我国井工煤矿开采技术现状和发展展望

吴汉华

摘要：煤炭高效智能开采具有减人、增效、促安等多重效益，是煤炭工业技术创新的重要方向，也是煤炭工业转型升级发展的必然要求。我国作为煤炭生产、消费大国，虽然煤炭储量居世界前列，但是开采技术、开采图纸的设计、机械装备水平较低，煤炭的开采效率低、资源利用率低、浪费现象严重。因此，煤矿开采企业应该将高新技术与煤矿开采有机结合，这样才能在激烈的市场竞争中占据先机，促进煤矿企业的发展。

关键词：煤矿；开采技术；井下作业；发展

引言：

目前，我国在煤炭智能化开发领域加大了政策扶持、资金支持和科技创新的力度，煤炭智能化开发技术得到了很大的进步并不断取得突破。但是，煤炭智能化开发水平整体上仍处于初步阶段，煤炭开发技术装备在可靠性、稳定性、自动化和智能化等方面仍无法完全满足煤炭企业现场需求和煤炭工业转型升级发展的要求。基于此，文章主要分析了影响井工煤矿开采技术的因素，通过分析我国煤矿开采技术的现状，阐述了井工煤矿开采技术的发展。

1影响井工煤矿开采技术的因素

井工煤矿开采是在环境复杂、岩层多样的井下作业，在矿井通风、瓦斯矿尘等灾害预防和及时救助的矿难方面有极高的要求。比如，第一，技术人员在设计矿井通风时，要考虑空气在进入井下输送至各个作业场所时可能携带的大量有害气体或者粉尘、在作业中机械热能散发和地热作用下，空气中的水分会被蒸发掉，井下的温度将会增高，从而造成气候条件恶化等问题；第二，瓦斯矿尘对井下作业人员的健康有一定的影响，长期作业在矿尘或瓦斯浓度较高的环境中，作业人员容易出现矽、煤肺病等职业病，并且浓度聚集到一定的爆发点将会产生爆炸等严重的安全事故；第三，由煤矿层开采后剩余的岩层水滴聚、地表水和地下水混合流入井内聚集而成的矿井积水，对井内的排水设计有着很高的要求，如果井内积水超过排水能力，就容易形成水害，造成安全事故等问题。

2我国煤矿开采技术现状

2.1采煤技术结构多样化

目前，从我国煤矿开采的主体和技术来看，由于开采的主体层次不一，（比如，有国有煤矿、乡镇煤矿、地方国有煤矿等所有制不同的煤矿；重点煤矿、乡镇煤矿、地方国有煤矿等重视程度不一的煤矿。）大部分采用机械化、半机械化半人工开采、完全手工开采等类型的开采技术。其中，在小型煤矿开采过程中，由于开采主体的财力投入、政府及企业重视程度不高、矿产规模不大等因素，大多数采取完全手工劳作的方式进行开采，只有少部分煤矿选用半机械化、半人工的开采方式和技术。而在重点煤矿的开采中，先进的机械设备、优秀的技术人才是高效运作的保障，其机械化、智能化程度较高。这中技术程度不一、开采效果良莠不齐的现状，极大地影响了煤矿产业的发展。

2.2煤矿开采和环境之间的矛盾突出

在煤矿开采过程中，煤矿开采行业在过去的几十年中一直秉承着“先发展后治理”的理念，这就造成了开采技术上的侧重点向开采效率、开采经济效益倾斜，导致煤矿开采事业中出现一系列问题，为我国生态环境带来了很大的威胁，并且，我国生态型开采技术的研发还处于初级阶段。另外，煤矿企业过于注重创造经济价值而忽略生活环境的保护，依赖传统的开采技术，缺少对先进技术的开发，这在很大程度上造成了对生态环境的破坏。

2.3实现了突破性进展

随着社会的不断进步和科学技术的快速发展，我国在传统的煤矿开采技术上取得了很大的突破和成绩。同时，煤矿相关企业有效地完善并提高了那些条件较好的综放成套设备，替换并选用900kw电牵引煤机，设计出了低拉大插板新型的支架，开发并应用了速移架系统，并且采用了加大相应采煤机的截深及后部输送机溜槽的宽度等措施，并且在很大程度上获取了良好的效果，无论从总的开采量上还是技术水平上都达到了先进的水平。另外，我国还研发出了大约20种放顶煤液压支架，并深入研究了顶煤破碎规律、放顶煤工作面的矿压显现规律、支架与围岩的关系、顶煤的冒放性等，这在很大程度上有效地指导了煤矿的安全高效生产。同时，还在结构功能、理论研究、参数、放顶煤支架的架型、使用效果等方面取得了很大的成绩，在综放生产工艺技术方面取得了实质性的进展，进而有效地解决了存在夹矸、顶煤较硬等技术难题，进一步提高了煤炭资源的回收率。

3我国井工煤矿开采技术的发展

3.1深矿井开采技术

在煤矿开采作用过程中，深矿井开采的关键技术是：煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等，其中，煤矿技术人员需要研究的是：深井围岩状态和应力场及分布状态的特征；深井作业场所工作环境的变化；深井巷道（特别是软岩巷道）快速掘进与支护技术与装备；深井冲击地压防治技术与监测监控技术；深矿井高产高效开采有关配套技术以及深矿井开采热害治理技术与装备。

3.2“三下”采煤技术

“三下”采煤技术主要体现在，煤矿技术人员应该提高数值模拟計算和相似材料模拟等，并深入研究开采上覆岩层运动和地表沉陷规律，研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理开采系统和优化参数等，并发展沉降控制理论和关键技术，比如，用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统；研究与应用各种充填技术和组合充填技术，村庄房屋加固改造重建技术，适于村庄保护的开采技术；近水体开采的开采设计、工艺参数优化和装备，并提出煤炭开采与煤矿城市和谐、统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。

3.3煤矿开采技术的创新

3.3.1高效集约化

为了不断提高开采效率，降低人为安全事故，提高经济效益，要求煤矿开采企业引进大量先进的煤矿开采技术及相关设备，并将计算机技术广泛应用于煤矿开采生产中，实现综合采矿机组的机电一体化目标，进而提高生产中的自动化能力。

3.3.2智能自动化

现阶段，我国煤矿开采企业面临着智能化、自动化升级的局面，只有广泛地采用机械化、自动化、智能化的设备，才能提升我国煤矿开采的技术水平。从当今科技发展水平来看，实现对煤矿开采的全程自动化监测控制已成事实，加之国家对煤矿开采业的扶持和资金投入，进一步保证了我国煤矿开采的安全。

3.3.3可持续发展

在煤矿开采作业的过程中，特别是井工煤矿的开采，要面对瓦斯浓度高、矿尘煤尘量大、高硫煤层开采难度大等问题，这些因素将会形成矿工废气、污染液体，侵害生态环境和人体健康。因此，技术人员需要大量的清洁生产开采技术，比如，利用内外喷雾的工艺来抑制煤尘、粉煤的浓度过高，将浮选尾煤处理工艺与起过滤作用的松散底层结合起来，形成一个洗水闭路的有机循环，建设成清洁、循环、高效的闭合式开采系统。

结束语：

煤矿的存在与开发对于一个国家来说，其价值与意义不仅仅是用经济发展的速度和社会进步来衡量的，更是社会稳定、对外竞争综合实力的具体表现形式之一。因此，煤矿开采中，技术的发展和提高是由复杂多样化的地质条件、储量分布、科学技术研发等因素决定的。因此，煤矿企业应优化设计开采图纸设计，积极推进清洁生产的理念和相关技术，这样能够推动开采技术向智能化、自动化方向发展。

参考文献：

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