采煤技术优化及适用条件研究.pdf

煤炭新视界CHINA COAL VISION煤 矿 采 掘0引言现代化煤矿开采技术不仅能够提高资源回收利用的效率，有效提升煤矿企业的经济效益，同时能降低环境污染。因此，在采煤作业中，企业需要对煤矿的实际作业环境进行考察，选择恰当的采煤技术，以提高煤矿开采的质量和效率。1煤矿开采存在的问题一方面，在当前阶段部分中小型煤矿受自身资金和技术能力的限制，所采用的采煤技术和设备存在一定的滞后性，而这会给煤矿生产带来了一定的安全隐患1。另一方面，虽然部分煤矿企业采用了较为先进的技术设备，但对技术和设备更新迭代程度较低，不能及时更新和优化新的煤矿开采技术，使得煤矿企业虽然在一时处于技术领先地位，但随着时间的推移，采煤作业仍会处于落后状态。此外，当前采煤技术应用方面，存在两个明显的问题。第一，煤矿的开采过程会对地质环境造成影响和破坏。煤矿开采过程中，会对周围地质表层造成移动变形影响，这对煤矿开采的质量和效率会产生较大影响，需要相关人员充分考虑煤矿开采过程中地表的移动变形情况，并采取有效的技术手段加以控制。第二，煤矿二次开采的安全性问题。为了保障煤矿二次开采的质量和效率，需要加强防护措施。2煤矿开采技术优化2.1 地面技术应用优化在当前阶段的煤矿采煤过程中，应用地面技术主要是为了应对采煤作业过程中对地质环境造成的破坏，并保护围岩地面以及地表建筑物。在应用此类技术手段时，应在前期充分测绘煤矿周边的地质环境，以此为地面技术应用提供数据支撑。在煤矿开采过程中，矿井附近的建筑物容易出现倾斜、墙体倒塌等情况，严重时还会产生塌方和围岩坍塌等问题。因此，在采取地面方式采掘施工时，必须根据矿井区域建筑物的实际情况进行针对性防护。对存在风化裂缝的建筑物，可以在顶部区域加设圈梁、柱等设施，以保障矿区建筑物的安全性与稳定性。施工作业人员应计算和测量岩体的重量和覆盖范围，以此针对性地使用预应力锚固技术。对于围岩裂缝，可以采用混凝土灌浆技术进行处理，以免采煤掘进作业过程中出现片岩和碎石滚落等现象。2.2 高层注浆技术应用优化在煤矿开采过程中，应用不适合煤矿实际特点的采矿技术很容易导致地下空洞和建筑物损坏，进而引发地面道路受损和地表塌陷问题。为了增强煤矿开采区域的安全性与稳定性，可采用高层注浆方法，通过机器设备将温度较高的泥浆注入岩石表面，形成与岩石强度相似的结构体，填充岩层中的空隙并发挥出良 好 的 支 撑 作 用，保 障 煤 矿 开 采 人 员 的 人 身 安 全（见图 1）。应用该技术前，需要精确掌握离层带位置和运动曲线之间的关系，以制订出科学完善的施工计划2。在地面灌浆和钻孔施工过程中，通过高压钻孔将煤粉与水泥按规定的配比搅拌形成泥浆，并将其灌注在采空区域，能够有效防止地表下陷问题。应用该填充技术手段不会影响煤炭生产的正常进行，也不需要在煤矿矿井中进行施工，且技术应用成本较低。2.3 长壁式采煤技术以及放顶煤采煤技术应用优化长壁式采煤技术主要分为综采、普采以及炮采三种方式。其中，综采技术是目前大多数煤矿企业采用的采煤技术，该技术较为先进，可实现智能化和自动化的整体煤矿开采作业流程，可有效降低安全事故的采煤技术优化及适用条件研究范余科（山东能源枣庄矿业有限公司柴里煤矿，山东 枣庄 277500）摘 要：为有效提高采煤作业的质量和效率，推动社会经济发展，对煤矿开采中存在的问题进行研究，并提出采煤技术优化策略及适用条件，以期为相关从业人员提供经验参考，助力煤矿行业健康可持续发展。