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

李林

身份证号：220625199110300314

摘要：在新的历史条件下，为适应人民日益增加的生产和生活需要，必须继续改进矿井的工艺。通过对矿井智能采掘工艺及设备的研究，通过对物联网、大数据、云计算等多领域的深度认识，系统地归纳出矿井开采的基础理论和工艺方法。在今后的发展中，矿井的智能化是必然趋势，也是实现矿井可持续发展的重要途径。

关键词：煤矿井下；采矿技术；问题；措施

1煤矿井下采矿主要特征

1.1开采过程复杂、难度高

目前，地下采矿和露天采矿是目前地下采矿和露天采矿两种形式，由于地下采矿的储量远远大于地下采矿，因此，如何在地下采矿中灵活运用地下采矿技术，对于提高煤炭产量具有重要意义。然而，由于矿山地质条件复杂，矿层分布复杂，往往处于深部地质条件下，需要进行勘探和爆破作业。为此，迫切需要对矿区内部的覆岩带进行综合的研究，并制定一套完整的可优化的采矿计划，特别是要对各类可能发生的安全事件进行防范，从而保证矿井的稳定发展。

1.2应根据实际情况选择开采方式

在对煤矿开采方法进行选择的时候，要根据矿井的分布和所属类型来考虑。目前比较常用的开采技术有综采技术、炮采技术等。在各种开采工艺中，采用的开采设备、开采成本、开采效率等都存在着本质上的区别，这就导致了开采效益的差别。如果不能将开采技术与矿井的具体条件相融合，那么很可能难以获得最佳的开采效果，也无法获得与之相匹配的开采效益。

2井下采矿技术影响的主要因素

2.1技术水平

2.1.1矿井自燃

煤矿开采中，由于煤层的氧化，会产生较大的热能，且受限于密闭的地下空间，很难实现高效的通风与散热，在多个因素共同作用下，很容易出现矿井自燃事故。由于煤-氧混合法产热周期较长，短期内很难积累足够的热能，容易被忽略。煤矿采空区是导致煤矿安全事故的重要因素，因此，如何加强对这一地区的安全管理，制定相应的安全管理制度，制定相应的安全措施，并对员工进行安全教育，才能使煤矿安全工作得到最大程度的保障。

2.1.2瓦斯爆炸

在煤炭生产中，煤气安全是仅次于煤炭生产的重要安全隐患。煤中含有较多的气体，其中以沼气为主体，其吸湿性强，温度比煤高2-5倍，当大气中的气体含量超过某一值时，就会引起煤气爆炸，各个矿井必须重视对煤气问题的预防，配备防火设备，采取安全手段，减少危险。

2.1.3附井事故

由于矿区的地理环境比较复杂，为了便于生产，往往会在地面上挖天井、溜井等立井，以便于工人出入。在立井不稳固或者是不合适的支撑点，没有为阶梯安装防栏杆，在井口处没有合理地设定安全防护栏和明显的警告标识，这让工人们放松了警惕，降低了他们的安全意识，导致了他们掉井的意外。

2.2地质原因

分析认为，矿井的埋深、煤层的构造和煤层的强度对矿井的生产有很大的影响。顶板冒放率受矿井埋深的影响，但其冒放率与采深关系复杂，采用多种采煤方式可直接引起冒放率。由于煤的抗压能力与其自身的力学性能有着密切的联系，因此对其进行合理的开采是十分必要的，这就要求对其进行合理的开采。

2.3经济原因

开采工艺是一项耗费了大量的劳动力、物资，同时还对高科技的人才以及经济发展水平提出了一些需求。开采工艺的选用要看地方的经济状况，在购买适当的开采装备，引入先进的开采工艺。

