煤炭开采技术发展方向探讨

＊

（山西兰花集团莒山煤矿有限公司 山西 048002）

引言

煤矿是我国经济发展非常重要的动力来源，煤矿工业也有力的推动了我国国民经济的快速发展。为了适应不断变化的市场形势和我国国民经济的发展变化，我国的煤炭开采企业在长期的发展中也在不断提高自己的生产技术和完善相关的管理水平。近年来，随着科技力量的不断发展，我国的煤矿开采技术也在不断创新改革，为企业的安全生产和经济效益的提高做出了重大贡献。

1.当前我国煤矿开采技术中存在的问题

(1)造成的环境污染严重

近年来，我国的科技力量在不断的发展创新，使得煤矿的开采技术也在不断改进，企业生产效率的持续提升也同样带来了环境污染问题的日益加剧。在煤矿开采过程中，需要将煤矿矿井里面的水不断往外排出，这种情况直接导致了当地的地下水位持续下降，在这个过程中矿井的承载能力也会持续下降，导致了当地的生态环境遭到严重的破坏。而且还有很多的小煤窑在开采的进程中，为了能够有效降低成本并没有采取预留煤柱的预防对策，导致风险发生的可能性大大增加；部分小煤窑在开采和挖掘生产中并没有进行合理的规划，甚至对我国国有的煤矿预留煤柱进行肆意采挖，造成了煤矿的严重破坏，而且还造成了底层错动，地表严重下沉，对当地的生态环境造成了比较严重的破坏。

(2)煤矿开采技术发展中的安全问题

在我国煤矿企业的发展中，安全问题是煤矿企业在生产发展中面临的最为严峻的问题。安全事故不仅严重威胁着工人的生命，而且对企业的发展也造成了很大的影响。虽然煤矿企业的开采技术在持续改进，但是近年来由于管理不到位以及生产技术的落后等各种问题，导致了煤矿生产中安全事故频发。造成这个问题的原因是多方面的：企业在生产中过分追求经济利益而忽视了安全管理问题；施工人员的素质低下，对安全问题没有清楚的认识，安全防范不到位，而企业也缺乏相应的监管；生产技术落后，企业为了降低成本并没有引进先进的技术，仍然使用落后的生产技术等。以上这些问题都有可能造成煤矿企业在生产中发生安全事故。因此企业在生产发展中一定要从管理和技术两个方面不断加强对企业的改进，确保企业的生产安全能够再上一个台阶。

(3)过度开采造成的资源枯竭

在煤矿企业的发展中，经济利益的驱动使得我国很多的煤矿开采企业在发展中毫无计划的进行大量的开采，甚至是掠夺式的大量开采，导致我国有限的煤炭矿产资源面临即将枯竭的局面。煤炭资源属于不可再生资源，我国的人口数量也在持续增加，当前现有的煤矿资源无法满足我国庞大的人口对于资源的需求，如果这样的情况持续恶化的话就会造成我国矿产资源的提前枯竭，对子孙后代造成的伤害是非常严重的。

(4)生产设备和技术更新速度慢

当前我国煤矿开采行业使用的大多都是机械设备，机械设备的技术水平决定着煤矿开采的安全性和质量。在当前我国的很多煤矿企业中，为了能够不断压缩成本，企业在生产中并不重视对先进技术的引进。仍然使用老旧的设备进行生产，一方面生产效率低下，另外一方面由于设备落后，对开采过程中的地下施工环境无法做到有效监测，而且设备的自动化程度不高，人员在操作时很有可能失误导致安全事故的发生。还有落后的生产技术和设备在使用中容易发生故障，而且企业在管理中也缺乏对设备的保养和维护，这也为煤矿企业的安全生产埋下了巨大的隐患。

2.煤炭开采技术发展方向

(1)煤矿开采技术与工艺的选定

煤炭行业的发展和进步需要从采煤的方法和工艺上进行改善。采煤工艺流程的提升能够在很大程度上改善煤矿开采的整个行业的发展。当前时期的煤矿开采的工艺更加偏向于朝着高效、高质量的方向发展，在生产中将传统的采煤技术和先进的采煤技术进行有机结合，通过采煤设备和生产过程中使用的监控系统的改进，保证采煤的可靠性与高效性，不断改善采煤的流程工艺。进行采煤工艺创新的同时还需要开发煤矿的高度集约技术，使得煤矿开采生产技术能够实现高度集中。

(2)深矿井开采技术

在煤矿开采作业中，对于施工过程中围岩应力过高的情况，需要通过强化支护进行处理；针对煤矿开采的过程中发生的突水的问题，利用传统的方式就可以实施处理，在这个过程中预防措施也是非常重要的，而且还要配合现代化技术进行优化和改进。在实施深矿井煤炭的开采作业中需要注意：对开采区域中的矿压进行有效的调整，对冲击低压的问题实施有效的防范，同时还需要保障矿井中能够有良好的通风，根据实际情况对矿井中的布局进行有效的调整；在整个过程中需要克服的重点和难点是矿井中的应力场的分布情况以及围岩的状态；在煤矿开采的过程中，采煤作业现场的工作环境发生变化；矿井中能够实现高效率开采的相关技术和手段等。

