煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术

煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术

姜汉军

612328199812282517

摘要：现阶段，社会的发展对于煤炭资源的需求越来越多，然而，随着煤炭资源的不断开采，浅部煤炭资源日益减少，开采条件越发复杂，传统的采矿工艺与技术已无法满足现代煤炭开采的需求。为了提高煤炭开采效率，确保矿井安全生产，促进煤炭行业的可持续发展，亟须对煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术进行系统研究和创新。通过研究煤矿采矿工程中的关键技术，探索新型采矿工艺与技术，可以为煤炭行业的技术进步和安全生产提供理论指导和实践参考。

关键词：煤矿采矿工程；采矿工艺；技术

引言

煤矿采掘作为能源行业的关键环节，其工艺和方法的选择直接影响矿区资源的有效开发、作业安全与环境保护。深入分析和优化煤矿采掘工艺与方法，对于提升煤炭产业的效率、保障作业人员生命安全及维护生态平衡具有不可忽视的重要性。

1煤矿采掘工作特点

(1)流动性

煤矿开采活动的空间位置和作业面持续变动，由于煤层的地质构造多样性和不连续性，使采矿工艺需要灵活适应煤层赋存状态的变化，如煤层厚度、倾角、硬度及瓦斯等级等。采矿工作的流动性要求采掘设备具有较高的机动性和适应性，以便在不同地质条件下有效作业。如在使用综合机械化采矿设备进行长壁开采时，采煤机、液压支架和输送系统需协同作业，以应对煤层厚度的变化和地质构造的复杂性。同时掘进机械化作业也需针对矿井巷道的定向掘进做出调整，以适应不同的地质条件，确保作业安全。此外，采矿作业的流动性还要求对煤矿通风系统进行动态调整，以适应开采面的移动，保障瓦斯和尘埃控制在安全水平。

(2)固定性

煤层的地质分布决定了煤矿采掘活动需要在特定的地理位置进行，这与其他类型的移动性工业生产形成鲜明对比。由于煤层的固定性特点，煤矿开采需要围绕矿区进行长期、稳定的生产布局，要求煤矿采掘的基础设施建设如矿井、运输系统、通风设施和安全监控系统等需要具有较长的使用寿命和稳定性能。此外，固定性特点也意味着煤矿开采对环境的影响是长期和局部的。因此，在开采过程中需要采取有效的环境保护措施，如合理规划矿区、实施矿区环境治理和土地复垦等，以减少对当地生态和居民生活的影响。煤矿的固定性还要求采矿技术和管理方法能够适应特定地理环境和地质条件的变化，如地质构造复杂区域的特殊开采技术和矿井深部开采的特殊支护技术。

2采煤工艺与技术分类

2.1露天采矿技术

露天采矿是煤矿开采的一种方式，指的是对位于地表的煤矿进行露天开采，相对于井下采矿，其具有开采效率高、成本低的优势。在露天采矿中，首先进行地质勘探，确定煤层的分布、厚度和品质，然后制定合理的开采方案。该技术的一大特点是开采过程简单，主要包括爆破、挖掘和运输。在爆破过程中，采用爆破技术炸毁岩层，使煤矿暴露在地表，方便开采。然而，露天采矿技术也面临一些挑战。首先，大规模开采会对周边环境造成影响，包括土地资源破坏和水土流失等；其次，开采过程中会产生大量废矸和废渣，对环境造成二次污染。因此，在采用露天采矿技术时，必须采取有效的环保措施，减轻采矿对周边生态环境的影响。

2.2硬顶煤开采技术

硬顶煤开采技术是煤矿采矿工程中的一项重要技术，以提高采煤效率、降低成本、提升安全性为目标。硬顶煤开采技术的应用步骤如下。1）在应用硬顶煤开采技术之前，需要进行地质勘探，这是了解煤层特性、顶板稳定性和支护需求的关键步骤。通过地质勘探，工程师可以确定煤层的厚度、坚硬度、构造特征和存在的地质隐患，这些信息对硬顶煤开采技术的设计和实施至关重要。2）设计硬顶煤开采技术方案。在设计过程中，工程师需要确定支护措施，包括支架类型、支架间距、钻孔位置和混凝土注浆方案，该过程需要充分考虑煤层的特性，以确保支护措施有效维持顶板稳定。3）进行钻孔作业。钻孔是硬顶煤开采技术的核心。通过在煤层顶板中钻孔，工程师可以将混凝土或其他注浆材料注入顶板，增强顶板稳定性，通常采用专用设备完成钻孔，可以根据设计要求精确定位和确定钻孔深度。4）在注浆过程中，混凝土或其他注浆材料将被注入钻孔，填充煤层顶板空隙，形成坚固的支撑结构。注浆时需要控制混凝土的流动性和硬化时间，以确保支护效果。5）安装液压支架。在开采过程中，液压支架发挥着积极作用，具有自动调整高度的功能，可以根据顶板高度实时调整支架高度，确保煤层的稳定性。