关键词：煤矿采煤；采煤技术；适用条件中图分类号：TD82文献标识码：A100CHINA COAL VISION煤炭新视界煤 矿 采 掘发生率，炮采技术是采用人工爆破方式进行采煤作业，爆炸后将落下的煤炭装入运输设备完成采煤工作。采用这种技术前需要进行科学研究和设计，结合施工设计方案进行循环开采作业。放顶煤采煤技术包括预采定分层、全厚放顶煤和倾斜分段三个工艺。在煤层较厚的情况下，应将采煤作业面设置在采矿区域或煤层底板中，用综合机械化方式进行回采，或采用爆破作业的方式进行煤矿开采，将破碎的煤炭散体在后方煤炭输出区域或支架部位的上方区域清理出来。在采煤过程中，煤矿企业应合理选择放顶技术，针对煤层出现松动的情况，可以采用支撑架加固的方式来处理，最大程度地保障施工作业人员的人身安全和煤矿开采效率。2.4 条带开采技术应用优化条带开采技术在采煤掘进作业中的应用较为特殊，因此应明确技术应用的设计原则。首先，为了规避煤矿开采作业导致的地质表层变形和移动现象，条带柱必须具备一定的稳定性和强度，以支撑覆岩层。其次，应用条带开采技术时，应科学合理地设计条带的尺寸和宽度，以保障煤矿开采作业时地质表层不出现波浪状的下沉现象。应该通过科学、严格的模拟试验，确定采出留宽。采出留宽范围一般应控制在煤层宽度的 1/81/4 之间。最后，在采煤作业的过程中，应采用科学合理的开采方式，在第一条开采结束后有意识地预留下第二条，开采完第三条后预留下相邻的第四条，以此类推来完成采煤作业3。虽然在采矿过程中应用这种采煤技术留下的覆岩能够起到一定的支撑作用，规避地质表层出现的移动变形现象，但煤炭能源回收率不佳。2.5 机电一体化技术及网络监控技术应用优化在采煤作业过程中，应用智能化的系统实现采煤智能化、自动化，能够有效提升采煤作业的工作质量和效率。相比只有动力驱动的普通采煤设备，机电一体化的采煤设备（见图 2）具备更高的工作效率、更高的精度以及更强的适应性。应用的智能机电一体化设备能够完成普通采煤设备所不能完成的工作，对提升煤矿开采成效有重要意义。然而，在煤矿开采中应用较多的智能化机械设备会增加煤矿安全管理工作的难度。因此，相关煤矿企业可以借助计算机技术和网络技术手段搭建统一的煤矿开采监控网络，借助互联网和计算机技术手段实现对煤矿开采区域的全方位控制，及时诊断机械设备存在的故障问题，降低煤矿开采安全事故的发生概率，保障煤矿开采工作顺利开展4。图 2 全机械化的煤矿采煤工作面示意图2.6 采煤工作面保水技术应用优化在采煤过程中，井工开采和露天煤矿开采存在较大的差异。井工开采常会出现渗水、漏水问题，需要在煤矿开采过程中设置隔水层5。首先，针对具有一定风险隐患的区域，应用条带法开采煤矿资源，能在一定程度上降低煤矿开采对地质的影响，同时能有效隔离渗透的水源，在保护矿井的基础上提升采煤效率。其次，对于已经完成煤矿开采的区域，可以利用煤矿开采后遗留下的废弃物进行填充作业，以此填堵渗水、漏水的区域，但此类方法的成本较高，应用前应当充分考量煤矿的实际情况，在资金充裕的情况下可以选择此类方法应对漏水问题。再次，对于处在地表较深区域的煤矿，可以采取长壁机械综合放顶煤采煤技术，能够隔绝水源，防止图 1 高层注浆技术应用示意图101煤炭新视界CHINA COAL VISION煤 矿 采 掘出现渗水、漏水现象。最后，短壁机械采煤技术的应用也能使煤矿开采作业不受渗水影响。