煤矿开采中采煤技术的应用研究

2021-04-11宋战友

当代化工研究 2021年19期

＊宋战友

（山西长治王庄煤业有限公司山西 047100）

前言

随着我国社会经济的不断发展和进步，整个社会对煤炭的需求也趋于增加。为了充分满足社会对煤炭的需求，煤炭企业必须合理使用更先进的煤炭开采技术，以有效提高开采效率。只有熟练地使用现代采煤技术，才能降低采煤成本并提高采煤效率。因此，必须有效推进煤矿企业采煤技术发展，将现代采煤技术应用到实际采煤过程中，并不断改进其应用和实践，以使采煤技术朝着减少事故数量的方向发展。

1.我国煤矿的开采特点

我国有悠久的煤矿开采历史，在长期经济发展中，煤矿开采在支持我国工业发展中发挥了举足轻重的作用。我国拥有丰富的煤炭资源，并有许多煤炭开采项目。但是，在采煤过程中，采煤技术和安全威胁一直是阻碍煤矿开采过程顺利发展的障碍。利用先进的采煤技术和巷道布置技术，对采煤技术进行科学改进，确保煤矿开采的质量和效率，并为人员配备必要的安全设备，可以进一步发展我国的煤炭工业。我国煤矿主要开采特点如下：

(1)多样化的开采方法

多种开采方法是我国煤炭开采的主要特征之一，主要是由于我国煤层的不同情况。在我国煤矿开采时，分类指标的主要类型是主井、副井的井简型式，通常包括平硐开采、斜井开采、综合开采和立井开采。平硐开采的发展受到各种地质因素的限制，在矿山中应用并不广泛。斜井开采通常用于中小型煤矿，也广泛用于某些具有浅煤层，薄表土的矿区。随着矿山的不断深化，综合开采被广泛用于技术改造。立井开采生产系统相对简单，具有较高的生产能力，因此广泛用于厚表土，大坡度和深煤层中。

(2)矿山开采的不同特征

由于我国煤层条件的多样性，煤矿的开采具有自己的特点。根据我国煤矿的现状，煤矿开采技术的开采条件比较特殊，不同地区的煤层各有特点，形成了特殊的开采方法和开采体系。一般而言，大多数矿床可以使用开采系统进行开采，一些不同地区的煤层需要特殊的开采方法。就工艺而言，不同的矿山开采也必须采用不同的工艺。

2.多元化的采煤技术

(1)综合采煤技术

所谓综合采煤技术，主要是指在采煤过程中使用大量机械设备，大大提高了采煤效率，消除了对采煤过程中大量劳动力的依赖，提高了煤矿开采过程的安全性和连续性，不仅涉及使用机械化设备进行煤矿开采，而且还减少了运营煤矿所需的资金成本，并降低了煤矿开采的复杂性，已成为现代煤矿开采领域中使用最广泛，最先进的技术。我国的综采技术是在1970年左右引进的，在发展过程中，我国引进了大量的综采设备。因此，综合采煤技术在我国的采煤技术中得到越来越广泛的应用，不仅提高了采煤效率，而且提高了煤矿的经济效益。随着煤矿企业的长期经营和发展，装备技术的现代化对企业的可持续发展具有重大而深远的影响。我国的现代综采技术已初步实现了机电一体化，并取得了初步的应用成果，极大地减少了我国煤矿的生产经营成本，提高了我国煤矿的有效产能，也确保了煤炭资源的充分利用。但是，由于我国地质环境的局限性和科学技术水平的限制，综采技术的发展也存在一些问题。尽管我国的综合采煤设备取得了一些进步和发展，但与国际先进水平相比仍然存在很大差距。例如，设备可靠性难以保证，设备性能难以达到最高水平。综采设备之间难以实现良好的通信，设备的工作能力低，劳动生产率低。同时，我国的综采设备的寿命大大低于采煤技术相对先进的国家。在采煤技术和新技术的使用方面，与国外先进技术存在很大差距，在采煤设备自动化领域尤为明显。

(2)炮采技术

炮采技术主要是指在采煤过程中通过爆破在工作面开采煤炭，然后再由煤矿雇佣的工人来装载和运输煤炭。在炮采作业中，应采取一些措施，例如用顶板支架保护煤矿的顶板，以防止损坏顶板并避免在炮采过程中造成事故。这种采煤技术的主要优点是：设备和技术上的花费更少，并且可以更好地适应不同的采煤条件。从操作技术上讲，易于操作和掌握，并且简化了煤矿系统的管理和开采过程。炮采技术在我国仍然很普遍，尤其是当煤矿是露天煤矿和陡坡煤矿时。但是，这种采煤技术的缺点不容忽视，较低的煤炭开采效率使炮采受到更多限制，且炮采作业污染了煤矿的环境。由于设备的自动化程度低，工人的劳动强度较大，并且难以保证工人的生命和财产安全。为了改进相关技术，我国的煤炭企业进行了长期的研究和实践。例如，煤矿开采使用液压支架、刀盘支架和梁支架、散热器煤以及刮板输送机前铲装等。此外，设备选择、优化机械设备也得到了改进。但是，与综采技术相比，炮采技术尚未达到综采技术的水平和效率。煤炭的装卸，运输仍然在一定程度上是手工完成的，但这种方法具有良好的适用性。在实际的炮采过程中，工作面的煤壁必须保持笔直，以确保煤矿开采期间的炮采方向保持正确，并提高在炮采过程中产生的煤炭的均匀性（以毫秒为单位）。