3井下采矿技术智能化优化措施

3.1智能化煤矿开采内涵

在中国，矿井的贮存情况是非常多样的，因此，必须根据矿井的贮存基础、采掘目标数量和当地经济和技术发展程度来确定矿井的智能开采方式。采用物联网、云计算、人工智能等新一代信息科技，实现了矿井智能化生产，其生产过程安全、安全、高效。矿井智能化系统主要由矿井监控系统平台、矿井作业平台、统一作业平台和信息感知模块组成。矿井监控系统集生产和作业、清选于一体，是煤矿智能化运行的核心。矿井作业作业平台作为矿井作业的主要执行者，是矿井作业的保证。作为智能情报分析和决策实施的基础，它可以探测矿井内的各种生产因素等。该系统包括了矿井智能作业系统、数据处理与传送网，是矿井智能信息分析的监控中枢。针对不同的矿井情况，提出了相应的矿井采矿方法。

3.2薄及中厚煤层的智能化开采模式

中国煤炭资源丰富，储量变化大，且工作面狭窄，对装备的规格提出了更高的要求，因此，在实际生产中遇到了困难。为此，许多矿山选择了对薄煤层进行深加工，造成了较大的薄煤层资源的浪费。专用于薄煤层的刨煤机智能采掘装备及滚筒采煤机无人化采矿方式，特别适合矿井工作条件，能够有效地提升煤矿的采掘效率。1米以下的薄煤层作业空间非常狭窄，与之相匹配的智能化刨煤机智能采煤装置可同时具备自动往返进刀、两端分别头斜切进刀、混合进刀等功能。通过对该模型的分析，提出了一种新型的基于柔性支承结构的自动支承方案，并对其进行了优化设计。与之相匹配的智能型变频刮板传送装置，可以对刮板输送机进行速度调节。采用集成式煤质监测和智能化变频控制技术，不仅可以对刮板输送机进行智能化监测，而且能够对其运行状态进行实时监测。与之相匹配的薄煤层刨煤机具有斜切式刀具加工技术，能够实现对三角式刨煤的双向切割，并具有上、下、下两个方向的自动刨煤过程。通过多层次的协同，实现了矿井下工作人员的自由。目前，这一方法已在我国一些矿井中得到推广，并获得较好的经济效益。

3.3大采高工作面智能人机协同综采模式

在中国，陕西，山西，内蒙古三个地区的煤矿产量占全国的3/4。华北三省大部分厚6-8m厚的厚层厚煤层，其厚、贮放情况良好，适合于大采高一次全厚回采，充分发挥了人-机协作，保证了生产的安全与精度。基于“大采高”条件下的大采高巷道支护耦合协调控制方法及装备分布式协调控制技术，解决了大采高作业时所遇到的顶板失稳、矿压显现及片帮等问题。采用“双因素”综合防治措施，能够有效地控制上覆岩层。通过对新型液压支架的远程监控与提前计划，可以有效地解决综采面的超前支护问题，从而推动了我国先进的液压支架及工作面装备的迅速发展。大采高智能化人机协同综采技术已在我国西北地区的红柳林矿井中得到推广，形成以智能化综采为主，人机协作辅助的智能化采煤新方式，节约了人力资源，提升了矿井的安全性和工效。

3.4综放智能化操控与人工干预辅助放煤模式

厚壁厚且有良好的地质环境，适合综合放顶煤采煤。将冒落技术划分为：基于时裕量的冒落自动冒落技术、记忆式冒落技术和基于识别煤层的冒落技术。根据煤层的厚薄和坚硬程度，以及采煤机的回采高度差异，要求对其进行分层设定，即一刀一放，二刀一放，三刀一放等。对于不同的放煤段，可以采用一次连续、多次交替的放煤法。要清楚放煤步距、方法和流程之间的差异，根据放煤流程的不同，选用一种或几种方式联合实现智能化控制。

结语：

总之，当前矿井生产工作面对着越来越复杂的环境，对安全性和品质的要求越来越高，因此，矿井下采煤技术被赋予了很高的期望，而且矿井下采煤的应用还有很大的发展余地。因此，需要更新开采观念，提高对矿山开采条件及开采方案的认识，并根据矿山的具体条件，选用合适的开采工艺，逐步推动矿山开采。

参考文献：

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