2.3深层矿井采矿技术

深层矿井采矿是在地下较深层次进行煤矿开采。随着浅层煤炭资源逐渐枯竭，煤矿开采逐渐向深层矿井发展，对深层矿井采矿技术研究和应用成为煤矿行业的重要课题。深层矿井采矿技术的挑战之一是地质条件的复杂性。深层地层常存在高温、高压和高地应力，对采矿设备和工人安全提出了要求。因此，开发适应深层环境的高温高压安全采矿技术和设备是深层矿井采矿技术的研究重点。另一方面，深层矿井采矿技术还需要解决地层掘进、巷道支护和瓦斯抽采等方面的技术问题。在地层掘进方面，需要设计适应深层地质条件的掘进工艺和设备，确保掘进作业高效、稳定进行；在巷道支护方面，需要研究新型的巷道支护材料和技术，提高巷道稳定性和安全性；在瓦斯抽采方面，需要采用高效的设备，防止瓦斯爆炸。

3提升煤矿采矿工艺水平的方法

3.1实时监督和预警

危险性强是煤炭资源开采最大特点，在开采过程中，受到多种因素影响，容易发生问题。随着时间推移，我国社会经济呈现高速发展态势，国家对施工提出严格要求，采用预警系统实时监督。加大对传统开采方式的监督力度，并对地质认真分析。同时，对技术展开更新，将遥感技术加入，以便对塌陷区域进行填埋。现阶段，我国的煤炭开采成就与发达国家相比还存在距离，但通过建立更完善的预警系统，可以有效应对突发性问题。

3.2加大风险管控力度

任何类型的工程，都需要保证安全，煤矿采矿工程同样如此。采矿作业时，需考虑各种安全风险因素，加大管理力度，营造更安全的工作环境。安全风险防控是一项重要的工作，不可忽视。在采矿安全管理中，需对矿山附近的地质环境、水文分布等进行认真调查。结合现场环境数据，寻找采矿作业中可能出现的安全风险因素，制订科学的采矿技术应用方案以及风险管理制度，并落到实处，保证煤炭开采作业安全、顺利。此外，煤矿还要以积极的态度，在原有经营管理架构基础上，构建专业采矿作业安全管理机制，成立采矿作业安全管理部门，将采矿作业安全责任机制真正落到实处，在出现安全事故后，及时找到相关责任人，科学处理，避免事态更严重。

3.3提高工作人员的素养

煤矿开采技术应用需要消耗更多劳动力，所以，一些施工方为了节约施工成本，没有对劳动力加强重视以及提出更高要求，未规范他们的行为，选择的劳动力通常是临时工。这些人没有经过专业培训，工作质量不如人意。因此，需要开展专业培训，帮助他们学习和掌握更多专业知识和技能，提高素养与工作能力。

结语

煤矿采矿工程发展离不开对采煤工艺与技术的深入研究与创新。通过优化工艺、引入智能化技术以及强化安全管理，可提高采煤效率、降低安全风险，实现可持续发展。在未来，推动科技创新、加强人才培养以及完善监督机制，有助于推动煤矿采矿工程朝着更安全、高效和环保的方向迈进，为能源产业可持续发展贡献力量。

参考文献

［１］张佳雨．煤矿采矿技术应用现状分析与改进路径［Ｊ］．矿业装备，２０２３（１０）：６３－６５．

［２］黄兆斌，张宗明．煤矿采煤工艺技术优化的探讨［Ｊ］．内蒙古煤炭经济，２０２３（１１）：１３－１５．

［３］赵凯．煤矿开采中常见采煤工艺适用条件分析［Ｊ］．矿业装备，２０２３（０５）：１９－２１．