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

余应淼'

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摘要：作为保障煤矿开采重要组成部分，采矿工艺技术是否先进、规范，将直接影响煤矿开采效率与质量。如果工艺技术达不到采矿标准，不仅对采矿质量产生影响，还会对煤矿周边环境造成负面影响，严重情况可能会导致采矿工人人身安全遭受威胁。本文针对煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术进行讨论，旨在落实煤矿采矿作业安全，提高采矿效率与质量。

关键词：煤矿采矿工程；采矿工艺；采矿技术

前言：作为我国重要能源供应，每年我国煤炭消耗高达40亿吨，为我国经济发展提供充足动力。为促进我国经济健康发展，国内大量研究人员正在着手开发例如风能、太阳能等清洁能源，减少对煤炭能源依赖。就当前清洁能源研发进度看，煤炭在未来一段时间仍然是我国能源主力。而煤矿采矿存在一定安全风险，需要有针对性研究采矿工艺技术，才能有效保障采矿工人的人身安全。

1煤矿采矿工艺技术

1.1填充开采

填充开采即利用安全可靠支护，保障矿区安全生产，对回采工作逐渐落实，使用合适材料填充采空区的工艺技术。也可以采用支架与填充材料相互结合方法，保障采空区稳定性。因为采空区是在煤矿采矿掏空地基下煤矿产生的一种安全隐患，极容易造成围岩崩塌现象，地表沉降问题也时有发生。所以，要在围岩崩落控制在合理范围内，采用地压式管理方法，增加填充料使用，保障采矿工作安全运行。填充开采工艺技术可以用于当地矿区围岩不稳定的情况下，或者对一些稀缺矿石进行开采时，不仅为煤矿采矿提供较高安全性，保持地表原状态，还有较高回采率[1]。填充料大多使用矿渣、矸石，材料获取成本低。但是填充开采工艺技术自身存在复杂性，还需要前期投入额外成本，煤矿采矿工作效率难以有效保障。

1.2空场采矿

空场采矿有房柱、阶段矿房，以及留矿等三种方法，目前还有全面采矿方法正在加大技术推广规模。空场开采对煤柱有计划进行预留，由具备一定承载能力的围岩以及在规划设计中预留的煤柱两者共同承担煤矿采矿时，因内部煤矿存储量减少，降低矿洞整体安全性。空场开采主要以暴露面积广为主要特点，可以对现有采矿作业极大提高工作效率，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[2]。在空场采矿的矿房开采结束后，需要尽快完成矿柱开采工作，提高采矿安全性。对于采空区也要选择适合方式进行处理。

1.3崩落开采

根据采矿矿体边界位置，在边界周边设置可以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方式，进行巷道切割工作，获取切割空间。而且，在堑沟中间位置设置扇形炮眼，使用爆破活动完成崩落开采前期工作。在爆破结束后，检查矿坑稳定后，开始对煤矿进行回采。崩落开采技术操作简单，整体成本投入可控，具有较高生产效率。但是，使用崩落开采技术时，需要矿坑满足爆破后陷落条件，否则禁止使用该开采技术，避免造成严重危害。

1.4露天采矿与溶浸工艺

如果煤矿与地表距离较近，可以使用移除地面土暴露矿层进行煤矿开采的露天采矿工艺。这种采矿工艺技术具有较低成本投入特点，采矿安全，用钻碎煤矿方式进行采矿。但是这种采矿工艺技术仅限于部分地区，例如内蒙古的霍林河露天煤矿与伊敏露天煤矿，还有我国最大露天煤矿平朔安太堡露天煤矿。其他地区无法达到露天煤矿标准，所以不适合进行露天采矿作业。而在煤矿采矿时，针对煤矿物理与化学特性，可以利用化学试剂进行渗透的化学反应，分解矿石有机成分，对煤矿回收，进行加工处理。先使用物理手段沿岩石缝隙切割，再将已配置好的化学试剂注入适合岩层位置。化学试剂与岩层会在化学反应下溶解岩层，从而方便获得煤矿资源。但是使用溶浸工艺进行采矿作业时，需要注意化学试剂使用量，避免对周边环境产生破坏。

