淺析煤礦開采技術(shù)條件與采掘工藝

＊竇韶龍

（山西省陽泉煤業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司五礦 山西 045200）

我國想要快速的發(fā)展經(jīng)濟(jì)，重點(diǎn)是發(fā)展資源，而煤礦資源就是我國非常重要的發(fā)展資源，科學(xué)、合理的開發(fā)和有效利用煤礦資源可以幫助國家改善資源，推動我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展。煤礦開采過程中把地下的水資源排放到地面，導(dǎo)致地下水位降低，煤礦井下表面可以承載的壓力越來越小。地面開始下沉。此外，礦山的廢水未經(jīng)安全處理就隨意排放出來，地表的水資源被嚴(yán)重的污染，使得土壤逐漸變硬堵住了河床，這對農(nóng)作物的生長有很大影響。在運(yùn)輸煤炭的時候可能會在半路上掉落一些煤炭，如果沒有及時的處理和遮蓋，會讓非常細(xì)小的煤塵飛濺，導(dǎo)致粉塵污染。

1.煤礦開采技術(shù)的條件

(1)水文地質(zhì)特征

河流從某煤礦場的南側(cè)向西流向東北，河床高出海平面1093m，這也是侵蝕的基礎(chǔ)。礦區(qū)東南部地形高，北部地勢低，有利于排水。地層的水豐富度受氣候和地貌等因素的影響，巖性和水豐富度之間有著密切的關(guān)系。例如，在鉆探期間，漏水經(jīng)常發(fā)生在石灰?guī)r和碎屑巖中，但是漏水通常不會發(fā)生在軟巖石中。

(2)煤塵爆炸性

采樣幾口井測試煤塵的爆炸性。測試結(jié)果表明，煤塵不是爆炸性的，但是仍然有許多因素引起爆炸。礦區(qū)部分是富含甲烷的煤層，在煤礦開采階段會出現(xiàn)大量煤塵，因此必須采取措施避免在提取過程中爆炸和其他安全問題。

2.煤炭開采方法

(1)破爆方法

煤炭破碎機(jī)通常用于切割，在煤炭破碎機(jī)上安裝鑿子，這樣可以非常有效的增加破碎程度，產(chǎn)生較強(qiáng)的破壞力，提高破碎機(jī)的工作效率。破碎機(jī)在工作中會消耗極少的一部分能量，非常安全和可靠，而且沒有過高的生產(chǎn)成本，操作起來非常簡單、方便。噴煤也是比較常用的一種方法。借助炸藥爆炸的一瞬間產(chǎn)生的較大壓力，噴出一些高溫氣體，高溫氣體也有很強(qiáng)的破壞力。不過也存在一些缺點(diǎn)，就是破壞力太強(qiáng)，而且時間太短，是非常危險的。因此，在炸藥爆破應(yīng)用中，有必要詳細(xì)了解炸藥消耗量，爆破角度，爆炸順序，爆破力，合理間距等因素。所以，在使用這項(xiàng)技術(shù)的時候應(yīng)該讓有非常多的工作經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識的工作人員完成操作?，F(xiàn)在外國研發(fā)了一種非常先進(jìn)的爆破技術(shù)，通過水槍射流的一些性能給破碎煤炭提供強(qiáng)大的壓力。

(2)裝煤方法

當(dāng)前，最廣泛使用的煤填充方法是螺旋鼓式填充。將螺旋鼓裝滿煤后，浮煤將留在傳送帶上。為了清潔浮木炭，在機(jī)器的軌道上安裝了清潔刮板。

(3)運(yùn)煤方法

對于煤炭運(yùn)輸，刮板輸送機(jī)（圖1）可用于運(yùn)輸煤炭。運(yùn)輸煤炭時，應(yīng)該要詳細(xì)的計(jì)算刮板輸送機(jī)適合工作的傾斜角度和科學(xué)的輸出功率。要具體的選擇一些煤炭的運(yùn)輸方法，然后根據(jù)正確的計(jì)算方法來有效分析和研究裝料的系統(tǒng)，這樣可以快速提高煤炭運(yùn)輸效率。

圖1 刮板運(yùn)輸機(jī)

3.采煤技術(shù)的應(yīng)用與優(yōu)化

(1)深井開采技術(shù)

氣體和熱損害的控制，深井的通風(fēng)，豎井和隧道的設(shè)計(jì)，煤層壓力的控制以及巖石破裂壓力的預(yù)防是深度采礦的關(guān)鍵技術(shù)。面臨的問題包括：了解周圍土壤和巖石層的壓力；在氣體處理和通風(fēng)方法上表現(xiàn)良好；改變深井作業(yè)的工作環(huán)境和周圍環(huán)境；完善用于深井作業(yè)的快速挖掘系統(tǒng)和支持系統(tǒng)；深井改善巖爆防治技術(shù)和監(jiān)測控制技術(shù)；優(yōu)化礦山村，無墾礦山和有水煤礦的開采技術(shù)。

(2)“三低”煤壓實(shí)技術(shù)

