探析井下采煤技术及采煤工艺的选择.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：冯盼（1997），男，汉族，陕西西安人，本科，国能神东煤炭哈拉沟煤矿，助理工程师，研究方向为采煤方向。-120-探析井下采煤技术及采煤工艺的选择 冯 盼 国能神东煤炭哈拉沟煤矿，陕西 榆林 719315 摘要：摘要：煤矿产业作为我国民生、经济发展的主要支柱产业，其的配套生产技术、工艺水平会直接影响产业生产活动开展效果。井下采煤技术及采煤工艺的选择一直是煤矿工业中备受关注的研究领域。随着能源需求的不断增长和采煤技术的不断创新，选择合适的采煤技术和工艺变得愈发重要。本文将对井下采煤技术进行分类，深入探讨采煤工艺选择的因素，并提出优化井下采煤工艺的建议，以提高煤矿的生产效益和安全性。关键词：关键词：井下；采煤技术；采煤工艺；选择 中图分类号：中图分类号：TD421 0 引言 随着科技的不断发展和社会对煤矿生产提出更高要求，优化井下采煤工艺成为当前亟需解决的问题。选择合适的井下采煤工艺直接关系到矿井的生产效益、矿工的安全以及环境的可持续性。在考虑地质条件、技术设备条件以及安全性等多方面因素的基础上，采煤工艺的选择显得尤为重要，只有通过综合考量各项因素，才能确保矿井生产的高效性、安全性和可持续性。1 井下采煤技术的分类 1.1 综采技术 综采技术作为井下采煤的一种先进方式，在技术应用上展现了高效同时进行采煤和支护工作的特点。其中，长壁综采作为综采技术的代表，通过采煤机沿煤壁工作，同时在后方进行支护，实现了煤层的连续、高效开采。这一过程中，先进的自动化系统控制着采煤机的运动，确保其按照设计好的轨迹进行工作。这种协同控制的技术应用旨在提高生产效率的同时，强调矿工的安全。在长壁综采技术中，支护设备也得到智能化控制，能够及时响应采煤机的工作需求，从而保障煤壁的稳定性。这种智能化的支护系统有效地减少了人为因素的介入，提高了整体作业的可控性和安全性【1】。此外，短壁综采技术更进一步注重适应不同地层条件，灵活性使其在实际应用中表现出色，通过在不同地质条件下灵活选择支护形式和采煤机工作模式，短壁综采技术在不同矿区的适应性得到了显著展示。1.2 普采技术 普采技术作为传统的采煤方式，在技术应用上呈现出手工采煤和机械采煤两个主要方面。在小规模煤矿中，手工采煤是一种常见的应用方式，矿工通过人工劳动进行煤层的开采。手工采煤技术要求矿工准确判断煤层的质量和构造，通过手动操作采煤工具来进行开采。虽然这种方式简单，但效率较低，且在复杂地质条件下存在一定的安全隐患。随着技术的不断进步，机械采煤成为普采技术中的主流。机械采煤通过采用各类采煤设备，如采煤机和输送机，极大地提高了采煤的效率，其关键在于先进的自动化控制系统，通过对采煤机的自动调整和监测，实现对煤层的高效开采。这种技术应用不仅提高了生产效率，同时也减轻了矿工的体力劳动，使整个采煤过程更为现代化和可持续。机械采煤的广泛应用标志着采煤行业朝着更加智能、高效的方向迈进，为煤矿行业的可持续发展奠定了基础。1.3 炮采技术 炮采技术是一种采用爆破技术进行煤层开采的方法，其核心在于如何合理设置爆破点，以实现对煤层的快速破碎。炮采技术需要通过准确的爆破设计和控制，确保爆破效果既能提高煤矿的产量，又不损害矿体结构。技术应用上，炮采需要密切结合地质勘探数据，通过计算机模拟等先进技术，精准地进行爆破设计，以确保采煤效果和安全性的平衡。炮采技术的应用涉及到多个学科领域，包括地质学和爆破工程学。通过精密的地质勘探，炮采技术能够更准确地确定煤层的分布和性质，为后续的爆破设计提供重要依据。中国科技期刊数据库 工业 A-121-在爆破设计中，通过计算机模拟和数值分析，炮采技术能够精确控制爆破参数，实现高效的煤层破碎，从而提高采煤效率。同时，对于爆破后的煤层，炮采技术需要选择合理的支护方式，以确保煤层的稳定性，进而保障矿工的安全。整个炮采过程需要科学、精密的操作，以平衡高产量和采煤安全的双重目标。1.4 连采技术 连采技术的成功关键在于实现采煤机与输送机等设备的紧密协同工作，以确保煤矿的连续开采。在技术应用上，连采需要通过先进的自动控制系统来实现设备之间的协同作业【2】。采煤机的工作需要与输送机的运行紧密匹配，以确保整个采煤过程的连续性。