浅析矿井采矿技术存在问题及优化研究

浅析矿井采矿技术存在问题及优化研究

陈霞

511025198707184240邮编610000

摘要：中国矿井的开采与利用已有较长历史，但矿井开采技术却是在改革开放以后才迅速发展起来的。其中中国各行各业都在积极地吸收科技知识，并迅速地将其应用于实际生产，正是在这种大环境下，中国矿井开采技术才得以迅速发展，其开采效率与品质均有明显的提高。但是，由于矿山作业的危险性较大，尤其是地下矿山作业，其不确定性大，对作业技术的要求也较高。地下采矿技术和现代装备的配合，可以确保地下采矿的安全、优质地进行。

关键词：矿井开采；开采技术；存在问题；优化措施

中图分类号：TD80

文献标识码：A

引言

矿山工程有着自身的特点，比如不同区域矿产资源本身地理位置与环境具有复杂性，矿产资源具有不可再生的特点，这些都决定了矿井采掘作业对专业性的要求较高，必须由专业人士结合实际情况灵活运用采矿技术完成作业。再加上矿井作业本身还具有较大的危险性，这主要是因为矿产资源处于地下，在施工过程中遇到的地质水文条件复杂，可能遭遇有毒有害气体、瓦斯爆炸、煤尘、塌陷等，对矿井作业相关设备与人员的安全构成严重威胁。不仅如此，随着浅层矿产资源开采量的增加，需要进一步对更深范围的矿产资源开发，这些不仅对采矿技术提出了更高要求，而且也增加了采矿施工作业的危险性。基于此，矿山工程需要重视采矿技术与施工安全应用研究，更好地指导实际采矿作业与安全管理，保证矿产资源能够顺利采掘，并预防重大安全生产事故。

1矿井井下采矿的技术特点

1.1开采难度大

大多数的矿井都位于地下，因此开采过程也在地下。与露天采矿相比，井下采矿的难度更高。首先，矿山地下采矿环境复杂，矿石、设备和人员等因素集中在一个狭窄的空间，给矿山开采带来很大的困难；其次，相对于露天矿而言，某些地下矿井的生产效益较差，且很难实现大规模的机械化生产。

1.2开采方式单一

采掘者要结合矿井的种类和特征，选择合适的采掘工艺。在矿井中，由于受到设备和环境等因素的制约，一般采用“直采”的方法，而地下开采则不一样。随着采矿技术的发展，定向井采煤法也被普遍采用。定向采煤不能仅用于某一点，要对整个矿井进行定位后，才能确定其方向。钻进地下，用测量仪对采矿的方向进行测量，以确保采矿的准确性。

2矿井井下采矿技术存在的相关问题

2.1矿井上方地表陷落

在地下采矿时，只针对部分区域进行采矿，极易造成周边区域的地面出现塌陷现象。地面陷落的问题带来的后果需要引起重视，如果煤炭的井下采矿技术没有得到提高，周边的地面反复陷落，就有可能导致矿区上方的岩石、土壤滑落，形成坍塌，造成人员伤亡。任何一块陆地的开发，都会对周围的生态环境产生影响。

2.2采矿时自燃现象

煤炭是易燃物，破碎的煤炭或采空区中的煤炭与空气接触，与空气中的氧气产生化学反应，积累热量，当热量积累到煤炭的自燃温度时，就会引发煤的自燃。这种缺陷在地下矿井中不易被察觉，因此，必须立即采取措施加以解决。由于地下矿井的工作环境相对封闭，呼吸到煤炭燃烧的有毒气体后，容易造成慢性的煤中毒。煤炭的自燃还有可能导致有害气体的扩散和爆炸，对井下开采的工作人员来说，是一个无法预防的安全问题。即使开采技术再好，也不能彻底杜绝煤炭的自燃。因此，在井下作业时，要做好防火的准备，从而阻止这些危险的事故的进一步发展。

