煤礦地下開采工藝的現(xiàn)狀分析及發(fā)展趨勢(shì)

鮑衍勝（黑龍江省龍煤鶴崗礦業(yè)公司富力煤礦，黑龍江 鶴崗154100）

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，離不開礦產(chǎn)資源的穩(wěn)定供應(yīng)，煤炭作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的重要能源供給，如何提高煤炭資源開采效率也成為企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。除少部分地區(qū)外，大部分區(qū)域的煤炭資源都位于地下深處，需要采用合理的開采工藝進(jìn)行煤炭資源的開發(fā)利用。結(jié)合現(xiàn)有開采工藝的發(fā)展情況，制定更加科學(xué)性的發(fā)展計(jì)劃，對(duì)于提高煤炭資源開采效率有著積極地意義。

1 煤礦地下開采工藝分類

如表一所示，目前常用的地下開采工藝包括綜采和綜放技術(shù)、液壓支架技術(shù)、“三下一上”礦井采煤技術(shù)和特殊采煤技術(shù)，綜采和綜放技術(shù)是借助長(zhǎng)臂綜合機(jī)械，進(jìn)行作業(yè)區(qū)域“一礦一面”生產(chǎn)模式的開采技術(shù)，該技術(shù)的最大應(yīng)用特點(diǎn)在于可以對(duì)生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的資源進(jìn)行集約化管理，從而實(shí)現(xiàn)資源的高效開采[1]。液壓支架技術(shù)是在開采煤層較薄的區(qū)域時(shí)，可以借助液壓技術(shù)支撐煤層結(jié)構(gòu)，從而確保整個(gè)開采過程的順利進(jìn)行。該技術(shù)的多樣化較強(qiáng)，可以適用于多種類型煤層區(qū)域的資源開采需求，在具體應(yīng)用過程中，技術(shù)具備穩(wěn)定性、安全性強(qiáng)的應(yīng)用特點(diǎn)?！叭乱簧稀笔侵甘窃阼F路下，建筑物下、水體下和承壓水體上存在的煤層資源，在對(duì)其進(jìn)行煤炭資源開采時(shí)，需要借助礦井采煤技術(shù)來完成相應(yīng)的開采活動(dòng)。近年來，特殊采煤技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯出來，該技術(shù)是結(jié)合地層特點(diǎn)、煤層特點(diǎn)制定相應(yīng)的開采計(jì)劃，具備開采效率高，開采技術(shù)制定合理性強(qiáng)等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2 煤礦地下開采工藝的現(xiàn)狀分析

2.1 綜合應(yīng)用體系尚未形成

為了提高整個(gè)開采過程的有序性，會(huì)將開采區(qū)域分為主開采區(qū)域和次要開采區(qū)域，主開采區(qū)域的煤層厚度、巖性穩(wěn)定性較高，在該區(qū)域可以使用大型器械或者爆破法來完成煤炭資源的開采。而次要開采區(qū)域的煤層厚度與巖性穩(wěn)定性較低，需要采取較為保守的開采方法。因此需要提前構(gòu)建相應(yīng)的綜合開采體系，從而加快整個(gè)煤炭開采過程的工作效率。目前很多煤炭依舊處于探索階段，很多體系內(nèi)容仍舊處于待完善的狀態(tài)，在一定程度上限制了煤炭開采效率和開采效果。

2.2 對(duì)周圍環(huán)境的影響性較大

大部分的煤礦所處位置都在距離地表的深處，并且在地殼活動(dòng)的影響下，很多的煤炭礦脈位于褶皺、斷層或節(jié)理層位置，不僅增加了開采難度，而且此類區(qū)域會(huì)與坡體結(jié)構(gòu)相鄰，在大型機(jī)械設(shè)備運(yùn)行振動(dòng)情況下，所產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)波也將直接影響到結(jié)構(gòu)內(nèi)部原有的應(yīng)力平衡，從而加寬坡體結(jié)構(gòu)原有的縫隙寬度，尤其是在爆破開采方式的作用下，會(huì)對(duì)坡體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的影響。而且地下空洞的形成還會(huì)限制地表水資源供應(yīng)，從而導(dǎo)致地面不規(guī)則沉降、地表植被退化的情況發(fā)生。