技术上，通过应用先进的传感技术和自动化控制技术，连采实现了设备的智能化。在连采中，采煤机通过感知煤层的变化，能够实时调整工作状态，以确保高效的采煤过程。这种智能化的自动调整不仅提高了生产效率，还降低了人为因素对采煤过程的干扰。同时，自动化控制系统能够对设备运行状态进行实时监测和诊断，从而提高了采煤工艺的稳定性和可靠性。这种智能化的连采技术不仅使整个采煤过程更加高效，同时也减轻了矿工的劳动强度，提升了工作安全性。2 采煤工艺的选择因素 2.1 地质条件 地质条件在采煤工艺选择中扮演着至关重要的角色，直接影响煤矿开采的可行性和效益。不同的地质特征，如地层构造、煤层厚度、倾角等，对采煤技术的适用性提出了明确要求。为了在复杂多变的地质环境中取得成功，必须灵活运用井下采煤技术，并在地质条件的基础上制定出科学合理的采煤方案。详尽的地质研究是不可或缺的一环，以确保采煤工程能够高效、安全地进行。地质学的角度能够提供深刻的地层结构和煤层特性的理解，为采煤方案的制定提供基础。通过综合运用地质勘探技术，如地震勘探、电磁法勘探等，可以获取更为准确、全面的地质信息，这些信息不仅有助于了解煤矿地质构造，还为确定合适的采煤方案提供科学依据【3】。因此，地质条件的全面研究和科学分析对于采煤工艺的选择至关重要，有助于避免潜在地质风险，提高采煤效率。2.2 技术设备条件 现代井下采煤无法离开先进的技术设备，而这些设备的选择将直接影响到采煤的效率和安全性，采煤机、支护设备、输送设备等的先进性和适用性是选择采煤工艺时必须重点考虑的因素。先进的技术设备能够极大地提高采煤效率，降低生产成本，并且对于保障矿工的安全有着不可替代的作用。在制定采煤工艺方案时，必须全面评估技术设备条件，确保其处于最佳状态，以充分发挥其在煤矿生产中的优越性。采用先进的工艺和设备，如自动化采煤机械系统，可以提高采煤效率，减少矿工的劳动强度，从而更好地满足现代煤矿生产的要求。此外，技术设备的更新换代也需要纳入考虑，以确保采煤工艺的持续优化和改进，在选择技术设备时，要关注其安全性、耐用性、维护便捷性等方面，确保设备在使用过程中能够稳定可靠地运行，为煤矿生产提供有力支持。2.3 安全性考量 采煤工艺的选择必须以安全性为首要考虑因素，不同的采煤技术存在着不同的安全隐患和管理难度，因此在选择采煤工艺时，必须将安全放在首位。通过科学的风险评估和安全管理手段，确保在采煤过程中矿工的人身安全和设备安全都能得到有效保障。只有在确保安全的前提下，采煤工艺的选择才能得以实施。从安全管理的角度出发，采取全面、系统的安全措施，确保在采煤过程中发生事故的概率最小化，最大限度地保护矿工的安全。培训矿工的安全意识，建立健全的安全管理制度，是确保采煤工艺安全性的关键步骤。安全性的考虑不仅仅体现在采煤过程中，还包括设备运行的全生命周期。定期维护和检修设备，建立健全的事故应急响应机制，都是确保安全生产的重要措施。2.4 资源回收与成本考虑 在资源有限的情况下，采煤工艺的选择需要综合考虑资源回收率和开采成本。通过合理的采煤工艺选择，可以实现对煤炭资源的最大化回收，同时在降低生产成本方面取得显著成效。通过科学的经济评估和成本控制手段，制定出符合实际情况的采煤工艺方案，为企业可持续发展提供有力支持【4】。考虑成本的角度需要细致分析每个环节的投入产出比，确保采煤工艺既经济实惠又具备可持续性。在资源回收方面，可以通过研究和采用先进的资源回收技术，提高煤炭的综合利用率，减少对环境的影响。此外，注重矿区的生中国科技期刊数据库 工业 A-122-态环境保护，推动绿色采煤技术的应用，有助于实现资源的可持续开发。通过科学的经济评估，了解不同采煤工艺的生产成本和效益，有助于企业做出明智的决策，同时，经济评估还能为企业提供改进生产流程、提高效益的建议，为企业的长期发展奠定基础。3 优化井下采煤工艺的建议 3.1 引入先进自动化与智能化技术 随着科技的迅猛发展，井下采煤工艺在提高效率、降低劳动强度以及增强安全性方面迎来了新的机遇。引入先进的自动化和智能化技术是实现这一目标的重要途径。在采煤机械方面，先进的设备可以实现更为精准的煤层开采，减少资源浪费，提高能源利用效率。智能控制系统的应用可以实现对整个采煤过程的实时监控和调控，使得操作更加精细和高效。