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

张超

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摘要：采矿工艺技术是煤矿开采的重要组成部分，其先进性和规范程度直接影响着煤矿开采的效率和质量。如果工艺技术不能达到采矿标准，不仅影响采矿质量，而且会对煤矿周边环境产生不利影响，严重时甚至会危及采矿工人的人身安全。本文主要论述了煤矿采矿工程中的采矿工艺和技术，目的是实现煤矿采矿工作的安全性，提高采矿工作的效率和质量。

关键词：煤矿采矿工程；采矿工艺；采矿技术

引言

煤炭是我国重要的能源供应，我国每年的煤炭消耗为我国的经济发展提供了充足的动力。为了推动我国经济的健康发展，许多学者都在努力开发清洁能源，如风能和太阳能，以减少对煤炭的依赖。从目前清洁能源的研发进展来看，煤炭在今后的一段时间内仍将是我国能源的主要来源。但是，煤矿开采存在着一定的安全风险，为了有效地保护矿工的生命安全，就必须对采矿工艺技术进行有针对性地研究。

一、煤矿采矿工艺技术

（一）填充开采

填充开采也就是利用安全可靠的支护，保障矿区的安全生产，逐步落实回采工作，使用合适材料填充采空区的工艺技术。为了保证采空区的稳定，还可采用支架和填充材料相结合的方法。由于采空区是煤矿开采过程中所产生的一种安全隐患，很容易引起围岩塌陷、地面沉降等现象。因此，应将围岩崩落量控制在合理的范围内，采用地压法，增加填充材料的使用，以保证采矿作业的安全进行。填充开采工艺技术可用于当地矿区围岩不稳定的情况下，或者开采一些稀缺矿石时，不仅为煤矿开采提供较高安全性，保持地表原始状态，还有较高回采率。填充物多为矿渣和矸石，成本较低。但由于充填开采工艺技术本身的复杂性，加上前期的投入增加，很难有效地保证煤矿的开采效率。

（二）空场采矿

空场采矿有三种方式，分别房柱、阶段矿房，以及留矿，目前还在大力推广全面采矿方法。空场开采对煤柱有计划地进行预留，由具备一定承载能力的围岩和在规划设计中预留的煤柱共同承担煤矿开采时，由于内部煤矿存储量减少，导致矿洞整体安全性降低。空场开采的主要特点是暴露面积广，它能够极大地提高现有采矿作业的工作效率，有力保障煤矿开采经济效益，但是对于采矿回采效率普遍较低。为了保证采矿的安全，必须在采矿过程中，尽快完成矿柱开采工作。对采空区也应选择合适的方法加以治理。

（三）崩落开采

以采矿矿体边界位置为依据，在边界周围设置能够运输煤矿的曲线巷道，并在矿体边界上盘或下盘位置采用释放的方式，开展巷道切割工作，获取切割空间。另外，在堑沟中间布置扇形炮眼，通过爆破来完成崩落开采的前期工作。爆破完毕，并对矿坑进行了检查，确认了矿坑的稳定性后，才开始回采。崩落采矿技术具有操作简便、总成本控制、采矿效率高等特点。但在采用崩落技术开采的同时，还必须满足爆破后崩落的条件，否则就不能采用崩落开采技术，以免引起严重的危害。

（四）露天采矿与溶浸工艺

如果煤矿离地表很近，则可采用露天采矿工艺，将地面的土移走，使矿层暴露出来。该采矿工艺技术是一种低成本、安全的采矿方法。但这种采矿工艺只局限于内蒙古霍林河、伊敏等少数几个矿区，以及我国最大的平朔安太堡等煤矿。另外一些地区则达不到露天矿的标准，因此不适宜露天开采。而在煤矿开采的时候，根据煤矿的物理化学特性，可以利用化学试剂进行渗透的化学反应，将矿石中的有机成分分解，并将其回收，进行加工处理。首先用物理方法沿着岩缝进行切割，然后在合适的岩层部位注入化学试剂。化学试剂与岩层发生化学反应，将地层溶解，便于开采煤矿资源。但在采用溶浸工艺进行采矿作业的时候，要注意化学试剂的用量，以免对周围环境造成损害。

二、智能化采矿

以信息化与自动化为技术基础，利用人工智能与大数据等信息技术，构建智能化开采系统，实现煤矿采矿智能化。此外，智能化采矿能够利用计算机系统来构建数据模型，从而实现决策的自主化，从信息感知到自主决策，再到各个环节之间的协同作业，高效地执行，它覆盖了煤矿切割、矿井支护，再到煤矿运输等常规煤矿生产的全过程。采用智能化技术对采煤机进行远程控制，通过视频对煤矿进行准确定位，并根据识别的煤矿进行记忆切割，这是智能化采矿的核心工艺。而液压支架智能控制技术则是用智能系统取代人工矿井支护，实现了对补压、方位调整等功能的全过程自动化控制。而煤矿采集获得的煤炭，可以利用刮板与带式输送机，用计算机系统来实现智能化传送，做到智能启动、调速等技术。通过可视化集中控制中心，对各设备进行控制，使其适应煤层结构的突变模式，实现高效精准地开采；适应岩层压力的瞬变模式，实现对矿坑的可靠支护。同时，将工作全流程与物联网相结合，实现实时监控，从而调整煤矿开采的各种变化，如自动调直、智能驱动，实现高效、精准传送。

三、煤矿采矿工艺技术注意事项与改进技术措施

（一）煤矿采矿工艺技术注意事项

在煤矿开采过程中，采空区的治理是煤矿行业关注的焦点。通常情况下，要根据煤矿开采的实际情况，通过科学、有效的方法来确定采空区的位置，然后采用合理的方法来完成煤层的充填，对采空区上部区域进行加固，以保证煤矿的安全生产。此外，煤矿企业还需要在正常作业过程中，运用适合的技术，提高采矿人员的安全意识，降低采矿风险，确保安全生产。煤矿企业还需要对现有采矿范围内的区域展开全面的勘查，利用现代化技术开展高效的煤矿采矿，保障低碳开采，提升煤矿采矿整体经济效益。

（二）改进煤矿采矿工艺技术措施

在煤矿采矿作业中，应当及时对现有的工艺技术进行更新，提高先进科技的应用水平，研发出不受地质环境影响的通信技术，以保证煤矿采矿作业的安全。同时，还应积极运用地理信息系统技术，分析当前矿井塌陷现象，实现对矿井塌陷的实时监测。利用卫星遥感技术来构建矿区具有体系化的灾害关系系统，这样可以方便技术人员对煤矿开采产生的各种数据信息进行监测，从而避免安全故事带来的严重影响。煤矿企业具有可持续发展的思想，利用生态化的技术来减少由于煤矿开采引起的环境污染，提高煤矿开采的安全性。

结语

煤矿开采除了需要安全地使用采矿工艺技术外，还需要对采矿工人的安全防范意识进行培养。通过邀请有关安全专家，以讲座和授课的形式，提高采矿者的安全意识，传授采矿者在井下遇到危险时的自救方法。煤矿采矿工艺和技术要在保证工人生命安全的前提下，提高采矿的效率和质量，这两个方面是先后的，而不是并列的。在具体的教学实践中，必须明确这种理念，这样才能真正体现“以人为本”的理念。把煤矿作业中出现的问题解决在萌芽阶段，防止安全隐患演变成严重的危险，对煤矿安全生产和矿工生命安全构成威胁。

参考文献

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