浅论煤矿开采技术与工艺发展

浅论煤矿开采技术与工艺发展

白愿1  白琪1  杨文2

陕西小保当矿业有限公司

神木市能源局2

摘要：煤矿开采技术与工艺发展是我国能源领域的重要研究方向。近年来，随着经济的快速发展和能源需求的不断增加，煤矿开采业也越来越多的挑战。在这样的背景下，深入研究煤矿开采技术与工艺的发展趋势，提高煤矿生产效率，确保煤矿安全生产，具有重要的现实意义。

关键词：煤矿开采技术；工艺；发展

引言

随着全球环保意识的增强，煤矿开采也正朝着绿色化方向发展，这既能提高开采效率，减少对环境的影响，又会加大清洁能源开发力度，影响资源利用率。同时，现代化技术手段的引进与应用为煤矿开采提供了便捷条件，保证了煤矿的安全开采，并实时监测和预测，减少事故发生，对能源行业和全球经济都具有深远的影响。

1煤矿开采技术

1.1综合机械化开采工艺

在煤矿开采领域，综合机械化开采技术属于工作效率较高的一类技术，既可以确保现场作业人员的人身安全，还能提升开采效率。最近几年，我国的煤矿事业高速发展，带动着采矿技术进入新的发展阶段。在进行采矿工作时，机电一体化、综合机械化等工艺的引入，有助于加强成本控制，也能从多层面提高煤矿公司的经济效益。所谓综合机械化开采工艺，即为把多种机械化采煤技术加以结合，使得每道采煤流程都具有较高的机械化水平。相对于其他开采工艺而言，该种开采工艺的优点为，操作步骤简洁易懂，具有较广的适用范围。但是，此工艺也具有固定的使用条件，例如，更为适合应用在顶部硬度高、煤层稳固性强的条件下，能提升作业安全水平，减少材料浪费，减少人工操作量。不过，此工艺在使用时需要配置较多的机械设备，因此前期成本投入相对较高。在使用该种工艺时，有关人员需要精准评估地质构造的实际状况，如果煤层呈现的倾斜角度太大，则要避免出现支架侧滑等问题。

1.2普采技术

相对于前一种开采工艺，普采技术无需投入过多机械设备，只凭借一些简单的设备便可实现开采，总体投资较低，同时还有着较强的适应性，可用于多种地质条件的采矿工作。此技术目前大多运用在小型矿井项目中，可减少开采成本，具有良好的经济效益。在应用此项技术时，做好安全方面的管控非常重要。

1.3炮采工艺技术

在落煤阶段，重点需要将煤体从矿山四壁上破碎坠落下来，通过准确地打眼爆破实现落煤目标。为确保放炮水平，对于炮眼的布设应当顺着五花眼的方向进行，不得将顶部、底部煤体空出。采用的爆破方式是否合理，关系到爆破质量，需采用串联法连线。如此既可以节约单段打炮使用的火药数量，控制爆破产生的振动对周围环境带来的影响，同时还可使得前一区段为后一区段的爆破提供更大的自由面。总体而言，应对炮眼间隔距离、角度、开挖深度进行严格把控。在爆破环节，通常会在底眼、顶眼与中眼分别设置一个炮头，不过实际工作中，也应根据煤质条件合理调节炮眼间距与装填的火药量。使用正向装药方式，设置为串联形式，以此起爆。在开展煤炭的装卸运输工作时，应当将落煤全部放入输送设备，使用人工为主、自动化为辅的装运方式。在倾斜角度不超过25°的情况下，使用输送机运煤；若是超过了25°，就可换成溜槽。爆破结束之后，一般会利用采面刮板机将煤炭运输到煤柱下侧，再替换成皮带巷胶带运输机进行转运。

