摘要:近年来,中国经济发展迅速,工业化进程加快,煤炭使用量也在增加。为了满足不断增长的煤炭使用需求,我们越来越关注于煤炭开采工艺和技术。当前,煤矿的开采技术实际上得到了改善,可以有效地提高煤矿的效率,但是长期开采会导致煤矿资源的减少,因此必须不断创新采矿技术和工艺。在此基础上,探讨了煤矿工程的开采工艺和技术的分析。
关键词:煤矿采矿;工艺技术
引言
国家的经济发展,居民的生活质量和煤炭资源的合理利用是息息相关的。煤矿资源的形成需要很长的时间,而且组成相对复杂,这对生产和生活至关重要。在发展的现阶段,我国煤炭资源的开发尚未成熟,受自然环境和人为因素的影响。在实际的开采过程中,除了保证开采效率和质量外,还浪费了煤炭资源而且也可能发生安全事故。它不能保证开采的效率,也威胁到工人的生命和财产安全。为了有效地提高煤矿的开采速度并为采矿人员提供安全,必须要在采矿过程中不断改进采矿工艺和技术。
1、现阶段煤矿开采的主要技术手段
1.1、空场采矿
煤矿开采后,整个矿体上会有较大的矿石间隙,而周围的岩石柱和矿柱将支撑着整个空场,这称为空场开采矿法。当这种方法用于采矿时,煤矿的裸露面积非常大,可以充分开发各种采矿工程流程,这就是采矿的优点,但是确实有一些缺点,例如完成采矿工程之后,为了可以有效的避免危险,必须及时填充空白区域。现阶段,我国在空旷地区进行填埋的主要方法有分段填埋法,浅井填埋法,矿柱法等。
1.2、煤气化开采技术
煤气化开采技术是指将煤炭在地下的气化通道中进行氧化还原和热解反应,将所产生的甲烷,氢气等气体抽采输送至地面。要实现煤炭地下气化安全,合适的地质条件要求需要考虑在内。合理的煤层空间架构,包括煤层的厚度、深度以及倾角,能够有效控制汽化热值和热效率,从而对开采过程中的经济效益产生影响。煤层中过多的夹矸的数量和厚度会直接影响煤层的厚度以及灰分的含量,加大气化过程中的煤损失,增加开采过程中的运行成本[11]。不可避免的是,特定的地下构造类型,例如断层、陷落柱以及岩浆岩侵入等,会通过影响燃烧过程而对整个气化煤层的稳定性产生威胁。
1.3、充填采矿工艺
连续充填技术是煤矿开采中最关键的技术。该工艺具有很高的技术含量,可以对落石的时间和范围进行更精确的控制,从而有效的降低了表面的流动性并提高了开采的安全性。连续充填过程的优点是有较高的技术可靠性和安全性,更适合在不稳定矿井中开采,并保证了施工人员的安全。矿山充填的技术方案如图1所示。
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图1充填采矿
1.4充填采矿技术
水砂充填法、干式充填法和胶结充填法是煤矿开采中较为常用的充填采矿技术。首先干式充填法是最早使用的一种技术,相对落后,需要很大的人力支持来对机器进行操作,并且涉及到的工序十分复杂,投入成本高,采矿效率比较低,能源消耗严重,弊端十分明显。因此这种方法已经不能满足采矿的正常需求,在社会发展的过程中逐渐被摒弃,在采矿业中的比重逐渐下降,相关企业逐渐追求效率更高的充填方式。在这种情况下,水砂充填法应运而生。这种方法在干式充填法的基础上得到了极大的完善,充填材料采用一些废弃材料(尾砂、炉渣等),采用自流或者砂浆泵的方法进入地下。当然,水砂充填法也有一定的不足之处,其中涉及到的工序仍然十分复杂,用于排水的投入较高,充填效率低,而且充填后的强度很难达到工程要求,不能很好的应对各种施工情况[2]。
1.5、保水采煤技术
