采煤技術(shù)在煤礦開采中的應(yīng)用研究

王 朝

(山西省古交市鎮(zhèn)城底礦，山西 古交 030203)

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步，煤礦開采行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)也在不斷的升級(jí)發(fā)展。截至目前，在煤炭開采工作中，越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。因?yàn)椴煌愋偷牟擅杭夹g(shù)均會(huì)具有自身獨(dú)特的特點(diǎn)，針對(duì)不同位置的煤層需要視其具體情況展開具體分析，此后才可以確定采煤技術(shù)的使用類型。對(duì)于現(xiàn)在煤礦開采企業(yè)而言，使用先進(jìn)的開采技術(shù)能夠大幅度提升采煤作業(yè)效率，同時(shí)也能夠有效促進(jìn)現(xiàn)代采煤企業(yè)的發(fā)展。但是，我國(guó)煤礦企業(yè)在當(dāng)前階段的開采工作中依舊存在很多不足之處，安全事故率高、煤礦開采率低等情況普遍存在，這些因素都需要科學(xué)技術(shù)的升級(jí)進(jìn)步對(duì)其進(jìn)行改善。

1 中國(guó)煤礦企業(yè)發(fā)展特征

時(shí)至今日，我國(guó)煤炭開采行業(yè)已經(jīng)有了較長(zhǎng)一段時(shí)間的發(fā)展史,并且煤炭開采在我國(guó)工業(yè)化和經(jīng)濟(jì)化發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮了關(guān)鍵的推動(dòng)和支持作用。我國(guó)國(guó)土幅員遼闊，蘊(yùn)含著豐富的煤炭資源，各種煤礦資源開采項(xiàng)目數(shù)量極多，但是在煤礦資源開采過(guò)程中始終面臨著安全風(fēng)險(xiǎn)和開采技術(shù)先進(jìn)性不足的問題，對(duì)煤礦企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展形成阻礙作用。因此采用具有現(xiàn)代化特點(diǎn)的先進(jìn)煤礦開采技術(shù)和布置更加先進(jìn)的設(shè)備使用技術(shù)能夠有效提升采礦作業(yè)的科學(xué)性，為煤礦開采效率和質(zhì)量提供安全保障，同時(shí)也能夠有效促進(jìn)我國(guó)煤炭工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展[1]。

2 采煤工藝多樣化發(fā)展

2.1 綜采工藝

這里的煤礦綜采技術(shù)一般是指,在煤礦資源采集過(guò)程中大量使用現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備，以此提升采煤作業(yè)的實(shí)際效率，進(jìn)一步消除煤礦資源在開采過(guò)程中對(duì)人力勞動(dòng)成本的強(qiáng)烈依賴性，同時(shí)還能夠進(jìn)一步提升煤礦資源開采的連續(xù)性和安全性。不僅如此，各種機(jī)械化采煤設(shè)備的合理應(yīng)用還能夠大幅度降低煤礦資源在運(yùn)輸期間造成的不必要資金損耗，能夠有效降低煤礦開采工作人員的實(shí)際操作難度和開采工程的復(fù)雜程度。因此綜采工藝正式成為現(xiàn)代化煤礦開采企業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的現(xiàn)代化開采工藝。在此基礎(chǔ)上，綜采工藝摒棄了傳統(tǒng)的煤礦采煤過(guò)程必須執(zhí)行的手工作業(yè)形式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了礦產(chǎn)資源采集過(guò)程中的連續(xù)性操作，綜采工藝因此成為我國(guó)現(xiàn)代化具有代表性的現(xiàn)代化采礦方法[2]。

將時(shí)間回溯到20世紀(jì)70年代，我國(guó)這一時(shí)期的煤礦綜采工業(yè)處于起步階段，在近幾年間陸續(xù)引進(jìn)了大批量的現(xiàn)代化綜采機(jī)械設(shè)備，因此綜采工藝采在我國(guó)也有了更為廣泛的發(fā)展，不僅大幅度提升了固有采煤作業(yè)效率，同時(shí)也為我國(guó)煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)了更為可靠的保障。在我國(guó)的煤礦企業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展和運(yùn)營(yíng)期間，采煤技術(shù)和采煤裝備的現(xiàn)代化發(fā)展程度均會(huì)對(duì)企業(yè)未來(lái)的可持續(xù)發(fā)展造成直接的影響，我國(guó)當(dāng)前階段正在采用的綜采技術(shù)初步達(dá)到了機(jī)電一體化發(fā)展目標(biāo)，在現(xiàn)代化煤礦采集工作中具備初級(jí)的煤礦機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)，同時(shí)也取得了可觀的應(yīng)用成果，有效降低了我國(guó)現(xiàn)有煤礦企業(yè)的運(yùn)營(yíng)和生產(chǎn)成本，并且大大提升了我國(guó)煤礦資源的實(shí)際開采量[3]。

