煤矿采矿工程中的采矿工艺与改进技术

煤矿采矿工程中的采矿工艺与改进技术

王康,陈鹏

陕西煤业集团蒲白矿业公司，陕西渭南  715517

摘要：采矿工艺会影响开采活动，开采活动需要采矿工艺支持，所以采矿工艺对采矿活动起到决定性作用。在煤矿开采作业中，工艺技术比较落后，很难确保煤矿开采安全，并且与社会需求的差距大。本文研究中，注重分析现代采矿工艺，介绍优质的改进技术，仅供参考。

关键词：煤矿采矿工程；采矿工艺；改进技术

在近几年发展中，煤炭行业的发展加快，逐渐提升了经济社会的实力，也相应反馈到煤炭产业中。煤炭资源为不可再生能源，所以必须保证采矿的合理性。但是，现有的采矿工艺的先进性不足，所以很难提升煤炭的开采效率，无法提升资源使用效率。煤炭资源使用，对工业领域发展的影响大，所以要注重提升采矿工作效率，从而实现长久化发展。

1、煤矿采矿工程的常用开采工艺

1.1露天开采技术

在采矿工程中，露天开采属于常用工艺，极易受到环境限制、效率、成本的影响，但工艺的稳定性高。在使用露天开采技术前，开采人员必须勘察好作业现场，找寻矿井最佳采位点，通过专业仪器破坏岩石，使用专业仪器挖掘煤矿，利用运输装置处理运输全过程，将其变为煤炭。但是在露天开采环境下，面临的技术缺陷比较多，比如开采期的工作区域大，污染物进入空气中，从而破坏生态环境，因此不推荐推广应用。

1.2倾斜煤层开采技术

倾斜煤层构造特殊，存在多个褶皱与断层，且煤层厚度变化明显。由于煤层赋存条件差，所以会减少存储量，整体开采难度大、生产能力低，所以多应用到小型的煤矿中。

1.3深井开采技术

煤炭属于不可再生资源，多埋藏在地下，长时间形成才可获得。长期以来，由于技术水平落后，煤矿开采时，先进行浅层地下煤矿开采，致使浅层资源逐渐减少。针对技术应用问题，存在明显的缺陷与不足，所以在开采中面临复杂环境，相应加大管理难度、巷道支护难度。技术使用过程中，需要协调开采系统、井下排水系统，才可以发挥出开采技术的价值。

1.4填充式开采技术

填充式开采技术，可以说是人工支护采矿法。在早期发展中，各项技术水平不太成熟，主要采用水、砂石为填充物，致使工艺流程、步骤较为复杂，整体成本高。在现代技术支持下，逐渐出现新型填充材料，不再使用水、砂材料，开始应用膏体、矸石材料，同时也可以处理堆存煤石、煤炭问题，既可以确保采矿安全性，还可以对生态环境起到保护作用。

1.5分层开采技术

当煤层厚度较大时，常规开采技术获取的采煤效果不太理想，很难开采煤炭资源，通过分层采煤技术，确保采煤的顺利性。分层采煤技术，可以表现出很多优势，合理控制地表沉降，从而减少沉降问题。在采煤作业中，可以二次利用废物，处理好废弃物问题。现代技术的成熟发展，也出现了多种分层开采领域，例如斜长臂协调工艺，该项技术能够作用到复杂煤矿中，获得显著的开采效果。同时也能处理排水、瓦斯的问题，从而控制地质灾害。特厚煤层也会出现渗水问题，所以也要深入分析渗水影响。渗水所致问题的表现较多，比如矿石腐蚀，都会影响矿石密度、风化度，必须加大重视度。下表为渗水所致土壤物相信息。

表1 渗水所致土壤物相信息

1.6瞬变电磁法

在应用瞬变电磁法时，利用接地线源，将一次脉冲电磁场发送至地下，确保检测对象感知电磁场。利用接地电极，可以观察电磁场的时间变化，对地下赋存状态进行判断。在应用瞬变电磁法时，引入辅助参数，即：

，

上式中，、t、、分别为大地电阻率、瞬变场扩散时间、空气的磁导率、视扩散参数。

2、煤矿采矿工程的智能化发展

现代技术支持下，相应改进了煤矿采矿工艺。智能开采技术，包括深井采矿技术、硬顶采矿技术。与传统采煤技术相比，智能开采技术的优势多，安全性、效率均比较高。智能开采技术，可以利用智能监控技术，全方位监控矿井，从而找寻出矿井的安全问题，实现安全生产。现代智能开采技术，可以实现无人采矿，由计算机系统完成采矿过程，发挥出自主决策、感知、执行、协同的功能。

