采煤工程中存在的问题分析及对策

陈建刚

内蒙古上海庙矿业有限责任公司 内蒙古 鄂尔多斯 016299

引言

虽然我国在近几年大力发展新型能源用以调整我国现代化进程中的能源供给结构,但不得不承认的是煤炭能源依旧是我国能源消耗中损耗量最大的一种。这就意味着我国煤炭资源的开采尚不能停歇,还需要对采煤工程中的设备、技术、安全和环境保护等方面的问题进行处理,以期能够提升采煤作业效率和质量。

一、探究采煤工程中存在的问题

(一)设备问题

在采煤工程中,用于煤炭开采的设备基本上决定了采煤工程的效率和进度[1]。先进的设备能够为煤炭开采工程奠定坚实的机械化基础。一方面,我国的煤炭开采设备需要根据开采地域的实际情况来进行配备,但是由于大规模的煤炭开采量和地方经济发展水平的限制,采煤工程存在设备使用时间长、老化现象严重、故障发生频繁等现象,煤炭开采设备和支护设备长期未得到及时的改造与革新;另一方面,投入煤炭开采工程的设备进行更新换代需要以大量的资金作为后盾,但是目前部分企业在煤炭开采的设备资金投入力度方面尚有欠缺。

(二)技术问题

随着煤炭能源的日益开采,浅层的煤炭资源已经开发殆尽,这就意味着我国的煤炭开采工程要想更加纵深的地处进行开发。但是在愈来愈深的煤矿井构筑过程中,也对煤炭开采的技术提出了更高的要求。纵深不同的煤矿井和复杂的地下情况决定了采煤技术工艺的多样化,需要利用不同的开采技术适配差异化煤矿井下的煤炭开采工程。如果忽视煤炭开采的地质状况、技术工艺选择等客观性的问题将会严重影响煤炭开采的实际效率,甚至诱发无法弥补的安全事故。

(三)安全问题

安全保障是采煤工程中一切作业的大前提,只有工作人员的生命安全得到了充分的保障,才能实现开采效率的提高。但是在部分矿区的煤炭开采过程中还存在着多种安全隐患,严重威胁着工作人员的生命及财产安全。第一,采煤技术的不合理使用,如果在煤炭开采期间,相关技术人员没有对施工附近的地质环境进行足备的考察,盲目使用爆破技术,如果爆破的指标超过了地质的可承受范围,就会导致现场出现塌方,严重威胁工作人员的生命安全。第二,在煤炭开采之前,相应的负责人应该向工作人员明确采煤施工规范,如果施工人员的开采操作失误明显,将有可能对工作人员的安全造成一定的威胁。第三,防护措施不到位,部分煤矿井开采区在对工作人员进行个人防护时,如果防护措施不够健全,比如在煤矿井的高浓度粉尘环境中,工作人员吸入了大量的粉尘颗粒,容易对个人身体健康造成极为严重的损伤。

(四)环境问题

部分煤炭企业缺乏自然环境的保护意识[2]。煤矿井的长期开采虽然能够对当地的经济发展起到良好的助推作用,但同时也不可避免的对周围的地质稳定程度造成了不可逆的消极影响,如果煤矿井附近的地质松动明显,稳定性不佳,在受到震动后在很大程度上会出现塌方事故,不仅会威胁工作人员的生命财产安全,而且还会对当地的自然生态产生破坏,影响地域的生态平衡。不仅如此,煤炭开采过程中产生的大量污染源都会如废气、废渣、废水等“三废”未经处理流入自然生态中,严重威胁了生态环境中的生物多样化和自然生态。当下,不少主营煤炭开采的企业尚未贯彻好“既要金山银山,又要绿水青山”的可持续发展理念,对当地的生态环境造成了严重的破坏。

二、解决采煤工程中问题的对策

(一)优化升级采煤设备的性能

采煤设备的运行状态与煤炭开采的效率息息相关,提升采煤设备的质量,优化采煤设备的性能对煤炭开采的效率具有积极的促进作用。因此,相关负责煤炭开采的企业在设备方面应该有所动作,一方面,加大资金成本投入,推动用于煤炭开采的设备性能升级和新型设备的引进,依靠先进的采煤设备来提高煤炭的开采量,以增值更大的经济效益和煤炭资源提取量。另一方面,应该定期开展对工作人员的培训,带领负责煤炭开采人员学习新型设备的使用、养护与维修,确保工作人员能够良好的掌握设备的使用与后期维护。针对每次设备的改造升级和新设备的引进,可以开展两到三次的培训,帮助工作人员认知、了解与夯实设备理论基础和实际操作要点,确保设备的性能可以最大程度的发挥出来。除此之外,在支护设备方面,相应的企业也要提高重视程度,支护设备关乎着工作人员和采煤设备的安全,所以支护设备的质量保障尤为重要,要认真检查和测定支护设备的使用寿命,针对已经出现老化、松动、腐蚀锈蚀等现象存在的支护设备应及时替换,提高支护设备的质量,为工作人员的生命财产安全以及采煤设备的安全提供必要的保障。

