試析我國煤礦開采技術(shù)的發(fā)展和改進(jìn)

武道遠(yuǎn)

【摘 要】在當(dāng)今科技經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新形勢(shì)下，煤炭開采技術(shù)的研究必須面向市場(chǎng)、面向經(jīng)濟(jì)建設(shè)主場(chǎng)，面向環(huán)保問題的科學(xué)優(yōu)化，本文結(jié)合我國當(dāng)前煤礦開采技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，指出現(xiàn)今我國煤礦開采沉陷環(huán)境災(zāi)害，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，效率低；煤礦開采技術(shù)在理論上的發(fā)展成就；煤礦開采技術(shù)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)多樣化；開采技術(shù)有突破性的進(jìn)展。再者就現(xiàn)狀對(duì)今后的煤礦開采技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討，文中表明安全高效智能化開采技術(shù)；深度礦井開采技術(shù)；“三上一下”采煤技術(shù)；綠色開采技術(shù)將成為未來煤礦開采技術(shù)的發(fā)展方向。開發(fā)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的以煤礦開采技術(shù)及配套裝備為主導(dǎo)的核心技術(shù)，占領(lǐng)技術(shù)制高點(diǎn)[1]。

【關(guān)鍵詞】煤礦開采技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)；方向

1.我國煤礦開采技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1開采沉陷環(huán)境災(zāi)害，效率低

開采沉陷環(huán)境災(zāi)害嚴(yán)重，采用留設(shè)煤柱護(hù)巷和控制地表沉陷傳統(tǒng)開采方法造成的煤炭資源損失比例超過40%，違背中央提出的“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、可持續(xù)發(fā)展”方針，采掘工作面推進(jìn)引發(fā)的采場(chǎng)重大事故時(shí)有發(fā)生。

實(shí)現(xiàn)煤炭安全高效開采，有效地控制環(huán)境災(zāi)害，最大限度地采出煤炭資源是我國能源安全和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展保障體系建設(shè)中的重中之重。

1.2煤礦開采技術(shù)的理論發(fā)展成就

針對(duì)現(xiàn)今煤礦開采技術(shù)的需求，實(shí)現(xiàn)煤礦安全高效開采，明確了理論建設(shè)的指導(dǎo)思想和體系，我國采用“實(shí)用礦山壓力控制理論”，從研究的系統(tǒng)性、深度、體系的完整性，以及用以指導(dǎo)開采實(shí)踐取得的成就走在世界的前列。對(duì)開采空間范圍大、開采擾動(dòng)強(qiáng)烈、介質(zhì)屬性復(fù)雜、應(yīng)力分布復(fù)雜的煤層，完成重大事故預(yù)測(cè)和控制決策及其實(shí)施監(jiān)控支持系統(tǒng)建設(shè)有科學(xué)的理論指導(dǎo)實(shí)踐意義和實(shí)用性突破。

1.3煤礦開采技術(shù)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)多樣化

我國的經(jīng)濟(jì)所有制形式多樣，煤礦企業(yè)呈現(xiàn)出國有企業(yè)、地方集體企業(yè)與個(gè)體私營企業(yè)共同存在的結(jié)構(gòu)樣式，同時(shí)按所有制也可分為重點(diǎn)煤礦、地方煤礦、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦，這三類煤礦分別處于機(jī)械化、半機(jī)械化和基本為手工勞動(dòng)的生產(chǎn)技術(shù)水平，煤炭開采技術(shù)水平參差不齊。科學(xué)及高效率的生產(chǎn)方式是往后煤礦資源開采的內(nèi)在需要[2]。

1.4開采技術(shù)有突破性進(jìn)步

伴隨著我國科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛運(yùn)用，煤炭開采技術(shù)對(duì)比與過去技術(shù)來說，已有了突破性的進(jìn)展。賦存條件好的薄及中厚煤層綜采技術(shù)進(jìn)入國際先進(jìn)行列，特別是頂板沖擊地壓、瓦斯煤層突出、透水突水及開采沉陷災(zāi)害有效控制的目標(biāo)，建立、發(fā)展并逐步完善了以“采動(dòng)覆巖運(yùn)動(dòng)和支承壓力分布”為核心的采場(chǎng)結(jié)構(gòu)力學(xué)模型和各類重大事故控制決策結(jié)構(gòu)力學(xué)模型體系，以及相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)確定的方法、數(shù)學(xué)力學(xué)模型的建設(shè)。通過長期的技術(shù)研發(fā)與攻克，煤炭開采技術(shù)中的機(jī)械化放頂煤技術(shù)和堅(jiān)硬頂板下面的長壁技術(shù)以及各類綜合開采技術(shù)取得了重大進(jìn)展，為煤礦開采做好了技術(shù)準(zhǔn)備。

2.我國煤礦開采技術(shù)的改進(jìn)和未來發(fā)展趨勢(shì)

2.1安全高效智能化開采技術(shù)