2.1采煤机智能化

在煤炭开采作业中，采煤机的切割煤岩价值显著，能够提升煤矿的开采效率。采煤机智能技术，将感知系统加装在采煤机上，保证采煤机的自动运作。智能采煤机，具备姿态感知、交互通信、视频监控、记忆截割等功能。下图为智能采煤机的原理图。

图1 智能采煤机原理图

2.2液压支架智能化

为了确保地下采煤的安全性，要设置安全的工作面顶板支护，确保其满足各项标准要求。液压支架可以防止塌方问题，维护矿井安全。传统液压支架，可能面临复杂操作问题。当人工移架、不及时补液时，则会出现安全问题。液压支架智能控制技术，可以将无人操控应用到液压支架工作中，具备自动跟机、自动移架、自适护帮功能。通过案例分析可知，多数企业在采煤活动中，需要应用计算机技术、自动化技术，可以处理传统采矿的难题，但是分析技术应用效果可知，技术的发展空间大。

2.3刮板输送机、带式输送机智能化

一般来说，采煤作业中，矿工需要通过运输设备运输煤炭，将其运输到存储区域。在此期间内，刮板输送机、带式输送机的作用显著。当输送机的输送能力、采煤机截割能力存在明显差异时，则会对采煤效率产生影响。因此，合理应用智能化技术，协调控制刮板输送机、带式输送机、采煤机，保证计算准确之后，可以实现协调运行、无缝衔接。

2.4坍塌预警系统

在采矿作业中，危险问题比较多，很难保障煤矿人员的安全性。煤矿开采工作的危险度高，现代技术快速发展，多数企业建设坍塌预警系统，从而保障开采作业的安全性。在实际工作中，坍塌预警系统通过3S技术，覆盖、提取已经出现坍塌的区域，通过遥感图像进行分析。坍塌预警系统，准确分析地下煤矿区的情况，帮助管理人员监察、记录、管理采矿活动，确保煤矿开采的便利性。

2.5完善煤矿管理体制

注重煤矿企业管理体制的改善，能够促进采矿工艺的完善，按照矿山实际情况，深入分析和探究企业现状。立足于各项问题，建立科学的管理机制。管理体制内容，涉及到企业业务奖惩，需要实现未来发展目标。建立管理体系，针对性地改善企业发展问题，可以处理煤矿开采问题，促进煤矿开采效率的提升，从而提升生产标准化。

2.6注重人才开发，加强素质能力

应用煤矿开采技术，对技术人员的支撑要求高。但是现代开采技术的发展，对工作人员提出素质与能力的要求。只有科学使用采矿技术，才可以确保工艺应用效果，做好采矿队伍建设。第一，引入高素质人才，提升施工人员、管理人员的专业能力，能够规范使用各项技术，满足煤矿生产目标。第二，注重培训现有工作人员，采用专业交流、定期培训方式，可以促进团队专业能力的提升。此外，落实思想教育、安全教育，加强工作人员的安全意识，确保工作人员有正确认知，合理应用采矿技术，从而提升采矿效率与安全。遵循工艺要求落实各项操作，支撑煤矿生产活动的开展。

3、结束语

综上所述，经济发展支持下，煤炭资源的使用非常多，能够保障社会生产与生活。我国采矿工艺技术快速发展，现有工艺的局限性较多，所以要深度探索全新的采矿工艺改进技术，比如将智能技术应用采煤机、液压支架、刮板输送机、带式输送机中，建设坍塌预警系统，引入专业人才，最大限度保障采矿工作效率与质量。

参考文献

[1]王国彪. 现代化煤矿工艺技术在采矿工程中的应用分析[J]. 矿业装备,2021,16(04):62-63.

[2]毛忠勇. 现代化采矿工艺技术在非煤矿山工程中的应用[J]. 世界有色金属,2021,28(15):35-36.

[3]苏秉. 煤矿采矿工程中的采煤工艺与技术质量分析[J]. 中国石油和化工标准与质量,2020,40(17):212-213.

个人简介：

第一作者：王康，（1985年12月04日，男，汉，陕西榆林，生产技术部，工程师，本科，采矿工程,陕西煤业集团蒲白矿业公司，715517，陕西省延安市黄陵县店头镇建庄矿业公司）

第二作者，陈鹏，（1992年08月10日，男，汉，陕西蒲城，生产技术部，助理工程师，本科，采矿工程,陕西煤业集团蒲白矿业公司,陕西省延安市黄陵县店头镇建庄矿业公司），谢谢!