術(shù)呈現(xiàn)多元化樣貌并且發(fā)展迅速，與此同時，煤礦開采時更注重保護環(huán)境。目前，我國煤炭行業(yè)逐漸步入了智能化開采階段，此階段是分不同階段逐步實現(xiàn)的，技術(shù)以及裝備是促進煤礦開采智能化的重要保障。但在相關(guān)管理理念、技術(shù)創(chuàng)新、人才隊伍建設(shè)、人力物力財力投入、制度設(shè)立等方面仍有很大的改進空間。

1.2 煤礦開采技術(shù)的發(fā)展趨向

隨著煤礦開采技術(shù)的日益發(fā)展，我國從開始的只追求高數(shù)量慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)楦邤?shù)量和高質(zhì)量并舉，同時更注重煤礦開采的安全性。結(jié)合實際來看，開采技術(shù)向著高能效、智能自動化、機械化、高精確性、高安全性等方向發(fā)展，盡可能減少人工開采，使用多樣化的開采手段，在實踐中完善和發(fā)展圍巖控制技術(shù)，優(yōu)化和創(chuàng)新深井開采技術(shù)，改進和增強三下采煤技術(shù)，煤場地下氣優(yōu)化技術(shù)也在煤炭質(zhì)量比較差的地區(qū)推行，小煤礦技術(shù)改造和機械化開采技術(shù)也將成為趨勢[1]。各個層面越來越注重對環(huán)境的保護，本文以為綠色綜合智能開采是我國煤礦開采技術(shù)的未來發(fā)展方向。

2 煤礦開采技術(shù)中存在的問題

2.1 環(huán)境問題

基于我國的現(xiàn)實需要對煤炭資源進行大規(guī)模的開發(fā)利用，而煤礦開采中會破壞土地資源和地下水資源，進而引發(fā)一些地質(zhì)災(zāi)害，還會影響大氣結(jié)構(gòu)、破壞生態(tài)平衡。其中，井工開采通常易造成地表塌陷，就是在地上采空區(qū)上方形成一個比地下采空區(qū)下方大很多的凹陷區(qū)域，例如2013年淮南市發(fā)生的采煤區(qū)沉陷約220km2。開采及矸石的堆放也會對地表環(huán)境造成有害影響。露天煤礦在開采過程中不僅直接造成地表土地被破壞，其在生產(chǎn)過程中排放的廢水廢物如果沒有得到妥善處理，會污染到地下水資源，進而影響周圍土質(zhì)和土壤結(jié)構(gòu)，同時煤炭開采過程需要大量用水，產(chǎn)生惡性循環(huán)。煤礦開采技術(shù)中的爆破落煤技術(shù)和崩落采煤技術(shù)等開采程度較深的行為更易對一些地質(zhì)脆弱的土地造成不可逆的傷害，值得注意的是，一旦地表形態(tài)遭到破壞，土地復(fù)墾的難度較大甚至于無法復(fù)墾。

2.2 安全問題

安全問題是煤礦開采時不可忽視的一個重要問題。雖然我國采礦技術(shù)相較于以前得到了較大進步，安全性也明顯高于之前，但我國煤礦開采95%以上是井工開采，井深平均400m以上，且礦井以每年平均10m的速度延伸。礦井開采深度與開采條件成反比，礦井開采深度越深，開采條件越差，安全隱患越大，進而安全事故發(fā)生的頻率也就越高。瓦斯爆炸、頂板事故、礦井火災(zāi)、礦井水災(zāi)、煤塵爆炸、礦區(qū)塌方等常發(fā)生的災(zāi)害，這其中有客觀原因，也有主觀原因，無論是哪種原因，礦區(qū)的安全問題都應(yīng)受到管理者的重視。其中很多安全事故都是由于瓦斯處理不當造成的，如有些企業(yè)一味追求利益，使瓦斯超限作業(yè)，或者在對瓦斯的抽放、排放過程中沒有考慮周全，除了容易造成人為災(zāi)害還會破壞大氣環(huán)境，因此完善優(yōu)化瓦斯處理技術(shù)對提高煤礦開采的安全性和綠色性至關(guān)重要。