(二)选择合适的煤炭开采技术

1、煤炭开采技术的科学化运用

(1)爆破开采技术

爆破开采技术是传统煤炭开采技术的主要方式,以炸药爆破手段对煤炭原材料直接进行爆破开采。正常情况下,可以分派指定数量的人工和采集设备来对爆破落下的煤炭进行采集,并装到运输车中完成运送工作。具体流程可以分成两大部分,一部分是爆破,一部分是运输。前者需要工作人员寻找到合适的煤层爆破点,然后完成钻孔、炸药填装以及引线拉扯等引爆工作;后者是依靠人工利用铲具或锹具来对爆破下来分散的煤块进行采集并集中装运到运输设备中。爆破开采技术下煤块的散落面积较大,而且需要耗费大量的人力和时间,开采效率较低,大型的煤矿企业注重煤炭的开采效率,爆破技术并未大规模使用,但是对于煤层较薄、大型机械无法开展工作的情况下,爆破技术具有明显的作用,一些中小型的煤炭开采企业还坚持着爆破开采技术的运用。

(2)机械开采技术

机械开采技术主要是通过机械设备在采煤工作面进行作业来完成煤炭开采一系列流程[3]。先是利用采煤机对煤层进行钻进和破碎,破碎的煤炭掉落进提前预备好的刮板运输机中,并按照铺设的轨道进行运输,最后利用支架对整体的工作面进行固定。机械开采技术具有减少人力资本、安全性能高、粉尘量小等优势,适合大多数煤矿井下作业,在我国的煤炭开采行业中得到了较为普遍的应用。

(3)水力采煤技术

水力采煤技术主要是利用高压水流对煤层进行破碎并通过水力来完成提取、运输等采集流程。该技术的工艺较为简单,没有过多的复杂性,而且开采效率较高、装备搭配灵活,安全性也有较高的保障。针对一些稳定性能不佳、倾斜幅度大和一些煤层不规则的煤层可以考虑使用水力采煤技术对煤层进行破碎开采。

2、考察周围地质情况

在采煤过程中,采煤技术的应用要避免盲目性和随意性,需要相关人员根据具体情况具体分析,及时考察煤矿井附近的地质情况和水源状况等自然条件的限制,并将这些限制性因素综合进煤炭开采中,在权衡利弊之后选择合适的煤炭开采技术。例如,如果煤矿井周围的地质松散脆弱,稳定性不佳,就不适合使用震动幅度大、效果剧烈的煤炭开采手段,以爆破技术为主的开采方式就不适合在这样的地质条件下应用,如果未经考察便任意使用开采技术,势必会造成严重的危害。再如,煤矿井的纵深如果已经毗邻水源,工作人员在进行施工作业时,就要充分考虑水采方式的应用是否会对水源造成污染,影响水质等方面的问题,避免在实际施工中出现类似问题,进而导致与当地居民发生争执等不必要的麻烦。

3、不断研发新技术

随着我国煤炭开采工程的深挖,将会遇到越来越多类型的新问题,现有的煤炭开采技术未必可以适用于更加纵深的煤矿井作业。因此,为了能够帮助工作人员在开采技术的选择上有更多回旋的余地,相应的煤炭开采企业应该加大科技研发力度,不断创新煤炭开采技术,避免因原有的开采技术不适应纵深煤矿井的煤炭开采而导致开采效率低下或易造成开采事故等问题的出现。另外,如果煤炭开采企业的开采技术相较于其他同类型企业的技术更加先进,将会显著提升企业在市场中的竞争力,进一步拓宽企业的发展空间,带动企业获取更高的经济效益。当企业在新技术的作用下获得较高的利润之后,就可以再分流出一部分资金专门用于技术研发,从而为开采技术的不断演变、升级和新型技术种类的研发奠定资本基础。在双方循环往复、相互促进下,企业的煤炭开采量和经济效益都得到了稳步提升。

(三)提升采煤工程现场的安全管理水平

1、树立安全意识,严守行为准则

在采煤工程中,煤炭开采企业想要保证煤炭开采的正常运行,除了在设备和技术方面下功夫之外,还需要对施工期间的安全管理给予足够的重视。企业管理层人员要树立安全开采理念,在企业内部进行全体职工的煤炭开采安全教育讲座,动员广大劳动工作人员认真听取有关煤炭安全开采的注意事项,丰富和提升一线员工和一线领导人员的安全理念认知水平。工作人员在煤炭开采期间能够科学合理运用开采技术与开采设备,可以正确识别和判断安全隐患,进而从工作人员的主观层面降低了安全事故发生的概率。除此之外,煤炭开采的现场负责人员要为工作人员明确开采纪律,确保工作人员的开采行为符合各项开采标准,推动煤炭开采的准确化和规范化。对于工作人员在施工期间的违规行为要予以惩罚,并以身作则,发挥领导的先锋带头模范作用,事无巨细都坚持以行为标准作为衡量工作的标尺,进一步彰显行为标准的权威性,降低因工作人员工作不达标而引发的安全隐患。