2智能化采矿

利用信息化与自动化作为技术基础，以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。而且，智能化采矿可以利用计算机系统构建数据模型，实现决策自主化，从信息感知到自主决策，再到各个环节协同作业，高效执行，覆盖煤矿切割、矿井支护，再到运输煤矿等常规煤矿生产全过程。将采煤机使用智能化技术进行远程操控，通过视频对煤矿精准定位，并根据识别煤矿进行记忆切割，是智能化采矿核心工艺。而液压支架智能控制技术则是由智能系统代替人工矿井支护，可以对补压、调整方位等功能进行全程自动化控制。而煤矿采集获得的煤炭则利用刮板与带式输送机，以计算机系统实现智能化传送，做到智能启动、调速等技术。利用可视化集控中心控制各个设备，以适应煤层结构突变方式，做到高效精准煤矿采矿，以适应岩层压力瞬变方式，做到对矿坑牢固支护。同时，将工作全流程与物联网相结合，实现实时监控，从而对煤矿采矿各种变化进行调整，例如自动调直、智能驱动，做到高效、精准传送煤矿。

3煤矿采矿工艺技术注意事项与改进技术措施

3.1煤矿采矿工艺技术注意事项

对于煤矿采矿作业，如何处理采空区是煤矿行业重点。通常情况下需要根据煤矿采矿实际情况，采用科学有效技术确定采空区位置，并使用合理方式完成煤矿内部填充，加固采空区上方区域，保障安全作业。而且，煤矿企业需要在正常作业中使用适合技术进行采矿作业，并加强采矿人员安全意识，减少采矿风险，保障安全生产。煤矿企业也需要对现有采矿范围内进行全面勘察，以现代化技术进行高效煤矿采矿，保障低碳开采，提升煤矿采矿整体经济效益

[3]。

3.2改进煤矿采矿工艺技术措施

煤矿采矿作业应当及时更新现有工艺技术，加强对先进科技应用水平，研发不受地质环境影响的通信技术，保障煤矿采矿作业安全。同时，也要积极利用GIS（）技术，对矿区当前矿坑坍塌现象进行分析，实现实时监控。以卫星遥感技术构建矿区具有体系化灾害关系系统，方便技术人员监测煤矿采矿产生的各种数据信息，规避安全故事带来的严重影响。煤矿企业有可持续发展理念，借助生态化技术降低因煤矿开采作业造成的环境污染，提高煤矿开采作业安全性。

结论：煤矿采矿除需要对采矿工艺技术安全使用，也需要培养采矿工人对于安全防范意识。邀请相关安全专家，采用讲座、授课等方式，提高采矿工人安全意识，教授在矿井遇难自救方法。煤矿采矿工艺与技术要在保障工人生命安全前提条件下，提高采矿效率与质量，两者是先后关系，而不是并列关系。在实际作业中要明确这一观念，才能真正做到“以人为本”。将煤矿作业问题解决在问题初期，避免安全隐患衍生为严重危险，影响煤矿安全生产，威胁煤矿工人生命安全。

参考文献

[1]罗烨, 乔烨彬, 孙贵东,等. 采场伪倾斜布置开采新工艺及回采工艺优选[J]. 化工矿物与加工, 2020(8):1-4.

[2]池恒. 采矿工程中现代化采矿技术的应用研究[J]. 化工中间体, 2020, 000(010):83-84.

[3]杨明, 华心祝, 刘志国,等. 深部采矿工程多功能相似模拟装置[J]. 煤矿安全, 2019, 50(005):126-129.

第一作者简介：赵改革，出生于1983-11,男,汉族,陕西蒲城,采矿工程师,本科，生产副总经理、总工程师,研究方向：采矿工程

第二作者：王丁酉 陕西陕煤蒲白矿业有限公司生产技术部副部长。