这些技术的引入不仅提高了生产效率，还减轻了矿工的劳动负担。通过自动化技术，矿工可以从繁重、危险的体力劳动中解放出来，转而参与更为高级的监测和管理工作，从而提升整体的生产效益。此外，智能化技术还使得采煤工艺更加灵活，能够更好地适应复杂多变的采煤环境。通过远程监控和实时数据分析，管理人员能够做出更为科学的决策，提高整体运营效率。3.2 加强安全管理与环保措施 在井下采煤工艺中，安全管理和环保措施的加强对于煤矿的持续经营至关重要。安全问题不仅直接关系到矿工的生命安全，也直接影响矿业企业的声誉和可持续发展。为确保矿工在复杂的工作环境中安全作业，建立健全的安全管理制度是首要任务。通过加强培训，提高矿工的安全意识和应对突发事件的能力，可以有效减少事故的发生。培训还应包括应急预案的演练，以确保在紧急情况下的迅速而有序的应对。引入先进的安全监测设备和智能防护系统是提高安全性的关键步骤。这些系统可以实时监测工作环境，及时发现潜在的安全风险，从而采取迅速而有效的措施。智能防护系统可以在事故发生时提供及时的警报和自动应急措施，最大限度地减小事故的影响。这样的先进技术不仅提高了事故防范能力，也加强了矿工在工作中的安全感。除了安全管理，环保也是井下采煤工艺必须关注的方面。推动煤矿可持续发展需要采取环保措施，减少对周围环境的不良影响。清洁采煤技术的应用和尾矿处理技术的改进都是减轻矿山对环境压力的重要手段。实施绿色矿山建设，通过植被的恢复、水土保持等手段，改善矿区的生态环境，为未来可持续矿业发展奠定坚实的基础。3.3 定期维护设备 井下采煤设备常年置身于恶劣的工作环境，定期维护成为确保设备正常运行的关键措施。通过定期的检修和更换老化设备，可以显著提高采煤效率，并延长设备的使用寿命。建立完善的设备维护计划是确保设备长期稳定运行的重要一环，计划应包括定期的检查、润滑、更换易损件等维护措施，以确保设备在长时间内保持稳定可靠的运行状态【5】。为了提高维护的精准性和效率，引入先进的远程监测技术是至关重要的。这种技术能够实时监控设备的运行状态，及时发现潜在的故障，并采取相应的维护措施。通过远程监测，可以在设备发生故障之前预测问题，从而避免因故障带来的生产停滞时间。定期维护不仅降低了设备故障的风险，也确保了采煤工艺的持续高效运行。这种维护机制不仅是对设备的保护，更是对整个采煤工艺的保障，使其能够在恶劣的地下环境中长期稳定运行，为煤矿的经济效益和可持续发展打下坚实的基础。3.4 加强培训与管理 提高矿工的技术水平和管理水平对于优化采煤工艺至关重要。加强培训是培养矿工综合素质的有效途径，同时建立科学的管理制度是确保采煤团队协同作战、高效运行的关键。培训内容应涵盖对新技术的学习、安全操作规程的培训，以及团队协作和沟通能力的培养。定期的培训计划不仅有助于保持矿工对新技术、新设备的了解，还能够提高他们在复杂环境下的应变能力。加强管理是为了确保培训效果的最大化。建立高效的沟通机制，确保信息的流通畅通，能够有效提高整个采煤团队的执行力和协同作战能力。科学的管理制度应包括岗位责任明确、工作流程清晰等方面，以确保每个环节都能够高效运转。此外，管理层还应与基层密切合作，及时了解实际工作中的问题，进行针对性的解决和改进。通过加强培训与管理，不仅能够提高矿工的技术水平和综合素质，还能够确保采煤团队高效有序地运行，从而为整个采煤工艺的优化提供有力支持。4 结束语 井下采煤技术及采煤工艺的选择对于煤矿的安全中国科技期刊数据库 工业 A-123-生产和经济效益具有重要意义。通过对井下采煤技术的分类、采煤工艺选择因素的分析以及优化建议的提出，可以更好地指导煤矿生产实践，推动井下采煤行业的发展。在未来的发展中，我们需要不断创新，引入更先进的技术，提高井下采煤的效率和安全性，实现煤矿可持续发展。参考文献 1许红胜.煤矿井下采煤工艺和采煤技术选择探析J.内蒙古煤炭经济,2023(12):25-27.2郭永红.煤矿开采中井下采煤技术及采煤工艺选择J.矿业装备,2023(3):80-82.3罗刚.分析井下采煤技术及采煤工艺的选择J.矿业装备,2023(1):96-97.4尹利鑫.井下采煤技术及采煤工艺的选择J.能源与节能,2022(8):92-94.5朱兴.探讨井下采煤技术及采煤工艺的选择J.中文科技期刊数据库（引文版）工程技术,2021(1).