實(shí)施監(jiān)控系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)的可視化、信息化、智能化；采掘生產(chǎn)過程遠(yuǎn)距離遙控機(jī)械化、自動(dòng)化，特別是重大事故控制操作自動(dòng)化；事故災(zāi)害發(fā)生時(shí)災(zāi)害控制決策指揮系統(tǒng)智能化和相關(guān)設(shè)施裝備操控的自動(dòng)化；保證工作地點(diǎn)安全工作環(huán)境信息、設(shè)備工況信息，以及與可能事故相關(guān)的頂板云頂和煤層壓縮動(dòng)態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)操作過程遙控的“支護(hù)機(jī)器人”和“挖底充填機(jī)器人”。

2.2深度礦井開采技術(shù)

應(yīng)時(shí)代的需求，能源的稀缺和危機(jī)性，使得煤礦開采越來越深，這些煤層有自身的五大特點(diǎn)：原巖應(yīng)力大、巖體塑性大、巖山壓力劇烈、地溫高、礦井瓦斯大，這就大大增加了煤層開采的圍巖和礦壓控制、熱害與瓦斯治理及巷道布置、深井通風(fēng)等困難，基于上述因素的考慮，需針對(duì)深井圍巖狀態(tài)和應(yīng)力場(chǎng)及分布狀態(tài)的特征、深井作業(yè)場(chǎng)所工作環(huán)境的變化、深井巷道快速掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)與裝備、深井沖擊地壓防治技術(shù)與監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)、深礦井高產(chǎn)高效開采有關(guān)配套技術(shù)、深礦井開采熱害治理技術(shù)與裝備等技術(shù)的研制與實(shí)踐應(yīng)用。

2.3“三下一上”采煤技術(shù)

“三下一上”礦井采煤技術(shù)是指在鐵路下、建筑物下、水體下和承壓水體上開采煤礦，且不破壞原本地貌的技術(shù)。這就需要充分運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，提高數(shù)值模擬計(jì)算和相似材料模擬，深入研究開采上覆巖層運(yùn)動(dòng)和地表深陷規(guī)律，研究符合地表、建筑物、地下水資源維護(hù)要求的開采設(shè)備與完善參數(shù)。建筑物下開采是指那些不適合搬遷的城鎮(zhèn)、工廠、居民區(qū)、村莊等所壓煤層的開采，并且做到井筒礦柱的回收，達(dá)到了一定的開采設(shè)備和完善參數(shù)即可采出煤炭。

2.4煤炭地下氣化技術(shù)

煤炭地下氣化技術(shù)是將處于地下的煤炭進(jìn)行有控制的燃燒，通過對(duì)煤的熱化學(xué)作用而產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過程，集建井、采煤、氣化工藝為一體的多學(xué)科開發(fā)潔凈能源與化工原料的新技術(shù)，具有安全性好、投資少、效率高、污染少等優(yōu)點(diǎn)。它屬于一種特殊的采煤方法，屬國際首創(chuàng)。煤炭地下氣化技術(shù)不僅可以回收礦井遺棄的煤炭資源，還適合我國煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜、劣質(zhì)煤比例高、“三下”壓煤嚴(yán)重的具體國情，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，大大提高了煤炭資源的利用率和利用水平，是我國潔凈煤技術(shù)的重要研究和發(fā)展方向[3]。

2.5綠色開采技術(shù)

煤礦的綠色開采技術(shù)可以保護(hù)環(huán)境、減少污染，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用。井工開采以地表塌陷和矸石壓占為主，而露天開采則以直接挖損和外排土場(chǎng)壓占為主，開采過程大氣污染來源主要是礦井排出的煤層瓦斯和煤礦矸石山的自燃，煤礦開采對(duì)環(huán)境的危害使得煤礦綠色開采成為必然的趨勢(shì)，煤礦開采技術(shù)包括煤與瓦斯共采、采空區(qū)充填開采、保水開采以及矸石的綜合利用。

3.結(jié)語

文章結(jié)合通過煤礦開采技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，指出我國煤礦開采技術(shù)的一些問題和成就，雖說開采技術(shù)上存在一定的問題，但總體來說，我國煤礦開采技術(shù)較比以前來說確實(shí)有很大的進(jìn)步，理論和實(shí)踐方面都取得了一定的成效，并針對(duì)現(xiàn)狀預(yù)測(cè)煤礦開采技術(shù)未來的發(fā)展方向和趨勢(shì)，目前，在信息技術(shù)迅速發(fā)展的社會(huì)，其擁有最先進(jìn)的的、最活躍的生產(chǎn)力，加之有外國發(fā)達(dá)國家成功的借鑒意義，利用新技術(shù)條件進(jìn)行科學(xué)、高效現(xiàn)代化管理。我國煤礦開采技術(shù)會(huì)越來越先進(jìn)，越來越完善，開采技術(shù)會(huì)進(jìn)一步提升。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]曹建國.煤礦開采技術(shù)發(fā)展方向探討[J].山西省煤炭規(guī)劃設(shè)計(jì)院，2012.

[2]李全生.我國煤礦開采技術(shù)發(fā)展的方向探討[J].中國工控網(wǎng)，2007.

[3]夏曉明.煤礦開采技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分析[J].科技與生活，2012.