煤矿井下采矿技术存在问题及优化措施

煤矿井下采矿技术存在问题及优化措施

高付德

身份证号码210719196707232433

摘要：近些年，随着社会发展，经济水平不断提升，带动了人们生活质量的提高，现阶段，对能源需求量逐渐增加。煤炭是支撑我国经济发展的重要基础能源。目前，90%的煤矿以井下开采为主。但煤矿挖掘难度不断加大，挖掘的深度不断增加，开采的安全形势越来越严峻。如何通过科技创新推进我国煤矿井下开采，促进煤炭行业转型升级，成为备受关注的话题。本文分析煤矿井下采矿技术现状，探讨采矿设备和技术的升级改造、优化措施。

关键词：煤矿井下采矿；生产技术；采矿方法

引言

我国的煤炭资源比较丰富，但消耗量也非常大，煤炭可以衍生出其他产品，如煤气和天然气等。在我国社会经济快速发展的过程中，对煤炭资源的需求也越来越大，对采煤技术也提出了更高的要求，不仅要保障高产出和高效率，也要确保生产过程的安全性。因此，应根据企业的技术水平，结合煤矿的地质特点，合理选择采矿生产技术和采矿方法，促进煤炭企业的稳定发展。

1采矿技术特点

我国地域十分广阔且地质类型十分丰富，导致在井下生产过程中，存有环境相对复杂的特性。比如，针对已经开采完毕较为深的矿物，想要保证整个矿山的质量，就需要保证施工技术应用的严格性，更要与之进行有效匹配，这时才能提升安全性。在实际进行矿物开采的过程中，矿物的实际情况并不相同，所以在技术使用上，必须要根据实际情况选择相应的技术作为支撑，这样才能为生产工作的开展提供保障。受地层结构所带来影响，导致埋深以及地质结构的整体差异性比较显著，并且在采矿技术应用时也会存有区分性。例如，一些矿山存量大的特殊矿物质，尤其在南方地区分布比较广泛，这种矿山形成的方式会导致在开采时整体资金的投入总量变得更多，但会影响到整体的收益，致使很多地区会放弃已经制定好的开采计划。与此同时，在井下开展采矿工作时，采矿工艺应用比较复杂。由于在进行作业时，井下的环境复杂程度较高且不同地点的环境条件与地质状况存有较大的差异性，使井下环境各不相同，只有对各类灾害进行有效的预防处理，这时才能提升安全性。比如，常见的矿物质自然、施工地点水患以及坍塌等均属于相关灾害。只有真正对不同的地质环境进行分析，并对可能发生的突发问题进行预案处理，进而生成一套系统的措施，实现保证施工工艺能支持此项工作的顺利开展，以此才能降低风险问题的发生。

2煤矿井下采矿生产技术分析

2.1采场围岩控制技术

基于采场围岩控制理论，使用现代技术对其进行优化，能够促进煤矿开采效率的提升。一般情况下，矿脉周边的地质环境具有较强的复杂性，由于矿脉长期掩埋在地下，在这个过程中形成了复杂的地质构造，甚至含有有毒气体。因此，在实际进行开采工作之前，应详细勘察周边地质环境，采集周边环境的数据信息，分析地质构造的岩层数据。根据以往的采矿经验，要想准确勘探地质情况，不仅需要依靠技术，还需结合现代化理论和分析方法。在煤矿生产的过程中，一旦采场围岩不稳定，会严重威胁工作人员的生命安全，所以要及时利用采场围岩控制技术。根据现有的开采理论，结合先进的计算机测量技术，准确测量地质构造情况，掌握岩层的真实状况。围岩控制技术能够通过GIS的手段，对矿脉周边地质信息进行综合分析，收集整个矿脉的矿藏含量和岩层发展趋势，能够有效保障煤矿井下开采得安全。因此，需要不断优化完善采场围岩控制技术，以保障煤矿开采的安全进行。在实际开采的过程中，还需根据井顶板的实际情况，科学选择岩层控制技术。在之前的操作中，一般采取高压注水的方式对岩层顶板进行处理，这种方法不仅需要消耗大量的资金，还具有较大的操作难度，严重影响开采效率。因此，需要加大技术研发力度，不断进行技术改进，在提升采矿效率的同时，保障采矿工作能够更安全地进行