2.3 標準問題

煤礦開采面臨著許多風險，且很多風險是難以人為預(yù)測和控制的，這就增加了開采的危險系數(shù)，也對工程的獲益產(chǎn)生限制，這就需要對煤礦開采中可能遇到的問題制定科學系統(tǒng)合理的應(yīng)對措施，及時采用科學的處理方法，為礦區(qū)的項目建設(shè)創(chuàng)造有利環(huán)境。當前，采礦監(jiān)控缺少全國統(tǒng)一的質(zhì)量誠信信息評價標準[2]，市場和礦區(qū)現(xiàn)場之間存在信息不對稱的情況，要充分發(fā)揮相關(guān)單位在項目建造中的指導作用，施工方要落實標準化操作方案，堅持質(zhì)量優(yōu)先的原則，安排專業(yè)人員進行監(jiān)督并及時向上級單位提供反饋，及時發(fā)現(xiàn)其中的不足之處，提供更優(yōu)良的解決措施，以便更好優(yōu)化和完善相關(guān)標準和制度。如果標準沒有確定好、制度沒有落實好，在實際開采過程中容易引起由操作不當導致的礦區(qū)安全事故。

2.4 人才問題

煤礦開采技術(shù)對煤炭開采業(yè)的影響可謂是萬分重要，但對于現(xiàn)在的煤礦開采業(yè)來說，具有精湛專業(yè)煤炭開采技術(shù)的人才十分稀少，這對于整個煤炭業(yè)的良性發(fā)展是十分不利的。從薪酬待遇看，煤炭行業(yè)的發(fā)展不如金融、計算機等熱門行業(yè)能吸引更多的人，加上體制改革，大量技術(shù)人員為了以后發(fā)展選擇離開煤炭行業(yè)。而?？粕趾茈y進入好的煤炭企業(yè)進行系統(tǒng)的學習，忽視對新入行的人員技術(shù)培養(yǎng)，安全生產(chǎn)煤礦仍然任重而道遠。雖然現(xiàn)在提倡采用機械化生產(chǎn)，但有些地區(qū)和煤炭仍然需要人工采礦，一些煤炭企業(yè)存在招聘社會人員臨時進入礦井作業(yè)的現(xiàn)象，即使這些臨時人員在通過企業(yè)的培訓后獲得了上崗資格，但畢竟不是經(jīng)受過嚴格培訓的專業(yè)人員，安全意識很難在短時間內(nèi)培養(yǎng)出來，在工作時產(chǎn)生紕漏的可能性也就越大，這也就產(chǎn)生了更多的安全隱患。

3 煤礦開采技術(shù)中存在問題的應(yīng)對策略

3.1 探測地質(zhì)，因地施采

因為礦區(qū)所在的地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，地表環(huán)境較為脆弱，而且煤炭開采對土地的損害較大，因此在礦區(qū)開采之前，應(yīng)派出專業(yè)人員使用探測儀對所采礦區(qū)進行細致的探測，從而確定基礎(chǔ)形式、地基承載力和上部結(jié)構(gòu)的高度等基本信息，對不同地方開采的難易程度進行標注，有針對性的制定開采方案并做好派生計劃，再對這些備選計劃進行專家評估，及時糾正偏差，不斷優(yōu)化方案，最終選擇合適的開采技術(shù)和開采方案。與此同時應(yīng)對開采后的環(huán)境治理問題給出專業(yè)化的合理建議。我國煤層賦存條件差異大，從極薄和薄煤層到厚和極厚煤層，從近水平煤層到急傾斜煤層皆有分布，況且處于亞歐板塊結(jié)合處，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開采難度大，加上我國深層煤層開采理論研究缺乏，容易造成嚴重的環(huán)境破壞，因此，開采前科學系統(tǒng)的地質(zhì)勘測尤為必要，是開采活動順利進行的重要保障。

3.2 外營環(huán)境，內(nèi)修技術(shù)