2.3 開采過程變更情況較多

受到地殼活動(dòng)的影響，地下煤層的并不呈現(xiàn)出規(guī)律分布的形態(tài)，其分布情況很難找到規(guī)律。部分地區(qū)的煤層厚度較大，可以借助大型器械進(jìn)行資源開采，部分區(qū)域的煤層厚度較薄，若用大型機(jī)械開采會(huì)損傷到煤層頂層，影響到整個(gè)采煤巷道的安全性。因此在實(shí)際開采過程中，施工單位需要結(jié)合實(shí)際情況來調(diào)整施工進(jìn)度計(jì)劃，因?yàn)橛?jì)劃屬于臨時(shí)變更，很容易增加安全問題的發(fā)生幾率，從而限制整個(gè)開采活動(dòng)的順利進(jìn)行。

3 煤礦地下開采工藝的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 優(yōu)化薄煤層開采技術(shù)

就目前鶴崗富力礦區(qū)采煤現(xiàn)狀來說，薄煤層開采工作比較困難，因此必須提升薄煤層開采作業(yè)的自動(dòng)化水平，進(jìn)一步減少工作面內(nèi)采煤作業(yè)人員，與采煤機(jī)相比，刨煤機(jī)落煤在自動(dòng)化方面更具優(yōu)勢(shì)。而且隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，采煤技術(shù)也會(huì)不斷朝向自動(dòng)化控制方向發(fā)展。根據(jù)鶴崗富力礦區(qū)實(shí)踐數(shù)據(jù)研究表明，這種開采技術(shù)1．2 米以上的薄煤層一個(gè)工作面年產(chǎn)量可達(dá)100-180 萬噸左右。由于受到大功率以及采煤機(jī)的適用范圍等限制，對(duì)于1．2 米以下的薄煤層開采仍然存在著開采難題，這就需要相關(guān)的技術(shù)人員繼續(xù)改進(jìn)開采技術(shù)。

3.2 液壓支架技術(shù)多樣化

在未來發(fā)展過程中，液壓支架技術(shù)也會(huì)沿著多樣化方向進(jìn)行發(fā)展。在一些煤層厚度較大，礦脈發(fā)展情況良好的區(qū)域，可以選擇大工作阻力的液壓支架作為主要的開采設(shè)備。對(duì)于一些地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度較高的作業(yè)區(qū)域，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行適用性支架的研發(fā)，提高結(jié)構(gòu)本身的適應(yīng)性，使其可以滿足不同作業(yè)區(qū)域的生產(chǎn)所需。

3.3 信息技術(shù)體系的應(yīng)用

隨著煤礦開采設(shè)備復(fù)雜程度的提升，如何對(duì)其進(jìn)行科學(xué)化管理也成為煤礦企業(yè)需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。信息技術(shù)體系的建立，可以輔助企業(yè)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需求，提供相應(yīng)的應(yīng)用數(shù)據(jù)信息，從而提高整個(gè)設(shè)備運(yùn)行過程的穩(wěn)定性，最大限度發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用價(jià)值。

3.4 智能采礦模式的形成

目前很多行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入到自動(dòng)化生產(chǎn)階段，部分企業(yè)開始嘗試智能化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型。在未來發(fā)展過程中，煤礦企業(yè)也會(huì)沿著智能礦山模式發(fā)展，在提高煤礦開采效率的基礎(chǔ)上，降低對(duì)周圍環(huán)境的負(fù)面影響，從而使煤礦生產(chǎn)過程可以滿足生態(tài)發(fā)展需求，加快行業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度。

4 結(jié)語

綜上所述，要想順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，采煤事業(yè)應(yīng)該不斷的更新開采工藝技術(shù)以及引進(jìn)新的設(shè)備，才能夠在未來的發(fā)展中，提高整個(gè)煤礦的開采效率，更加保證煤礦開采的安全性。地下采煤技術(shù)作為煤炭生產(chǎn)過程的重要保障，通過不斷優(yōu)化地下采煤工藝體系，對(duì)于提高煤炭資源利用效率，促進(jìn)行業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著積極地作用。