煤矿开采技术的发展及存在的问题

雷薪雍(榆林职业技术学院，陕西 榆林 719000)

0 引言

随着经济发展和社会进步，人们对自然资源的开采和利用方式都发生了翻天覆地的改变。煤矿开采行业作为传统重工业，在国民经济发展中仍具有不可替代的重要作用。我国作为世界上最大的煤炭生产国和煤炭消耗国，煤矿开采历史悠久，但煤矿评价和煤炭开采方法缺乏科学系统的理论支持和实践指导，正是这样，造就了我国煤矿开采过程不能符合开采中要求的高精度开采方式，进而造成开采效率低下。因此，我们需要创新开采方式和采用先进技术，对煤矿进行细致精确的探测和分析。

1 煤矿资源开采技术现况和开采技术的发展趋向

1.1 我国煤矿资源开采技术现况

由于我国煤矿资源的分布不均和不同地区的经济和社会发展程度存在较大差别，导致不同地区的煤矿开采技术也存在较大差别，一般是机械化、半机械化和手工作业并举。所以煤矿开采技术呈现多元化样貌并且发展迅速，与此同时，煤矿开采时更注重保护环境。目前，我国煤炭行业逐渐步入了智能化开采阶段，此阶段是分不同阶段逐步实现的，技术以及装备是促进煤矿开采智能化的重要保障。但在相关管理理念、技术创新、人才队伍建设、人力物力财力投入、制度设立等方面仍有很大的改进空间。

1.2 煤矿开采技术的发展趋向

随着煤矿开采技术的日益发展，我国从开始的只追求高数量慢慢转变为高数量和高质量并举，同时更注重煤矿开采的安全性。结合实际来看，开采技术向着高能效、智能自动化、机械化、高精确性、高安全性等方向发展，尽可能减少人工开采，使用多样化的开采手段，在实践中完善和发展围岩控制技术，优化和创新深井开采技术，改进和增强三下采煤技术，煤场地下气优化技术也在煤炭质量比较差的地区推行，小煤矿技术改造和机械化开采技术也将成为趋势[1]。各个层面越来越注重对环境的保护，本文以为绿色综合智能开采是我国煤矿开采技术的未来发展方向。

2 煤矿开采技术中存在的问题

2.1 环境问题

基于我国的现实需要对煤炭资源进行大规模的开发利用，而煤矿开采中会破坏土地资源和地下水资源，进而引发一些地质灾害，还会影响大气结构、破坏生态平衡。其中，井工开采通常易造成地表塌陷，就是在地上采空区上方形成一个比地下采空区下方大很多的凹陷区域，例如2013年淮南市发生的采煤区沉陷约220km2。开采及矸石的堆放也会对地表环境造成有害影响。露天煤矿在开采过程中不仅直接造成地表土地被破坏，其在生产过程中排放的废水废物如果没有得到妥善处理，会污染到地下水资源，进而影响周围土质和土壤结构，同时煤炭开采过程需要大量用水，产生恶性循环。煤矿开采技术中的爆破落煤技术和崩落采煤技术等开采程度较深的行为更易对一些地质脆弱的土地造成不可逆的伤害，值得注意的是，一旦地表形态遭到破坏，土地复垦的难度较大甚至于无法复垦。

2.2 安全问题

安全问题是煤矿开采时不可忽视的一个重要问题。虽然我国采矿技术相较于以前得到了较大进步，安全性也明显高于之前，但我国煤矿开采95%以上是井工开采，井深平均400m以上，且矿井以每年平均10m的速度延伸。矿井开采深度与开采条件成反比，矿井开采深度越深，开采条件越差，安全隐患越大，进而安全事故发生的频率也就越高。瓦斯爆炸、顶板事故、矿井火灾、矿井水灾、煤尘爆炸、矿区塌方等常发生的灾害，这其中有客观原因，也有主观原因，无论是哪种原因，矿区的安全问题都应受到管理者的重视。其中很多安全事故都是由于瓦斯处理不当造成的，如有些企业一味追求利益，使瓦斯超限作业，或者在对瓦斯的抽放、排放过程中没有考虑周全，除了容易造成人为灾害还会破坏大气环境，因此完善优化瓦斯处理技术对提高煤矿开采的安全性和绿色性至关重要。

2.3 标准问题

煤矿开采面临着许多风险，且很多风险是难以人为预测和控制的，这就增加了开采的危险系数，也对工程的获益产生限制，这就需要对煤矿开采中可能遇到的问题制定科学系统合理的应对措施，及时采用科学的处理方法，为矿区的项目建设创造有利环境。当前，采矿监控缺少全国统一的质量诚信信息评价标准[2]，市场和矿区现场之间存在信息不对称的情况，要充分发挥相关单位在项目建造中的指导作用，施工方要落实标准化操作方案，坚持质量优先的原则，安排专业人员进行监督并及时向上级单位提供反馈，及时发现其中的不足之处，提供更优良的解决措施，以便更好优化和完善相关标准和制度。如果标准没有确定好、制度没有落实好，在实际开采过程中容易引起由操作不当导致的矿区安全事故。