保水采煤需要控制采煤区岩层移动量和顶底板裂缝发育来实现含水层结构的稳定性和生态水位埋深的稳定性,所以导水裂缝带成为了保水采煤技术的关键。近年来保水采煤技术在理论和实践方面都取得了很大的进展。一是保水采煤技术的理论研究不断取得突破; 二是给出了关键参数导水裂缝带高度的预测、探测方法以及探测结果; 三是对高强度采煤条件下浅层地下水漏失量、矿井涌水量进行了定量的计算,分析了山西地区生态脆弱矿区采煤引起的环境效应。这都为山西地区的煤层开采和水资源保护提供了理论基础和依据[3]。
2、采矿工艺与技术应用效率的改进措施
2.1、改善煤矿生产行业的管理制度
改善煤炭开采技术的最好方法是分析具体问题并制定完善的科学管理体系,从而将煤矿开采问题得到有效的改善。管理体系的内容不仅应该包括对采矿技术的审查,还应包括对煤矿公司的惩罚,从而进一步使煤炭行业能够找到其缺点和解决方案,并清楚地了解未来的发展方向。管理制度的改善可以使煤炭行业有意识地自我调节,从而有助于提高煤炭效率。煤炭行业可以定期举办一些技术竞赛,该竞赛每年举行一次,从而让各个公司可以及时报告技术更新并共同促进采矿工艺和技术的创新。
2.2、实现工艺技术智能生态化
现如今的发展阶段,信息技术的发展十分迅速,在这样的发展态势之下,煤炭工业正朝着信息化的方向进行发展。合理的使用信息技术可以更好地促进煤矿开采技术的智能发展。无人采矿不但会减少采矿的过程中所需要的劳动力,还可以进一步有效的确保采矿人员的人身安全从而可以提高公司的经济利益。在煤炭资源的实际开采过程中,会产生一些废气,而这些废气将会对矿区的环境产生不同程度的影响。采矿技术的智力发展可以保证采矿过程的合理性,还可以进一步减少对环境污染[4]。
2.3、加大人才队伍建设投入
人才是保证行业发展的最基本条件。它在煤矿开采的过程中有着主要作用。所以,要想确保采矿效率可以得到有效的提高以及生产的安全,煤炭企业必须加强人才队伍的建设,有必要建立一个技术非常专业而且有着经验丰富的团队。首先,煤矿企业建立吸引专业技术人才的机制,做好人才储备为有才能的员工提供更高水平的服务和充足的发展机会,为吸引的人才提供发展平台,只有这样才可以保证这些人才安心工作,并竭尽全力地进行采矿技术和工艺的研究和创新,其次,公司应该进一步加强对所有人员的专业技术的培训,不断地建立和完善采矿技术和工艺的评估体系,从而根据实际的生产情况对人才进行相应的专业评估,评估通过的人才可以上岗工作。最后,安全是生产的首要考虑的因素,公司必须要确保安全,对安全培训进行高度重视,必须定期组织员工进行安全培训,全方位提升员工素养[5]。
结束语
工业的迅速发展增加了对煤炭的使用。为了使得煤矿开采的效率可以得到进一步提高,煤矿企业必须在煤矿开采的技术方面进行不断的创新。尽管采矿技术已经得到了很大的发展,但是由于煤矿行业自身比较特殊,所以在采矿技术方面仍然需要不断的改进。
参考文献:
[1]贾江.煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术分析[J].山东工业技术,2018(23):66.
[2]牟俊康,刘伟.煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术探究[J].中国战略新兴产业,2018(40):217.
[3]高桂琴,黄涛.煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术分析[J].中国战略新兴产业,2018(36):242.
[4]梁芝晏.煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术解析[J].技术与市场,2018,25(07):115+117.
[5]张其堂.探讨煤矿采矿工程中的采矿工艺技术[J].甘肃科技纵横,2018,47(04):11-14.