短壁机械采煤技术不同于长壁式采煤技术，其只适用于煤层采挖较少的区域，但成本较高，采煤作业的效率较低，因此这类技术应用并不广泛。3采煤技术的适用条件3.1 综采工艺的适用条件在煤矿开采中，应用智能化的机械设备能够有效提升采煤工作效率和安全性。然而，随之而来的是煤矿开采成本的上升。尤其是采用进口的智能化机械设备，一旦设备发生故障，不仅会影响煤矿企业的采煤效率，还会带来较高的维护成本。基于此，煤矿企业在应用综采工艺时，基本会选择在发育较为稳定的煤层应用智能化机械设备采煤，这样既可以提高采煤效率，又能够保障煤矿开采的安全性。3.2 普采工艺的适用条件在煤矿开采中，采用简单的采矿技术可以有效降低采矿成本6。然而，相对于综采工艺，普采工艺采出的煤矿资源利用率要低得多。而面对地形较为复杂的煤层时，普采工艺的采煤性能要比综采工艺高得多。普采工艺可以更好地适应煤层的复杂地质构造，从而提高采煤的效率。普采工艺通常不需要复杂的设备和工艺流程，因此相比综采工艺，它可以降低投资和运营成本。因此，当预算有限或者对成本控制要求较高时，普采工艺是一种较为合适的选择7-9。相比之下，综采工艺要求操作人员能够高度熟练相关技术及设备，即对专业团队的依赖较高。因此，在人员队伍技能水平难以达到高水平机械设备操作要求的情况下，普采工艺是一种更适宜的选择。3.3 炮采工艺的适用条件在煤矿开采中，炮采工艺的成本投入较低，但它的适应性远低于机械采煤工艺。炮采工艺的应用存在较大的安全隐患，因此不适用于较为危险的煤矿采煤工作面，如高瓦斯煤矿矿井工作面以及突出煤层工作面等。在实际作业中，相关煤矿企业应结合煤矿的实际情况，针对性地选择适合的采煤工艺，以保障采煤作业效率，合理控制投入成本。4结语综上所述，煤矿企业应结合煤矿所在区域的具体环境，针对性地选择适合的采煤工艺，最大程度地提升煤矿开采的效率和利用率10。煤矿行业对国民经济发展有极为重要的意义，若不能采用科学的开采方式，无疑会造成不可再生资源的极大浪费。因此，煤矿企业应结合实际情况，对开采技术进行合理的整合、优化，以保障采煤作业的安全性和稳定性，同时实现企业健康可持续发展目标。参考文献：1庞磊.基于煤矿采煤技术的发展与采煤自动化技术 的 实 践 研 究 J.当 代 化 工 研 究，2022（21）：123-125.2李耀.煤矿采煤技术发展及采煤自动化技术质量研究J.中国石油和化工标准与质量，2022（18）：172-174.3邢俊强.关于煤矿采煤技术及安全管理的探讨J.矿业装备，2022（2）：196-197.4李建文.关于煤矿采煤技术及安全管理的研究分析J.当代化工研究，2021（23）：62-64.5段志旭.煤矿采煤技术优化及适用条件探究J.当代化工研究，2021（17）：111-112.6陈维龙，王真，孙印亮.煤矿采煤技术优化及适用条件探究J.内蒙古煤炭经济，2021（16）：61-62.7李博.徐庄煤矿多风井通风系统优化与应用研究J.内蒙古煤炭经济，2020（15）：55-56.8刘亮.煤矿采煤技术的合理优化措施J.中国石油和化工标准与质量，2020（4）：240-241.9陈维龙，王真，孙印亮.煤矿采煤技术优化及适用条件探究J.内蒙古煤炭经济，2021（16）：61-62.10 赵世安，陈兵峰，尹延胜.煤矿采煤技术的合理优化J.内蒙古煤炭经济，2020（15）：161-162.责任编辑：张梦102