2煤矿开采技术工艺发展趋势

2.1高效集约化开采

随着煤炭市场需求不断增加，高效集约化开采已经成为煤矿发展的必然趋势。煤矿应积极关注并引进最新的采煤技术和设备，如智能化的采煤机、液压支架以及刮板输送机等，提高采煤效率和安全性。通过合理设计矿井结构和生产布局，利用资源，减少浪费。例如，优化巷道布置，减少掘进和回采工作量，提高煤炭回收率，使用自动化设备远程控制，实现无人值守的采煤工作面，实现矿井高产、高效以及集约化开采，提高煤矿竞争力。

2.2绿色环保开采

现阶段，煤矿开采技术更注重绿色、环保，因此，还需加大对煤矿环保技术研发和应用力度，明显减少开采过程中的环境污染和生态破坏，便于对绿色开采技术要点细致分析，大力推动现代化煤矿绿色开采，与其可持续发展目标相符。程中采用生态保护技术，减少对周围环境的影响，如减少水土流失和保护水资源。同时，研发和应用废弃物处理技术，将开采过程中产生的废弃物进行无害化处理，实现资源循环利用，减少对环境的影响。

2.3智能化开采

首先，应用智能传感器对矿井实时监测，连续监测矿井环境中的各种参数，如瓦斯浓度、一氧化碳浓度、温度以及湿度等，并将数据实时传输到控制中心，提早发现安全隐患，并采取预防措施，从而降低事故发生的可能性。其次，应用物联网技术对作业设备智能化管理。通过将矿井中的各种设备连接到物联网平台，能对设备远程监控和管理，提高设备使用效率，也能高效预防设备故障，定期维护与维修，避免生产中断和事故发生。最后，应用云计算技术对矿井的远程控制。根据云端接收到的信息数据反馈结果，在任何时间、任何地点对矿井远程控制，使煤矿管理人员能了解矿井生产情况，并做出科学决策，优化生产过程，提高工作效率。

2.4深部开采

随着浅部煤炭资源逐渐枯竭，深部开采将成为煤矿行业未来发展方向。然而，深部开采面临一系列技术难题，如地压、地温以及瓦斯等，需加强科研攻关和技术创新，提高深部开采的安全性和效率。由于地下岩石的负荷加重，会导致矿井变形和下沉，甚至塌陷，给矿工和设备带来安全威胁。因此，需研究如何通过岩石力学和地质工程等方法，预测和控制地压问题，以确保矿井稳定性和安全性。同时，随着矿井深度增加，地下温度也会逐渐升高，给矿工带来高温工作环境，影响设备正常运行，建议通过隔热、通风以及降温等技术措施降低矿井温度，为矿工提供舒适的工作环境。另外，煤层中瓦斯压力和含量增加会导致瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出等事故，建议采取瓦斯监测、抽放以及防治等技术措施，确保矿井安全生产，并解决一系列技术难题，为煤矿可持续发展贡献力量。

2.5煤与煤层气一体化开采

煤层中通常含有大量煤层气，实现煤与煤层气的一体化开采，既能提高煤炭开采效率，也能回收利用煤层气资源，减少温室气体排放。未来，将加强煤与煤层气一体化开采技术的研发和应用，确保煤炭和煤层气能够综合利用。在煤炭开采过程中，通常会释放大量煤层气，这些气体如果不能得到有效利用和排放控制，不仅会浪费资源，还会对环境造成负面影响。而通过一体化开采，将气体收集和利用，既能提供能源，又会减少温室气体排放，实现环保和经济效益的双赢。因此，加强煤与煤层气一体化开采技术的研发和应用，能够优化资源利用流程，探索更加环保的排放控制方法，推动煤炭行业可持续发展。

结语

煤矿开采技术包括综采、普采、炮采、水采、智能化开采等技术，掘进支护技术包括混凝土支护、临时支护U钢法、钢支撑支护、智能化巷道支护等技术。各项技术在具体运用时应当做好参数的选择，保证设备的适用性、操作规范等。结合以上各技术的应用要点，探究各技术的优缺点，通过不断的技术创新研究，从而发挥技术优势，补足缺点，提高有关技术的实际应用效果，促进煤矿生产工作的顺利开展。

参考文献

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