煤礦資源在生產(chǎn)和應(yīng)用的過(guò)程中，涉及范圍不斷擴(kuò)大，但是由于我國(guó)科學(xué)進(jìn)步技術(shù)的實(shí)際發(fā)展水平和特殊的地質(zhì)環(huán)境存在一定的局限性，綜采技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展也面臨著一些實(shí)際問題。雖然我國(guó)綜采設(shè)備在應(yīng)用過(guò)程中取得了較為可觀的發(fā)展和進(jìn)步，但是與其他國(guó)先進(jìn)國(guó)家的水平相比，期間依舊存有較大差距。如：機(jī)械采煤的設(shè)備可靠性無(wú)法得到有效保障，采煤設(shè)備的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)效率無(wú)法達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，不同類型的采煤綜采設(shè)備之間難以實(shí)現(xiàn)良好的對(duì)接和匹配設(shè)備，運(yùn)行效率低下等原因均影響著煤礦企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。與此同時(shí)，我國(guó)當(dāng)前階段的全機(jī)械化采煤設(shè)備的平均使用壽命要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于先進(jìn)國(guó)家，在新技術(shù)和新設(shè)備的使用方面，與國(guó)外存在較大的技術(shù)差距，在自動(dòng)化煤礦開采設(shè)備方面的表現(xiàn)尤為明顯[4]。

2.2 炮采工藝

一般情況下，炮采工藝又被稱之為爆破采煤技術(shù)，大多是指在開采煤礦資源的過(guò)程中通利用爆破技術(shù)完成煤礦資源的開采，此后的運(yùn)煤和裝煤的過(guò)程均需要由勞動(dòng)力實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際采煤期間，需要采用部分帶頂支護(hù)和隱形防護(hù)措施，對(duì)煤礦頂板位置進(jìn)行保護(hù)作用，防止爆破期間對(duì)現(xiàn)有煤礦頂板造成損傷，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。該采煤工藝的優(yōu)點(diǎn)主要在于技術(shù)裝置和設(shè)備方面的資金投入較少，針對(duì)不同條件的煤礦開采具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。對(duì)于操作技術(shù)而言，技術(shù)的掌握難度更加簡(jiǎn)單，采煤制度的制定和管理流程也更加簡(jiǎn)單，因此這種技術(shù)在我國(guó)有著較為廣泛的應(yīng)用范圍，尤其是在傾斜煤礦和薄煤開采的情況下。但是，這種炮采工藝在效率和產(chǎn)量方面存在不容忽視的弊端，在煤礦企業(yè)現(xiàn)代化可持續(xù)發(fā)展建設(shè)過(guò)程中存在較大的局限性。而且炮采工藝的爆破過(guò)程會(huì)對(duì)周邊環(huán)境形成比較嚴(yán)重的污染，同時(shí)開采工人的勞動(dòng)強(qiáng)度也會(huì)隨著設(shè)備自動(dòng)化程度的不斷降低而上升，成反比例發(fā)展趨勢(shì)，工人生命財(cái)產(chǎn)安全無(wú)法得到有效保障[5]。

為何解決炮采工藝在上述內(nèi)容中存在的的作業(yè)弊端，我國(guó)各大煤礦企業(yè)對(duì)企業(yè)開展了長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐與探索。在利用炮采工藝進(jìn)行采煤作業(yè)期間，需要保證爆破方向準(zhǔn)確性，提升排采工藝最終產(chǎn)出煤塊的均勻性，以毫秒延遲爆破工藝帶動(dòng)爆破采煤效率的上升，進(jìn)而有效提升煤礦資源的實(shí)際開采效率。

2.3 普采工藝

普采工藝主要是指在綜采作業(yè)期間，采煤機(jī)設(shè)備通過(guò)刮板輸送機(jī)等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行裝車作用，運(yùn)煤工作在結(jié)束后開始使用普采工藝，通過(guò)人工作業(yè)的方式對(duì)頂板位置加以單體柱支撐。在此之后，可以順利完成后續(xù)階段的采煤作業(yè)和采煤工藝。與綜合機(jī)械化采煤技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，這種鋪菜工業(yè)配對(duì)施工對(duì)工人具有較高的依賴程度，但是對(duì)設(shè)備使用攻略方面的要求不高。但是這種工藝也有著一定的缺點(diǎn)，即總體產(chǎn)量低、安全系數(shù)低，勞動(dòng)強(qiáng)度低、施工效率低等缺陷[6]。