(3)普采工艺

普采工艺过程主要用于综采工作阶段采煤机落煤，并在通过装煤机等设备装载和运输煤炭后开始使用。顶板由人工单柱支撑，与复杂的机械化采煤相比，完成后续采煤作业的采煤技术更依赖于人，并且不需要很高的设备动力。但是，这种采煤技术的安全系数低，施工效率低。

3.不同采煤技术的运用研究

(1)不同采煤技术的适用条件

不同的煤矿开采工艺具有不同的使用条件。只有合适的采煤条件下选择合适的采煤技术，才能确保煤矿开采的安全性和效率。

综采技术需要大量的资本投资来购买和维护煤矿中的煤矿设备，以获得更高的煤矿开采效率和质量，一些煤炭企业选择从国外进口全机械化的采煤设备。但是，如果设备出现故障，此类设备将导致高昂的维护成本。在实际生产过程中，综采技术对煤矿条件有特殊要求，需要相对稳定的煤层结构，且对工人的技能提出了更高的要求。因此，我国的煤矿仅在地质构造很少且煤层倾角不超过50°的情况下才尝试引入综采技术。

客观地说，普采技术的机械设备、机械动力和生产能力不如综采设备。然而，由于普采技术中对设备的机械化的要求相对较低，因此在不同大小的煤矿中应用相对较高。由于其适应性强，结合使用国产机械化采煤设备在可以执行相应的操作，并节省购置和维护设备的成本。一方面，资本投资相对较小，另一方面，具有更大的适应性。因此，在我国的煤矿中被广泛使用。在目前应用普采技术的过程中，主要集中在短距离，陡角煤层开采作业上，可以有效地保证煤矿开采效率和稳定的采收率。

炮采技术因其易于操作和易于管理的优点而被广泛用于中小型煤矿。与前两个技术相比，炮采技术对设备的要求更低，设备和采购成本也相对较低，同时适合于各种地质环境中的煤炭开采。但是，也带来了安全隐患，尤其是瓦斯矿井和煤层，使用炮采技术进行开采将导致煤矿事故。为了确保安全开采，煤炭企业使用炮采技术只开采急倾斜角度的煤层。

(2)高科技应用

由于煤炭开采受地质条件的影响，为了提高煤炭开采技术水平，在选择采煤技术之前，有必要使用先进的勘探技术来充分了解煤层的状况。根据实际地质情况，结合勘探情况，绘制合理的地图，获取全面准确的勘探数据，制定煤层清理计划，选择适合于煤层条件和规模的采煤技术。另外，通过在煤矿开采过程中使用高科技，可以科学，合理地组织煤矿巷道的布置。使用绿色技术可以减少煤矿开采的负面影响，并减少煤矿开采对环境的污染。

(3)安全第一

不管煤炭开采效率如何，如果无法确保生产安全，就不能使用煤炭开采技术。煤矿安全一直是煤矿开采中最重要的问题。对于煤炭企业，安全事故的后果通常是灾难性的，可能导致企业破产。因此，在开采煤矿时，必须使用所有可用的先进技术来确保煤矿的安全。每种煤矿技术都有其自身的优缺点，并且适用于不同的条件。因此，在决定选择哪种采煤技术之前，有必要研究煤矿所在地的地质条件。通过科学合理的分析确定最佳的煤矿开采技术。此外，在开始开采工作之前必须充分理解潜在的安全隐患，预先制定各种对策，并且必须努力防止采煤过程中可能发生的冒顶，保证煤炭开采的安全性。

(4)提高煤炭开采效率

在煤矿生产中，要通过对现有煤炭开采技术的改进，以达到通过持续的技术创新提高煤炭开采效率的目标。煤矿的地质条件差异很大，煤炭企业必须及时创新来应对不同的差异，并努力通过不断的技术创新来实现增加煤炭产量的目标。在煤矿中，是否使用一种或多种煤矿技术取决于煤矿的条件。对于具有一种地质情况的煤层，通常可以使用单个采煤技术完成开采。但是，对于地质条件复杂的煤层，采用适当的采煤技术通常可以达到事半功倍的效果。最大的忌讳是盲目忽视煤矿的地质条件，没有选择合适采煤技术，这不仅会降低煤矿开采的效率，而且会构成安全威胁。此外，还要不断改进和引入机械设备。机械设备的应用可以有效降低人工成本，提高生产效率，提高煤矿的经济效益。因此要根据在能力范围内及时更新机械设备，可以与当前的技术进行有效的结合，比如计算机技术、人工智能技术等，提高机械设备的智能自动化程度，进而提高生产效率。