外部要營造安全的開采環(huán)境，消除人為可控制的不穩(wěn)定因素，例如，定期檢查大型設(shè)備儀器，礦區(qū)作業(yè)對儀器設(shè)備的消耗非常嚴重，不僅管理者要設(shè)置專崗定期對儀器進行檢查維修，操作人員一旦發(fā)現(xiàn)儀器受損，也應(yīng)及時報修，以免在工作時因為儀器原因造成災(zāi)害。礦區(qū)也應(yīng)積極采取新的開采技術(shù)和先進的開采設(shè)備，這有助于提高開采的效率和安全性。內(nèi)部要提高操作人員的專業(yè)素養(yǎng)和安全意識。例如，完善的瓦斯處理技術(shù)是保證礦區(qū)安全和開采活動順利開展的重要基礎(chǔ)，管理人員應(yīng)對頻發(fā)的由瓦斯引起的災(zāi)害制定針對性的策略，利用前期地質(zhì)勘探的信息對開采區(qū)制定配套的瓦斯排放措施，保證礦井內(nèi)的通風要求，從設(shè)備、技術(shù)上減少瓦斯氣體排放，在瓦斯排放密集的情形下，可根據(jù)現(xiàn)實采用大孔徑、長距離的抽放技術(shù)[3]，及時抽取和排出高純度的瓦斯氣體，可以有效降低安全風險，并且，還應(yīng)提升技術(shù)的環(huán)保性能。提高員工安全意識和專業(yè)技能都有利于減少瓦斯災(zāi)害事件。

3.3 完善制度，統(tǒng)一管理

無規(guī)矩不成方圓，從開采前期的準備工作到開采中的安全有效工作再到開采后的善后工作，都需要一套完整的制度進行規(guī)范和約束，采用統(tǒng)一規(guī)范化管理方式，以確保開采工作的順利進行。但在大的制度框架之內(nèi)要懂得靈活變通，比如礦區(qū)現(xiàn)場的工作制度和方法要結(jié)合當?shù)厍闆r制定，不能一味的套用別處的制度，否則結(jié)果只會適得其反，畢竟不同地區(qū)的實際情況不同，可能遇到的困難也會有所差別，所以要具體問題具體對待。堅持“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的方針，緊密結(jié)合生產(chǎn)實際，積極推廣應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的先進管理方法，在開采工作開始前，必須寫出作業(yè)規(guī)程及其注意事項，作業(yè)規(guī)程應(yīng)積極使用計算機編制和信息化管理[4]，并且組織相關(guān)人員學習扎實，以提高其安全意識。同時，對違反操作規(guī)程并造成不良后果的要嚴肅查處。

3.4 人才建設(shè)，保證創(chuàng)新

煤礦開采是一門專業(yè)性很強的行業(yè)活動，具備過硬的煤炭開采技術(shù)的人才是煤炭業(yè)綠色良性發(fā)展的關(guān)鍵。只有加強專業(yè)人才隊伍的建設(shè)，才能有效保障實現(xiàn)煤炭開采技術(shù)的創(chuàng)新。人才隊伍建設(shè)包括兩部分，首先是要發(fā)展煤礦開采技術(shù)專業(yè)這門學科，提高專業(yè)教學質(zhì)量，在教學過程中強調(diào)實踐與理論、課堂內(nèi)與課堂外并舉，注重學生綜合能力的培養(yǎng)，可采用校企一體化的方式，為學生提供更多的實踐機會，有助于為煤礦開采行業(yè)輸送更多的技術(shù)人才。其次是要加強對現(xiàn)有工作人員的技能培訓，讓員工充分熟悉作業(yè)規(guī)程和儀器使用，同時要定期對員工進行安全教育，提高員工的安全意識，當發(fā)生規(guī)程之外的事，也能做到遇事不慌、心里有底，盡可能減少礦區(qū)事故發(fā)生的可能性。只有在實踐中發(fā)現(xiàn)和檢驗真理，找出規(guī)律，才能實現(xiàn)煤礦開采技術(shù)的創(chuàng)新。

4 結(jié)語

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，對煤炭開采技術(shù)的要求也會越來越高，環(huán)境問題和安全問題依然是煤礦開采技術(shù)發(fā)展的兩個重要阻力。為此，探索高科技開采技術(shù)，實現(xiàn)智能精準綠色開采成為現(xiàn)實需求，學校要培養(yǎng)優(yōu)秀的煤炭開采技術(shù)專業(yè)人才，政府和企業(yè)也要制定相關(guān)政策確保留得住人才，同時要創(chuàng)造安全性高的作業(yè)條件，共同促進煤礦開采行業(yè)的發(fā)展。