2.4 人才问题

煤矿开采技术对煤炭开采业的影响可谓是万分重要，但对于现在的煤矿开采业来说，具有精湛专业煤炭开采技术的人才十分稀少，这对于整个煤炭业的良性发展是十分不利的。从薪酬待遇看，煤炭行业的发展不如金融、计算机等热门行业能吸引更多的人，加上体制改革，大量技术人员为了以后发展选择离开煤炭行业。而专科生又很难进入好的煤炭企业进行系统的学习，忽视对新入行的人员技术培养，安全生产煤矿仍然任重而道远。虽然现在提倡采用机械化生产，但有些地区和煤炭仍然需要人工采矿，一些煤炭企业存在招聘社会人员临时进入矿井作业的现象，即使这些临时人员在通过企业的培训后获得了上岗资格，但毕竟不是经受过严格培训的专业人员，安全意识很难在短时间内培养出来，在工作时产生纰漏的可能性也就越大，这也就产生了更多的安全隐患。

3 煤矿开采技术中存在问题的应对策略

3.1 探测地质，因地施采

因为矿区所在的地质结构较为复杂，地表环境较为脆弱，而且煤炭开采对土地的损害较大，因此在矿区开采之前，应派出专业人员使用探测仪对所采矿区进行细致的探测，从而确定基础形式、地基承载力和上部结构的高度等基本信息，对不同地方开采的难易程度进行标注，有针对性的制定开采方案并做好派生计划，再对这些备选计划进行专家评估，及时纠正偏差，不断优化方案，最终选择合适的开采技术和开采方案。与此同时应对开采后的环境治理问题给出专业化的合理建议。我国煤层赋存条件差异大，从极薄和薄煤层到厚和极厚煤层，从近水平煤层到急倾斜煤层皆有分布，况且处于亚欧板块结合处，地质结构复杂，开采难度大，加上我国深层煤层开采理论研究缺乏，容易造成严重的环境破坏，因此，开采前科学系统的地质勘测尤为必要，是开采活动顺利进行的重要保障。

3.2 外营环境，内修技术

外部要营造安全的开采环境，消除人为可控制的不稳定因素，例如，定期检查大型设备仪器，矿区作业对仪器设备的消耗非常严重，不仅管理者要设置专岗定期对仪器进行检查维修，操作人员一旦发现仪器受损，也应及时报修，以免在工作时因为仪器原因造成灾害。矿区也应积极采取新的开采技术和先进的开采设备，这有助于提高开采的效率和安全性。内部要提高操作人员的专业素养和安全意识。例如，完善的瓦斯处理技术是保证矿区安全和开采活动顺利开展的重要基础，管理人员应对频发的由瓦斯引起的灾害制定针对性的策略，利用前期地质勘探的信息对开采区制定配套的瓦斯排放措施，保证矿井内的通风要求，从设备、技术上减少瓦斯气体排放，在瓦斯排放密集的情形下，可根据现实采用大孔径、长距离的抽放技术[3]，及时抽取和排出高纯度的瓦斯气体，可以有效降低安全风险，并且，还应提升技术的环保性能。提高员工安全意识和专业技能都有利于减少瓦斯灾害事件。

3.3 完善制度，统一管理

无规矩不成方圆，从开采前期的准备工作到开采中的安全有效工作再到开采后的善后工作，都需要一套完整的制度进行规范和约束，采用统一规范化管理方式，以确保开采工作的顺利进行。但在大的制度框架之内要懂得灵活变通，比如矿区现场的工作制度和方法要结合当地情况制定，不能一味的套用别处的制度，否则结果只会适得其反，毕竟不同地区的实际情况不同，可能遇到的困难也会有所差别，所以要具体问题具体对待。坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，紧密结合生产实际，积极推广应用新技术、新工艺、新设备的先进管理方法，在开采工作开始前，必须写出作业规程及其注意事项，作业规程应积极使用计算机编制和信息化管理[4]，并且组织相关人员学习扎实，以提高其安全意识。同时，对违反操作规程并造成不良后果的要严肃查处。

3.4 人才建设，保证创新

煤矿开采是一门专业性很强的行业活动，具备过硬的煤炭开采技术的人才是煤炭业绿色良性发展的关键。只有加强专业人才队伍的建设，才能有效保障实现煤炭开采技术的创新。人才队伍建设包括两部分，首先是要发展煤矿开采技术专业这门学科，提高专业教学质量，在教学过程中强调实践与理论、课堂内与课堂外并举，注重学生综合能力的培养，可采用校企一体化的方式，为学生提供更多的实践机会，有助于为煤矿开采行业输送更多的技术人才。其次是要加强对现有工作人员的技能培训，让员工充分熟悉作业规程和仪器使用，同时要定期对员工进行安全教育，提高员工的安全意识，当发生规程之外的事，也能做到遇事不慌、心里有底，尽可能减少矿区事故发生的可能性。只有在实践中发现和检验真理，找出规律，才能实现煤矿开采技术的创新。

4 结语

随着经济的快速发展，对煤炭开采技术的要求也会越来越高，环境问题和安全问题依然是煤矿开采技术发展的两个重要阻力。为此，探索高科技开采技术，实现智能精准绿色开采成为现实需求，学校要培养优秀的煤炭开采技术专业人才，政府和企业也要制定相关政策确保留得住人才，同时要创造安全性高的作业条件，共同促进煤矿开采行业的发展。