煤矿开采技术的发展及存在的问题探讨

煤矿开采技术的发展及存在的问题探讨

尹燕哲 朱来祥

山东隆源矿业工程有限公司 山东 泰安 271600

摘要：现阶段，煤炭依然是中国的主要能源。保证煤炭资源的产量，对于中国经济建设具有重要的意义。煤矿企业在进行开采工作时，需确保开采效率，而要想促进效率的提升，则需要以科学的开采技术为基础。基于此，本文就煤矿开采技术的发展及存在的问题进行简要探讨。

关键词：煤矿开采技术；发展；问题；

1煤矿开采技术现状

在新经济常态下，各行各业在开展工作时均会运用各类先进技术，尽管煤矿开采工作也可以应用先进技术，但相关技术还不够成熟，需予以创新。现阶段，中国部分地区在进行煤矿开采时依然沿用较为传统的技术，进而出现了一系列问题，无法满足社会经济发展的需求。中国煤矿开采效率并不高，部分地区经常出现各类安全事故。煤矿开采工作属于一项复杂性极强的工作，为了促进开采效率的提升，需提高技术水平，若无法有效解决技术问题，那么就难以从根本上将开采问题解决掉。另外，部分煤矿企业在实际开采时，尽管将获取高经济效益作为主要目标，但资源浪费现象依然十分严重，进而对煤矿企业效益的获得造成了影响。煤矿开采工作的过程还会对生态环境产生影响，导致中国地下水资源逐年减少，地表植物难以生长，严重时还会对大气产生污染。煤矿开采工作的开展还会排出大量的CO2，加剧温室效应，影响全球环境，阻碍了国家的可持续发展。

2煤矿开采技术问题

2.1巷道支护问题

巷道支护问题是煤矿开采过程中所要解决的重要问题。在煤矿开采过程中，由于支护不当引起的顶板事故发生频率非常高。虽然现在巷道普遍采用锚杆、锚索以及锚网的联合支护形式，但是仍存在支护失效的可能。这是因为井下巷道不仅要承受静压的作用，还要承受动压的作用，而且动压的大小很难准确地估计，在支护设计时只能依赖现场的施工经验。

巷道支护所要面临的一个重要问题就是冲击地压（见图1）。有关数据统计发现，80%的冲击地压发生在巷道中。在巷道中发生冲击地压后，巷道破坏严重且破坏范围大。随着中国深矿井开采的进行，矿井发生冲击地压的可能性增加。由于巷道冲击地压的机理尚不明确，对冲击巷道的支护设计也是比较困难的。虽然一些专家学者提出采用液压支架来进行巷道支护，但是支护的成本高，难以得到有效的推广和使用。

图1巷道冲击地压示意图

2.2巷道快速掘进问题

目前，综采采煤机的功率非常大，开采的速度非常快。工作面开采的速度大于工作面准备的速度，这是因为现有条件下巷道掘进的效率十分有限。在巷道掘进过程中，采用的掘进工艺存在一定的缺陷，不能很好地分配破岩、装岩以及支护的作业时间。此外，更多的原因是中国煤矿的地质条件比较复杂，掘进时会遇到地质构造，这严重降低了巷道的掘进速度。

3煤矿开采技术分析

3.1全面考察并结合煤矿开采的实际情况

在开展煤矿开采工作的过程中，需确保能够在实现开采效益最大化的同时促进采煤方式的优化。而要想使开采方式、现场布置与开采区域地质条件等得到有效的协调，需正确运用工艺技术评价专家体系，更新巷道布置方案，使巷道布置逐渐集中，以此来提升工作面参数的准确性。上述技术措施均能够降低煤矿开采中相应的岩巷掘进率。在开采过程中，矸石可以在井下直接处理，为了能有效利用矸石，可以在工作面填充，控制好出矸率，以此来促进开采效益的提升。

3.2充填采矿工艺技术

在煤矿开采过程中，采空区属于较为常见的区域。在进行回采时，需重点填充采空区，并综合利用支架及填充材料，以此来促进采空区填充效果的提升。在填充工作完成之后，需加强填充体的地压管理，控制好地表下沉问题，确保回采工作的正常进行。同时，运用充填采矿工艺技术可以降低由于山体自燃而出现的火灾事故频率，提升采矿工作的安全性。