(3)“三下”的开采技术

对煤矿开采中的上覆岩运动和地表的沉陷的规律进行深入研究，研究在开采中设置的系统参数与优化方案，能够最大限度满足建筑物与地下水资源保护的需求；对进水体的开采设备和设计进行深入研究等。在研究中实现对关键技术的持续优化，包括对煤矿开采过程中沉陷问题的控制以及土地破坏的修复；研究生产中不同种类的组合技术和填充技术，有效利用填充技术将矸石等填充材料填充到矿井中，能够有效的防止矸石被排放出来造成的生态环境的破坏。在作业过程中有效控制岩层的转移，防止地面塌陷造成的生产中安全事故的发生以及对土地造成的破坏。另外，在对技术的改进中还包括对矿区周围村庄的加固和保护等技术，确保煤矿的开采不会影响到周围村庄人们的正常生活。

(4)对巷道中的布置进行优化，有效减少在开采中矸石的排放

对现有的开采方法和矿区的开采布置规划进行优化，使煤矿的开采能够获得最大的经济效益。针对煤矿开采地区的地质条件以及巷道的布置和规划，需要保障开采的布置和方法能够实现最优配置。整个煤巷中一般布置单一的煤层开采，矸石一般情况下不能离开地面，在一定程度上对生产系统进行了简化，使生产中真正实现了无轨胶轮和单轨吊运输的一体化，通过矿井的井口直接到工作面，实现综合采掘技术和综合挖掘能够同步进行，大大提高煤矿开采的生产效率。在对研究矸石应用于井下进行直接处理以及用作填充材料的技术可以有效的减少煤矿开采中污染的来源，对开采过程中使用到的生产系统进行简化，以便能够不断提高开采的效率。在对巷道布置进行优化设计中，需要通过对巷道的内部布置进行简化，不断实现对采矿区和工作面的参数进行优化和调整，使得生产技术能够在采矿中实现单一煤层集中开拓，实现采矿过程中回采的集中化，将岩巷的掘进率调整到最低，在实际作业中多开一些煤巷，使矸石的排出量减少。

通过以上方式的改进能够大大提高煤矿开采的效率，而且减少在煤矿开采过程中可能对环境造成的污染，最大限度的实现煤矿开采行业的可持续发展。

(5)采场围岩的控制技术

采场围岩的控制技术也是煤矿开采中非常重要的生产技术。在进行技术改进中首先要健全围岩控制的相关理论，采取有效的开采控制技术使得煤矿开采工作能够高效实施、顺利进行。在对我国的矿山压力的相关研究，使用不同领域的技术方法，结合煤矿开采中的实际情况，不同的煤层以及差异化的开采条件进行有效研究，对煤矿开采场地的围岩控制技术进行不断的优化；放顶煤的开采岩层、支架-围岩的作用机理。在技术改进中需要结合顶煤的放置规律，试着利用离散元的方法，以放顶煤优化标准为原则，实现对顶煤的高效回收。

对于顶板动态问题以及支护质量的监测技术，对现有的检测技术进行不断的调整和优化，将智能检测设备和系统应用到监测系统中，使得监测仪表的功能更加完善，同时还需要对监测仪表实施简化，使其能够直接呈现出最终的监测结果；对于遇到的坚硬与破碎的顶板的问题，对煤矿开采中使用的岩层的控制技术进行研究和改进，实现其在生产中的高效率生产以及低成本运营，在对坚硬的顶板进行处置时，使用高压注水与化学加固相结合的方法进行技术的改进，这个过程相对比较繁琐，而且成本也比较高。可以针对该问题进行新的生产技术与工艺的研究，从生产实际中存在的问题进行分析和改善，最终实现对整个技术的优化和改进。对冲击性矿压显现的发生机理进行技术方面的研究与分析，研制准确的预报技术。

采矿围岩的控制技术对整个煤矿开采行业的发展有重要的影响，通过技术的改进不但能够有效提高生产的安全性，降低企业生产运营中的风险，保障工人的施工安全。而且通过技术的改进可以在很大程度上提升企业生产的效率，提高企业的经济效益，促进煤矿开采行业的持续稳定发展。

3.结束语

煤矿开采是我国经济发展的重要组成部分。但是安全、环境污染以及资源的过度开采问题一直都是煤矿企业在发展中面临的严峻问题。这些问题的出现给整个行业的发展都造成了很大的阻碍，针对这些问题，需要在发展生产不断追求经济效益的同时要实施对煤矿开采中技术的改进，通过利用先进的生产技术和生产流程和工艺优化的方式实现整个煤矿开采过程总体的优化。使我国的煤矿开采企业能够实现可持续发展，也使我国的自然资源得到合理的开发和利用，为人类的生产和发展服务。