2、制定完备的采矿方案

采矿方案的制定是否科学、完备,对采煤工程的实际工作效率具有不可忽视的影响。煤矿的开采方案是煤矿采集作业的纲要,总领性的记录了施工作业中各方面的要点,如采煤所选的技术、负责开采的设备、开采的地点、地质要素和对生态环境的影响等多样化的内容,其中安全管理也是煤矿开采方案中的一项重点内容。设计人员在对采矿方案进行编制时,针对安全管理一项,需要调出以往煤炭开采工程中常出现到了安全事故类型并抄录事故发生的原因。据此来作为本次采矿方案中安全管理应急预案制定的重要参考材料。如果在采煤工程的场地中不慎出现了与以往同类型的安全事故,就可以及时启动应急预案,将事故发生的影响降到最低。

3、加强政府部门的监管

政府部门介入煤炭开采的全过程。加强对煤炭企业的开采工作监管力度,能够真正落实企业的安全管理工作[4]。现阶段,煤矿井的情况越来越复杂,诱发安全事故的因素包含于各个方面,企业想要对这些因素进行全方位的管控就需要建立起一套安全管理制度,在一线开采现场的领导层负责人要将安全管理制度向采煤工作人员进行明确,严格要求工作人员的开采行为要在安全管理的制度框架之内,不允许任何情况的逾越。但是在安全管理制度的实际贯彻落实中,一些经验欠缺、管理能力不足的现场管理人员在落实安全管理制度时,抱有侥幸态度,没有将安全管理的各项规章制度条例向工作人员传达明确,进而可能导致工作人员的部分行为操作超出了安全管理制度允许的范围,从而为安全事故的引发埋下了隐患。有鉴于此,政府相关部门要定期对采煤工程进行安全检查,检测煤炭企业在开展采煤工作时,是否制定了相应的安全管理条例和安全管理责任制以及是否切实落实。通过政府部门的监管,将有效提升采煤工程的安全等级,预防企业管理人员因制度落实虚假而诱发安全事故的现象出现。

(四)生态环境恢复治理

1、及时转变观念,采取环保措施

首先,煤炭开采企业要及时转变发展观念,不能以追求利益这样片面的思想观念作为整个企业的发展目标。在环保理念日益深入人心的大趋势下,煤炭开采也应该重视生态环境的保护,坚持经济发展与生态环保的理念双结合,实现二者的统筹发展。其次,工作人员用于煤矿开采的采煤技术在研发过程中应当朝着绿色化、环保化的方向发展,杜绝以环境为代价来提高煤炭开采量的采煤技术。最后,采煤企业应引进“三废”处理设备,废水、废气和废渣等固体废弃物要经过相对应的设备加工处理达标之后再进行排放,最大限度的煤炭开采为环境带来的污染。

2、采煤塌陷区复垦

对于采煤工程中出现的塌陷区域可以利用复垦手段将该部分区域土地修复成耕地水准,来实现正常的农作物种植生产。具体的操作技术可以分为以下几种:

(1)土方回填

想要将采煤塌陷区恢复成正常的耕地就要对原有的塌陷区进行填埋,便涉及到了土方填埋技术。在回填之前要以实际情况为基准进行合理标高,避免出现与塌陷之前的地面标高差距过大的问题。在取土方面,取土的实际面积要考虑塌陷区的形状和面积,并确定土坑坡的比值,被取土地域可以形成一个人工湖用以调节生态平衡和增强美观性。

(2)生物复垦

对于塌陷区域面积过大而且稳定性特殊不稳定的区域,可以选择不用加工处理而是进行直接利用[5]。例如,通过生物手段来对该地域的塌陷进行长期的缓慢修复,具体的生物手段可以采取网箱进行水产品的养殖、水生种植物的种植等。如果该部分地域的生态环境和气候条件适合林业种植,可以选择引进一定量因地制宜的树种来实现还林,进一步调养和改善当地生态。

结语

综上所述,我国煤炭能源的开采量和储备量渐渐跟不上社会中的能源消耗,所以采煤工程要通过对设备、技术、安全、环境等方面的管理来实现煤炭开采量的提高兼顾环境的治理与保护,既保障了社会所需求的煤炭资源,又实现了人与自然的和谐发展,助推了煤炭开采的可持续进程。