2.3矿井深浅发展问题

在施工作业早期，浅层区就已经被挖掘出来了，随着浅层区的挖掘，矿产资源的储量越来越少。于是，深井机械设备应运而生，并被应用到了更深的地方。如果是在深层进行采矿，必须要考虑地质环境和矿产资源的富集，否则将会对该地区的环境造成破坏，不但会消耗大量的人力物力，而且还会损耗大量的设备，是一种投入与产出不符的工作。在进行深层次的采煤时，也要注意工作人员对矿山的适应性，对地下矿井进行通风，降温等，加大排风量，使深层的煤层温度降低。

3矿井井下采矿技术的优化措施

3.1矿井井下采矿中合理控制开采

矿井下开采过程中常伴有煤气、地热等有害气体，而且这些有害气体的存在对矿井下开采的安全性造成了很大的威胁，使矿井下开采的安全系数变小，存在着安全隐患。在矿井开采过程中，必须加强矿井的通风，才能有效防止煤气、地热等灾害的发生。在矿井中，由于连续的地下开采，地热的温度会一直在上升，仅靠简易的通风设备，不能有效的驱散热量，不能满足对地热的散热要求，仅靠简易的通风方式，是达不到安全温度的。为了解决该问题，必须在室内设置空调等冷却装置，以达到调节室内环境的目的。目前矿井内的空气调节装置，主要有分散型和集中型两种，两种装置有各自的优势和劣势。集中式的最大优势在于它有很好的冷却效果，集中式通常都是安装在井下的车场，或者是直接安装在地面上，这样的安装方法更容易携带，也更容易使用。此外，它还可以利用非制冷运行来增加风量，还可以起到对热源的隔离作用，从而可以对矿井的通风系统进行有效的改进，所以目前在矿井中使用得比较多。分散式空调的优势在于它的安装费用低廉，而且容易使用，但是它在温度的控制上没有那么好的效果。如果要采用分散式的安装方式，就必须要不断地增加设备的数目，且分布在采掘工作区。在井下的开采过程中，还必须要有空调的连续运转，长期来看，会加大运营成本，而且没有显著的效果，这对于矿井下的生产是不利的。在矿井下进行采矿时，要注意做好地下温度的控制，把煤气爆炸等安全隐患消灭在萌芽状态，提高矿井生产的安全性。

3.2采用智能化矿井开采技术

在中国，煤炭的储存条件十分复杂，要根据煤层的储存基础、开采目标量，以及当地的经济和科学技术水平，来选择一种有针对性的煤炭智能化开采方式。矿井智能化开采模式吸收了物联网、云计算、人工智能等新一代信息技术，它拥有一套稳定可靠的技术和工艺，并且具备了较高的可操作性。智能矿井管理系统主要由井下控制系统平台、统一作业平台和信息感知等几个部分组成。井下控制平台包括了矿井的生产、运输、洗选三个部分，是矿井智能化生产的核心。矿井作业平台是矿井作业的主要执行器，是矿井作业安全的保证。信息感知系统是实现智能信息分析和决策的基础，它可以探测到矿井中的各种生产因素。以智能煤炭为核心，以数据处理、通信为辅助手段，实现煤炭生产的智能化。针对不同煤层的特点，采用了相应的矿井智能开采方式。

3.3做好工人的业务培训

需要对工人进行有效的培训，内容是关于矿井内常见突发事件的处理方式。比如煤炭自燃之前，应该怎么做才能更好地保护自己；提高员工的安全意识，这样才能更好地减少自燃的风险。在发生自燃后，也要提高员工的应对能力，了解如何保障自身安全，这样才能最大程度地减少事故带来的损失。做好通风工作，根据地质条件和开采方法，选择合适的通风系统，达到最基本的防范效果。

结束语

随着矿井井下开采技术的发展，针对在开采过程中存在地表塌陷、煤炭自燃，以及机器的使用和运输管理等问题，都要持续进行优化。通过对井下开采技术的优化措施进行分析，可以持续提升工人的安全保护意识和设备的使用技能，并优化巷道等多个方面。保证矿产安全和提高开采技术，不仅是对矿山工作人员和矿山机械的安全保证，也是对周边的生态环境以及国家资源的保护。

参考文献

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［2］陈钉.煤矿开采技术的发展问题探讨［J］.中国化工贸易，2018，10（4）：108.

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