煤矿采矿技术应用现状及改进技术分析

煤矿采矿技术应用现状及改进技术分析

李红旭 ,2.罗林本

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摘要：煤炭属于我国能源结构体系中不可或缺的组成部分，与国家的能源安全和国民经济发展息息相关。基于各方面因素的影响下，与发达国家相比，我国现有煤矿开采技术相对比较落后，不管是技术层面上，还是装备水平上均存在比较大的差距。为了使上述问题得到有效解决，并确保煤矿开采工作的顺利进行，需要加强对采煤新技术的应用，下面将会对其进行详细阐述。

关键词：煤矿；采矿技术；应用现状；改进技术

1煤矿开采原则

在煤矿开采的过程中，应制定一定的原则，对煤矿开采过程进行规划，确保其能够在实际的运行过程中，做好相应开采工作，保障整体的工作效率。

首先，安全性原则，煤炭开采是一项具有较大危险性的工作，在实际的开采过程中应保障作业的安全性，降低事故发生的概率。矿山开采过程中，受到矿山内部支撑性、内部瓦斯含量、地震等灾害的影响，矿山可能存在坍塌的危险。同时煤矿采煤过程中，工作人员以及设备的运行等因素，均会影响实际开采的安全性。因此，为保障整体作业的安全性，应加强对矿山内部的管理，优化煤炭开采技术，从而提高煤矿开采安全性。其次，经济性原则，煤炭开采技术水平直接与企业的经济效益相关联，开采技术水平低，将会影响整体企业收益情况，因此，应对煤炭资源的开采技术进行合理优化，提升开采效率，保障煤炭的质量，降低浪费和故障等不良影响。最后，资源利用原则，在煤炭开采的过程中，为实现对煤炭资源的有效利用与管理，应加强对资源的合理利用。针对不同地理环境和资源情况进行探查，结合资源特点制定相应的开采措施，保障矿山资源合理利用的同时，提高开采安全性。

2存在的问题

到目前为止，我国煤矿的智能化建设已初见效果，只是其中还存在诸多需要排除的问题。因此必须了解到煤矿的智能化建设依然处在萌芽期，而其中的问题重点有三：

(1）并没有真正做到全过程的智能化生产。因为矿下生产境况十分恶劣，所用技术手段又具有一定局限性，因此大部分开采环节都必须获得人力支持，比如在带上或者是煤矿巷道的操控中心控制机械来割煤。

(2）仅有一小部分煤矿进行了推广使用，技术难度大。想要完成煤炭资源的智能化生产，就必须在煤矿的地上和地下建立网络通信系统，但是大部分煤矿目前均无法做到。

(3）并没有建立对应且一致的智能化生产准则。虽说目前智能化生产模式已经在很多煤矿获得了运用，但怎样确保智能化生产设施拥有较强的适用性，还没有更好的答案。因此，我国要想完成所有煤矿的智能化生产改革是比较困难的。

3煤矿开采中常见采矿技术

3.1充填开采技术

传统煤矿开采阶段，由于未按照要求对开采现场进行保护，不仅会造成环境污染，而且还会影响煤矿开采效率，这就使得充填开采技术得到了广泛应用。在充填开采技术应用阶段，需要结合实际来对填充物进行合理选择，以此来达到预期的充填效果。如今，常用的填充物有矸石填充、胶结填充、粉煤灰充填等。通常情况下，胶结填充法可以确保填充的稳定性其常见的材料有，水泥材料、胶结剂及骨料等，其可以达到提高煤矿充填效果。而粉煤灰填充也可以达到预期的充填目的，并实现对周围生态环境的有效保护，具有比较高的成本控制价值。

3.2工作面回采探测技术

开采设备在作业期间，必须对采煤工作面的推进方向进行不间断的检测，重点是进行煤矸检测，而这一检测环节则主要是对矸石与煤进行区分，降低回采期间煤矸石的产量。现阶段，已经将光谱分析技术运用到了矸石与煤的区分工作中，比如：拉曼光谱技术、激光诱导击穿光谱技术和太赫兹技术等。但是如何更加精准的区分各种矿石与煤仍然属于一个难度较高的问题，必须在技术上有所突破。