2.2地下气化技术

煤炭地下气化技术是一种将煤炭直接气化的化学采矿手段，即在煤层内直接点火燃烧，提供适量的空气、富氧空气等反应剂，煤炭通过燃烧产生的煤气可以由导管传送到地面。该技术适合煤层极深、甲烷含量极高或煤层较薄但矿内危险的场合，可以有效利用煤炭，在一定程度上提高了煤炭的可开采量，也可以减轻井下采矿给环境带来的压力，具有安全性高、效率高、成本低等优点。但是，我国地下煤层构成复杂、走向多变，至今暂未形成成熟的地下气化方法。

3煤矿井下采矿方法

3.1大采高工作面智能人机协同综采模式

我国陕西、山西、内蒙古是主要煤炭开采区，三个省份的煤炭开采量占据我国3/4。三个省份的煤层厚度多为6-8m的坚硬厚煤层，这些地方煤层的厚度大，储存条件好，适宜采用大采高一次采全厚开采的方法，利用人机协同，提高开采的安全性和准确性。大采高的耦合协同方式建立在液压支架与围岩耦合控制技术、装备的分布式协同控制技术综合应用的基础上，该控制系统可以克服大采高工作可能面临的工作面顶板失稳、矿山压力和煤壁片帮冒顶。“双因素”控制方法可以实现对顶板岩层的控制。先进液压支架可采用遥控自动控制系统和超前规划，实现工作面超前支护，促进先进液压支架和工作面设备的快速实施。大采高的智能人机协同综采模式已经在红柳林煤矿等几家西部煤矿应用，实现了以智能综采开采为主、人机协同为辅的智能化开采模式，节省了人力成本，提高了安全生产效率。

3.2井下无轨与运输安全

出入井口时，要遵循行车不行人、行人不行车的安全规定，并在出入井口的过程中鸣笛示警；当车辆行驶至大巷拐弯或是交叉口时，要鸣笛减速缓慢通过；入井前，要对车辆设备的制动系统全面检查，看是否完好，灵敏度是否合格，车灯、喇叭能否正常工作，检查燃油、润滑油、水箱，看液位是否均在最低液位以上，发现缺失及时补加；人员不得乘坐运送物料的车辆上下井，严格按载重量运送货物，不得超载；操作无轨设备在下坡路段行驶时，或是接近岔口时，要提前鸣笛减速慢行；车辆在井下的行驶速度控制在20km/h内，井下使用的车辆要做好日常保养和维护，定期检修，消除故障隐患，降低安全事故的发生概率；每天对运矿设备的连接、刹车装置及信号系统进行安全检查，发现问题及时处理；对无轨设备的安全保护装置定期检查和维护，保证性能完好、安全可靠。

3.3优化掘进设备

在煤矿巷道快速掘进工作中，最基础的条件之一就是掘进设备，而快速掘进技术是一项先进的作业技术，在作业和生产过程中对施工现场的要求很高。掘进设备的选择与工程安全密切相关。通过选用先进可靠的设备，可以在一定程度上提高工程的安全系数。在实际施工过程中，施工人员必须根据设备的种类正确操作，不能盲目地凭借自我意识去思考问题和使用设备。此外，在设备保养和维修过程中，维修人员应严格按照设备维修流程对设备进行全面检查，找出设备的主要问题，及时更换损坏的零件，确保掘进设备能够更加高效地运用于煤矿生产工作中。

结语

新形势下，要不断提高煤矿开采技术水平，满足不断增长的生产生活需求。本文对煤矿智能化的开采技术与装备进行了深入分析，结合多学科交叉加深对物联网、大数据云计算科技的理解，对煤炭开采的基础理论、工艺方法进行认真总结。未来煤矿智能化将是大势所趋，会成为提高煤炭开采可持续发展水平的关键手段。

参考文献

[1]  阙启钦 . 煤矿井下采矿生产技术及采矿方法的选择 [J]. 内蒙古煤炭经济 ,2020(23):156-157.

[2]  余鲜勇 . 煤矿井下采矿生产技术及采矿方法探析 [J]. 中外企业家 ,2020(12):145.