3.3溶浸采矿工艺技术

就溶浸采矿工艺技术而言，其属于一种化学方式，具体为结合矿石所具备的物理及化学特征，在岩层当中注入溶浸液，让岩层发生化学反应而将矿石浸出，然后派专门的人员回收矿石，从而完成煤矿采矿工作。

3.4空场采矿工艺技术

现阶段，空场采矿工艺技术已十分成熟，其主要是对煤矿进行回采作业。在应用该工艺技术的过程中，需要注意各个环节中的细节。在作业过程中，需尽可能提高工作效率，减少成本投入。在开采作业过程中，若爆破药量较大，那么就不能够确保作业的协调性，爆破产生的冲击力会影响到岩石的自稳能力，并出现许多安全隐患。

3.5崩落采矿工艺技术

崩落采矿工艺技术在中国得到了十分广泛的运用，且表现出了极好的运用效果。在下陷区与崩落矿区，运用此技术可以对矿体岩石予以处理，并顺利实现回采作业。通过对该技术的正确运用，可以将矿体破碎程度准确地分析出来，并掌握该矿的开采过程，保证能够在这一期间获取到有效的成本数据与信息。但在运用此技术的过程中，地质材料数据具有的局限性也极其显著，表现为在开展崩落开采工作时存在安全风险。

4煤矿开采技术及工艺的发展方向

4.1壁式体系煤矿开采技术

中国缓斜煤层储存量和开采量占比约为80%，综合采煤程度低于50%，壁式体系当中的长壁综采是中国煤矿开采行业未来的发展方向与努力的方向。同时，中国煤矿中缓斜厚煤层储量极其丰富，由此开采出来的煤炭量占全国重点煤矿开采量的40%之上，并且厚斜煤层的开采运用的也是长壁体系开采技术。另外，近年来中国对顶煤开采技术进行了大范围的推广，尽管比例仍较低，但其依然在中国煤矿开采行业当中占据着主导位置。通常情况下，煤矿开采的分层开采技术工艺和装备的运用特点主要如下：a)煤矿开采过程中的顶分层工作需增加与铺网工作有关的技术设备；b)煤矿开采过程中的中、下分层工作需在煤矿铺网下方进行。尽管中国长期在缓斜煤层当中运用综合采煤方式，但就长远发展而言，壁式体系的煤矿开采技术依然是中国煤矿开采技术及其工艺的主要发展方向。

4.2推进开采设备的创新发展

从中国煤矿行业发展角度来说，首先需重视对采煤设备，诸如输送机及采煤机等功率的提升，研发大功率采煤设备，并对中国煤层地质构造的特点进行全面分析，结合不同类型的煤层与采煤条件，开发设计与之相匹配的采煤设备和配套辅助设备。同时，在提高设备功率的基础上，还需对机面高度予以控制，防止出现安装困难的情况。另外，还需将节能环保因素作为煤矿开采设备创新研发的主要考量因素，除了要考虑设备在实际应用过程中的能源利用率，准确控制设备的无功能耗之外，还需全面考虑开采工作对周围环境产生的影响，并重视采煤系统各环节衔接的顺畅性，避免一些不必要的浪费，实现煤矿行业节能环保的发展目标。

结束语

综上所述，在新经济常态下，需对新技术予以科学的运用才可以确保煤矿开采工作的正常进行。在实际的开采工作中，需以绿色开采和低碳环保技术为基础，秉承可持续发展的理念。同时，随着科技水平的不断提升，采矿技术得到了进一步的发展，作业人员需注重自我提升，完善开采技术及其工艺，提高开采效率与开采质量，并且为安全生产提供保障。

参考文献：

［1］李云.煤矿井下采煤技术存在的问题及对策［J］.石化技术，2020，27(04)：151-152.

［2］张猛，刘国光，张计周.煤矿井下采煤技术中存在的问题及对策分析［J］.科技与企业，2019(03)：151-152.

［3］杨晓峰.煤矿井下采煤技术中存在的问题及对策分析［J］.河南科技，2019(18)：150-151.