浅谈煤矿采煤工艺技术优化

2021-01-25李永刚

山西冶金 2021年3期

李永刚

（阳煤集团（华阳新材料科技有限责任公司）新元公司，山西寿阳 045400）

伴随着经济全球化和贸易全球化的发展，世界上的所有资源与能源都在不断地消耗。煤炭资源作为世界上最重要的一种能源，早在公元前十世纪之前，就已经被发现和利用了。而在现代社会，煤炭资源也是必不可少的。随着世界人口的不断增长，过去传统的开采煤炭的方式早已经不能够满足人类的需求。为了我们共同的目标——可持续发展，一定要发展新的开采煤炭技术，对现有的煤炭开采工艺进行优化，最大程度的减少开采过程中的消耗，以及最大程度的利用好已开采出来的煤炭资源。本文基于此展开分析讨论，希望能够给大家提供一些帮助。

1 煤炭开采的重要性

煤炭作为一种带动经济发展的能源，已经不可避免地被卷入了政治漩涡中。对于一个国家来说，煤炭作为一种重要的战略发展资源，必须要有一定的煤炭储备量，才能维持国内资源的正常运转，维持交通的运输以及工业的生产。例如利用煤炭进行火力发电仍然是我国目前最主要的发电方式之一，因此有超过百分之三十的煤炭都被用来发电。

煤炭又被誉为“黑色的煤子，工业的食粮”。众所周知，食物是人类生存不可或缺的，也是我们每天获取能量的重要来源，可想而知，煤炭在工业发展中也一定起着举足轻重的作用。所以对于一个国家来说，煤炭资源是非常重要的。

煤炭资源是古代植物残骸在地下经历了漫长复杂的物理和化学变化最终形成的，属于不可再生资源，但在未来一段时期内其又是不可或缺的资源。幸运的是我国地大物博，煤炭资源较为丰富。由于以前煤炭开采技术较为落后，无法做到最大限度的合理开采煤炭资源，而目前煤炭资源的严峻形势告诉我们，在开采煤炭方面必须有所改变。因此，目前需要通过开发各种不同的新型煤炭开采技术，或者对原有的煤炭开采工艺进行优化，从而最大限度的开发和利用我国现存的煤炭资源。

2 当下煤矿采煤工艺存在的问题浅析

在煤矿开采方法的开发和使用方面，我国开展了相应的管理工作，对重要的采煤工作进行了监督，并建立专业的监管小组，但也有许多方法的优化选择方面尚未经过实践考察的证实。在开采过程中，煤矿的资源管理水平较低会导致很多煤矿资源被过度开发、浪费。因此，管理人员需要根据有关环境、地势的要求，制定合理的采矿规划。但也有部分的煤矿开采团队却无视勘探的实际情况，导致开采过程中造成了严重的环境污染问题。

例如，矿业在开采的过程中如果没有全面研究和分析当地的地质环境和水文条件，在工作中就会遇到各种问题和潜在的安全威胁。目前，我国的煤炭开采工作开展的重点是要基于对周边地区的环境保护，根据环境要求在选择可以开采的煤矿类型时，需要严格的勘探周边的环境和地势，确保符合煤炭开采的条件。

3 当下煤矿主要采煤工艺

3.1 地面采煤技术

地面采煤技术实际所指并不是在地面采煤，而是指在煤矿进行采煤作业时，对煤矿采煤区域的地面建筑以及地面进行的保护。我们都了解在进行煤矿采煤作业时，由于煤矿下煤层地质状况复杂，开采困难，存在煤层地质条件较差等问题，在开采过程中可能会出现塌陷、滑坡问题，而地面技术就是针对此情况对地面进行保护，防止出现巨大损失。