在一些煤礦工業(yè)發(fā)展較好，有優(yōu)越的開采條件，需要利用很多煤礦資源且完全依靠煤礦資源開發(fā)的經(jīng)濟(jì)較好地區(qū)，通常會發(fā)現(xiàn)密集的“三低”煤壓實(shí)設(shè)計(jì)，液體填充法（液壓填充），固井填充法和干式填充法，這都是經(jīng)常用到的方法。利用深井填充技術(shù)進(jìn)行煤礦開采會嚴(yán)重破壞煤礦開采區(qū)域并在礦井中產(chǎn)生瓦斯，導(dǎo)致超過了標(biāo)準(zhǔn)的危險情況，大量城市垃圾和煤石被傾倒入坑中。利用“三低”煤壓實(shí)技術(shù)就可以很好的改變這個情況，不僅優(yōu)化了城市的環(huán)境，而且降低了煤礦的壓力。使煤礦資源應(yīng)用的比較合理，在環(huán)境保護(hù)方面也發(fā)揮了重要的作用。

(3)煤炭氣化技術(shù)

煤氣化技術(shù)是一種化學(xué)技術(shù)，可以將煤炭燃燒到地下，并通過各種科學(xué)技術(shù)手段將其轉(zhuǎn)化為燃?xì)?。它是一種新的國家能源和環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略公共關(guān)系技術(shù)，也是國家倡導(dǎo)的高效清潔煤技術(shù)。煤氣化本質(zhì)上是煤燃燒和熱處理的化學(xué)反應(yīng)。這是一個化學(xué)過程，其中以煤炭或煤等煤炭資源為原料，氧氣和水蒸氣為氣化劑。煤或煤的可以燃燒的部分經(jīng)過高溫高壓等一系列的化學(xué)反應(yīng)成為可燃燒的氣體。煤礦資源利用高溫汽化可以得到一種新型的燃料氣體，是具有實(shí)用價值的煤氣資源，可以很好的應(yīng)用在化工廠中，對一些原材料進(jìn)行加工，就是通常情況下說的合成氣。汽化爐可以使煤發(fā)生汽化，合理的使用汽化設(shè)備，可以把煤炭資源轉(zhuǎn)化成為氣體，在很大程度上完善了煤礦的開采方式和采煤技術(shù)，并且還充分利用了地下礦井的廢氣，污水和其他廢物。它不僅可以優(yōu)化能源，還可以清除地下垃圾，從而防止損壞。褐煤在高溫條件下的物理性能提高，促進(jìn)了煤層氣的分解，生產(chǎn)方便，也可以增加煤層氣的利用空間。煤炭是通過地下氣化開采的，可燃物可以存儲在礦井下，這樣可以有效減少開采煤礦之后地表出現(xiàn)塌陷的情況。地下汽化開采法有很多明顯的優(yōu)點(diǎn)，可以快速看到開采效果：只要點(diǎn)燃地下，就只能通過注入氣化劑來實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。放氣劑非常容易獲得，并且容易提供空氣，蒸汽，氧氣和氫氣。氧氣和氫氣是在原料氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后獲得的。蒸汽也很方便。它可以由高溫原料氣生產(chǎn)。在冷卻過程中獲得，合理使用循環(huán)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)技術(shù)。

4.其他綜合處理技術(shù)

目前，我國的國家政策不斷發(fā)展和完善，開始逐步淘汰一些比較落后的煤礦開采方法和技術(shù)，關(guān)閉一些非法的、沒有先進(jìn)開采技術(shù)的小型煤礦，從整體上提高煤礦企業(yè)的開采技術(shù)，不斷發(fā)展和研究先進(jìn)的煤礦開采技術(shù)，提高企業(yè)的開采效率和開采水平，吸引更多的技術(shù)人員從事煤礦開采工作，讓更多技術(shù)先進(jìn)的人才參與采礦和煤礦開發(fā)。為了提高煤礦單位的產(chǎn)量，企業(yè)應(yīng)該積極的改進(jìn)中小型煤礦的一些生產(chǎn)技術(shù)，最大限度的降低發(fā)生安全事故的次數(shù)。

煤礦企業(yè)由于受多種因素的共同影響，現(xiàn)在所使用的煤礦開采技術(shù)種類還不是特別多，依然有很多現(xiàn)實(shí)的問題在困擾著企業(yè)的技術(shù)人員，如礦床中地下的高溫問題，相對較高的地面壓力，以及要促進(jìn)了煤炭開采技術(shù)逐步向計(jì)算機(jī)化和技術(shù)發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)了高效率，使煤得到智能開采（圖2）。采礦技術(shù)已經(jīng)走了很長一段路。在某種程度上，這避免了由于采礦過程中人工操作錯誤而造成的各種事故，進(jìn)一步有利于合理利用煤炭資源。

圖2 煤礦智能開采流程

5.結(jié)束語

煤炭開采業(yè)是我國的核心產(chǎn)業(yè)，需要各界的關(guān)注。有關(guān)人員應(yīng)采取合理，全面的改善措施，選擇合適的采礦方法和技術(shù)，最大程度地保護(hù)周圍環(huán)境。確保礦產(chǎn)資源的合理利用。同時也可以在一定程度上改善人員的工作環(huán)境，從而有效地保證了煤礦開采的安全和環(huán)境保護(hù)。政府加強(qiáng)了社會主義精神文明建設(shè)，資源的有效利用也引起了廣泛關(guān)注。煤炭資源作為國家戰(zhàn)略能源，必須與加強(qiáng)管理，培養(yǎng)人才，不斷創(chuàng)新和科學(xué)相結(jié)合，使煤炭工業(yè)真正走上可持續(xù)發(fā)展之路。