3 采煤工藝條件適用性示例

3.1 高新技術(shù)的應(yīng)用條件

采煤系數(shù)會(huì)受到地質(zhì)條件帶來(lái)的影響，為進(jìn)一步提升采煤技術(shù)水平，在選用開采技術(shù)前，需要針對(duì)煤層實(shí)際條件展開細(xì)致的地質(zhì)勘察，并作出充分的調(diào)研，根據(jù)調(diào)查區(qū)域的實(shí)際地質(zhì)情況，結(jié)合最終勘察情況繪制出效果圖件，在企業(yè)掌握足夠全面的勘探資料后，可以對(duì)地地煤層制定詳細(xì)的開采方案，選擇符合企業(yè)發(fā)展規(guī)模和適應(yīng)煤層條件的開采方式。在此之外，在煤礦資源開采期間，使用高新技術(shù)對(duì)開采巷道進(jìn)行處理和安排，實(shí)現(xiàn)合理化和科學(xué)化發(fā)展綠色開采技術(shù)應(yīng)用，這樣能夠大幅度提升煤礦開采作業(yè)給環(huán)境帶來(lái)的負(fù)面影響，在一定程度上減少煤礦開采作業(yè)對(duì)周邊環(huán)境造成的污染[7]。

3.2 普通技術(shù)的使用條件

面對(duì)不同的生產(chǎn)作業(yè)條件，需要采用不同類型的產(chǎn)品工藝，只有選擇更加適合的采煤工藝，才可以為煤礦開采企業(yè)節(jié)約更多的設(shè)備投入資金，并且還能夠大幅度提升礦產(chǎn)資源的實(shí)際開采效率。采用綜采技術(shù)，能夠大幅度提升煤礦企業(yè)開采的機(jī)械化作業(yè)程度，同時(shí)煤礦開采效率和安全性也能夠得到更好的保障。但是，綜采設(shè)備的購(gòu)買與維護(hù)會(huì)給企業(yè)帶來(lái)大量的資金支出，為進(jìn)一步保證煤塊品質(zhì)和采煤效率，部分煤礦企業(yè)會(huì)從國(guó)外進(jìn)口相關(guān)機(jī)械設(shè)備，但是一旦這樣的設(shè)備出現(xiàn)故障情況，產(chǎn)生的維修費(fèi)用極高，并且國(guó)內(nèi)無(wú)法對(duì)這種類型的采煤設(shè)備進(jìn)行有效的管理和維修，設(shè)備只能聘請(qǐng)國(guó)外專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行維修處理，此間資金消耗量極大，并且在實(shí)際操作期間，綜采工藝對(duì)于自然煤礦的生產(chǎn)條件具有較為特殊的要求，只有采煤層的結(jié)構(gòu)足夠穩(wěn)定，操作人員必須具備更高水平的操作能力，才可以使用綜采工藝技術(shù)完成相關(guān)采煤作業(yè)任務(wù)。針對(duì)這種特殊的作業(yè)環(huán)境要求，我國(guó)現(xiàn)有煤礦開采企業(yè)能夠滿足上述要求內(nèi)容的企業(yè)數(shù)量極少，因此綜采工藝技術(shù)只有在傾角小于50度和地質(zhì)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單的條件下，可以嘗試使用綜采工藝[8]。

從客觀角度出發(fā)，炮采技術(shù)生產(chǎn)能力和機(jī)械功率都要低于綜采技術(shù)，能夠在一定程度上節(jié)約設(shè)備采購(gòu)、維修、保養(yǎng)方面的成本支出。同時(shí)普采技術(shù)對(duì)各種現(xiàn)代化設(shè)備的機(jī)械化水平要求不高，設(shè)備操作難度更低，技術(shù)人員只需要相對(duì)簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)即可熟練掌握設(shè)備的正確使用方法，在不同規(guī)模的現(xiàn)代煤礦開在企業(yè)中適應(yīng)性更強(qiáng)，再加上普采工藝與國(guó)產(chǎn)機(jī)械化采煤設(shè)備能夠完成大部分的相關(guān)開采工作，為煤礦企業(yè)節(jié)省一定的設(shè)備維修和設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用，具備投資成本低和開采技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，所以在我國(guó)煤礦開采企業(yè)中得到了更為廣泛的應(yīng)用。

4 結(jié) 語(yǔ)

在我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的過(guò)程中，社會(huì)建設(shè)對(duì)于能源的需求量不斷加大，煤礦企業(yè)正在應(yīng)用的采煤技術(shù)變得尤為重要。隨著采煤技術(shù)問題的進(jìn)一步突出，在煤礦資源的開采過(guò)程中，需要針對(duì)不同的技術(shù)適用情況進(jìn)行具體分析，通過(guò)冷靜的思考和科學(xué)的研究，選用最佳采煤技術(shù)方案，以此保證采煤施工效率的不斷提高，同時(shí)也能夠?yàn)槊旱V資源的開采作業(yè)提供安全保障。