3.2 地下采煤技术

地下采煤技术就是正式的煤矿开采技术，在进行煤矿开采时我们会根据不同的煤层情况选择不同的煤炭开采工艺。

3.2.1 条带法采煤工艺

在煤矿进行采煤作业时，会遇到一些煤层存在覆岩危害的地区，而在这些地区进行煤炭资源开采时，就可以利用条带法采煤工艺。利用该工艺不仅可以提高对覆岩地区煤炭的开采回收率，还可以对煤炭开采出现的沉陷问题进行有效控制。

3.2.2 充填法采煤工艺

在煤矿进行煤炭开采时，经常使用的还有充填法采煤工艺。其采煤工艺就是在煤炭资源开采结束后，对地下空缺的地方进行充填。该工艺可以有效防止岩层沉降问题，大大提高采煤安全性，并且可以有效减少采煤工程的固体废物。

当然，除了上述两种采煤工艺之外还有一些其他的优秀的采煤工艺，在此就不再一一赘述，但我们在进行工艺选择时一定要优先选择最适合的采煤工艺，这样才能大大提高采煤效率。

3.3 工作面保水开采技术

在煤矿进行煤炭资源开采时，难免会遇到地下出现涌水的情况，而工作面保水技术就是针对此情况所采取的技术。当遇到地下涌水情况出现，我们必须做好排水处理工作，设置合理的隔水层。

4 影响煤矿采煤工艺选择的主要因素

4.1 煤矿所在位置的地质环境

矿床的地质环境对于开采方法的选择具有非常大的影响。众所周知，在矿产资源形成的过程中，通常都会有比较大的地壳活动，因此在进行煤矿开采准备工作的时候，就应该更加注重对矿产地质环境的勘查和考察，尽可能的将这些数据信息做成图标或统计图。只有充分了解这些地质活动的形成才能够保证之后的采矿施工不会出现问题。另外，在勘探的过程中，除了要注重对煤矿所在位置地质环境的勘探，还要对周边的环境、居民、人文风情等进行详细的分析，以避免影响到周边居民的正常生活。

4.2 矿体形态及分布

对于矿体来说，周围的岩石和其形状都是影响采矿方法选择的重要因素，因此在进行开采方式选择的时候，应该尽可能的保证岩石的形态已被全部掌握。如果矿物质分布均匀，就应采用崩落法或露天回采法进行开采。因此，在选择开采方式时应根据矿体形态的不同来确定对应的开采方式。

5 煤矿采煤工艺的优化选择

5.1 采矿方法初选

为了优化采煤的方法，需要对开采的煤矿进行调查研究。我们在进行采矿方法选择时，不能只研究分析煤矿上的特点，而应提前对煤矿的地质水文条件的具体情况予以研究分析，包括煤矿所在环境和地表环境，以及对煤矿周边的环境提供必要的保护。此外，所收集的地质资料的准确性和完整性也对最终开采方式的选择有着很大的影响，过程中还需注意矿石和岩石的稳定性和硬度，以及矿产资源所在的地区气候以及环境等等。这对于成功开发煤矿，提高其使用效率和利用效率是非常重要的，也影响着人们的生命和财产安全。在确定开采之前，可通过试验来比较采矿方法，尽可能的考虑到不同采矿方法，从而筛选最合适的，确定好最终的采矿方法。

5.2 技术、经济方面分析优化方式

对于采矿业企业来说，对采矿方法的选择应以技术层面为基础。但现阶段大多企业为了节省开采成本，经常选择直接开采煤矿，其实也可以通过多种途径来选择更好的采矿方法。但是关于后者，需要更详细的计算和比较，才能找出最佳方案。相关部门根据对采矿技术的研究和分析，通过三维设计软件建立各方案的模型后，统计开采基础设施投资、生产和设计等相关数据和信息，编制图表，并对其结果进行综合比较，提出了最合理的环境要求以及企业经济效益要求。此外，煤矿采矿基础设施、生产设计等方面与投资有关的统计信息需要一一去核实。因此，在采矿过程中，应不断的完善采矿方法，才能使企业选择出最佳的采矿方式。