在煤矿开采期间，煤岩的分界面会直接影响到采煤机的采动高度。因此，必须精准判定岩层与煤层之间的界限。在界限的断定上通常会用到电磁波探测技术。经过分析电磁波讯号在煤层中的传播时长与电磁波的推进速度便能够计算出煤层的大致厚度。现阶段，对超电磁波探测技术的运用比较普遍，最深可以探测到地下30m，最低也可以探测到地下4m的深度。但该技术仅能运用到煤层较为规整、完好的环境中，如果在破碎的煤层中进行运用就会出现较大误差。所以，研发出能够在恶劣环境下对煤层厚度进行精准探测的技术是非常关键也是十分困难的。

3.3倾斜层采煤技术

倾斜层采煤技术分为急倾斜层采煤技术和斜倾长壁采煤技术。急倾斜层采煤技术应用的过程中，由于地层倾斜度较高，整体的危险性和对技术的要求较高，需要作业人员具有较高的操作水平。通过对该技术进行合理优化，使整体的开采技术难度降低，提高整体的开采效率。作业人员应加强对开采工作的了解，结合矿山实际情况，制定相应的作业计划，不断提升整体的开采效果。同时严格按照相应的施工步骤，对煤矿进行合理的开采。在开采过程中，应注意内部的瓦斯含量，保障作业人员的生命安全。

在使用斜倾长壁采煤技术的过程中，通过合理的优化，能够有效提升开采的静谧性。同时，由于倾斜长壁采煤技术在施工过程中，巷道比值较为简单，后期维护消耗较小，在施工后能够在短时间实现生产，提高整体的开采效率和企业的效益。该技术使用过程中，对环境适应性较强，在对含水较为丰富以及瓦斯含量较大的区域，能够有效地进行疏干和排气，提高开采过程中的安全性。相关工作人员可以利用设备对煤矿进行调查和了解，计算地下煤层的实际情况，从而制定相应的操作步骤。该方法使用时同样对操作技术水平的要求较高，因此，对其进行优化，降低操控的难度，从而提高整体的矿产开采效率。

3.4刨煤机采煤技术

在煤矿开采阶段，由于煤层厚度存在差异，此时就需要结合煤矿开采特点来合理选择采煤技术。如果煤矿每层厚度比较薄时，或厚度相对比较中等时，一般会选择刨煤机采煤技术。在刨煤机采煤技术实际应用阶段，其可以开采每层特别薄的煤矿，最小开采厚度可达到0.6m。通常情况下，在刨煤机采煤过程中，每一刀的切割深度一般可以达到25cm，而切割速度可以提升至3m/s，从而有效提高煤矿开采效率。如今，在刨煤机采煤工艺中，借助智能驱动系统可以实现对采煤过程的有效控制，这样既可以为其它区域煤矿开采提供借鉴，而且还可以提高刨煤机采煤智能化水平，进而在降低煤矿企业采煤成本的同时，提高煤矿企业经济效益。

3.5工作面的实时调控技术

在对工作面进行回踩过程中，液压支架、采煤机和刮板机极易产生移动问题，这时就必须进行及时调动。因为这属于对机械的运动调控，也就是说机械在工作期间的方位调动，需要讯息传送与结构动作的进行均具有较高的实时性。针对讯息准时传送这一问题，主要是在工作面中设置上百兆光纤通讯系统，一般均能达到实时传递讯息的效果。但是由于刮板输送机、采煤机和液压支架等采煤机械大都属于重量较高的机械，如何达到执行结构动作随时调节的目的、完成机械方位的迅速调节，依然属于有待解决的难题。现阶段，精准度最高的当属伺服控制，然而如何将伺服控制充分融合到机械方位调节工作中也需要进一步研究与创新。

结论

我国煤矿对智能化开采技术的大力推进，为煤炭行业的产业升级提供了一次绝好的机会。由于我国煤矿智能化开采技术起步比较晚，分析煤矿智能化开采技术发展存在的问题是非常有必要的。目前国内已初步建成了一些示范性的智能化开采矿井，未来需要大力发展工作面的连续开采技术、工作面回采探测技术及工作面的实时调控技术。研究可为认识工作面智能化开采技术的发展提供一定的参考。

参考文献：

[1]唐恩贤,张玉良,马骋.煤矿智能化开采技术研究现状及展望[J].煤炭科学技术,2019,47(10):111-115.

[2]杜艳军.煤矿智能化开采现状及展望[J].山西煤炭,2019,39(4):71-74.

[3]余铜柱.智能化技术在煤矿开采中的现状及展望[J].科技创新导报,2019,16(19):22-23.