劉旭東

摘要：目前社會高速發(fā)展，我國的煤礦開采工作競爭越來越激烈，煤礦開采中出現(xiàn)了環(huán)境破壞和水土流失的現(xiàn)象，因此優(yōu)化煤礦開采技術(shù)具有深刻的理論內(nèi)涵和實用價值。

關(guān)鍵詞：煤礦 煤礦開采 優(yōu)化開采方法

1 我國煤礦開采存在的問題

煤礦深部開采問題一直是世界各發(fā)展中國家關(guān)注的問題。對礦區(qū)進行地表沉陷預(yù)測和控制設(shè)計所用的參數(shù)，我國大部分地區(qū)都采用深度小于三百米的觀測站資料。但是這些參數(shù)資料在嚴格要求下只適合用于開采深度少于三百米的地表沉陷預(yù)測和控制。在很多地方重復建立地表移動觀測站實測求取巖石移動角的方法會用相當長的一段時間，所以很多都會中途放棄，造成了大量的人力物力財力的損失。此外，由于壓力過大，造成圍巖嚴重變形，導致巷道和采場失去平衡，加大了巷道斷面；另一方面，隨著地壓增大，受到深部高應(yīng)力的影響，圍巖移動更加強烈，巷道會嚴重變形，導致經(jīng)濟效益下滑。露天采煤業(yè)迅猛發(fā)展的同時，也帶來了許多地環(huán)境問題。此外，我國的煤礦開采技術(shù)水平普遍較低，開采技術(shù)裝備較差，采煤機制造技術(shù)落后。與國外同行業(yè)相比，機電一體化、智能化、自動化的控制技術(shù)，產(chǎn)品可靠性技術(shù)，數(shù)字集成技術(shù)與計算機輔助設(shè)計技術(shù)，仍然存在較大差距，中、小型礦井落煤方式還以炮采為主，工作面走向長度過短。煤礦重大科技攻關(guān)課題難以實現(xiàn)，重大安全技術(shù)問題難以解決。因此，優(yōu)化煤礦開采技術(shù)勢在必行。

2 優(yōu)化煤礦開采方法

優(yōu)化煤礦開采方法，就是在該煤礦區(qū)采用或引進嶄新的、先進的采煤裝備或采煤方法，有效地對礦井的相關(guān)生產(chǎn)系統(tǒng)進行優(yōu)化改造，并且對煤礦開采的相關(guān)生產(chǎn)組織制度和作業(yè)方式進行變革，從而來提高安全水平、生產(chǎn)效率和發(fā)展經(jīng)濟效益。而采煤工藝的發(fā)展極大地推動了煤炭開采各環(huán)節(jié)的變革，通過使采煤技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)煤礦高效集約化生產(chǎn)技術(shù)，建設(shè)生產(chǎn)高度集中、高可靠性的礦井開采技術(shù)以提高工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)集中化為核心，以提高效率和經(jīng)濟效益為目標，研究開發(fā)智能化、安全可靠、高效、耐用的采煤設(shè)備和生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，有效地改進和完善采煤工藝。

2.1 煤礦開采的最優(yōu)化準則和技術(shù)原理 ①對地表的建筑物的影響程度少。②煤炭的損失比較少，采區(qū)回采率高。③開采資源所帶來的利潤高。④采區(qū)系統(tǒng)安全、可靠。⑤在采深較小及急傾斜煤層時，還應(yīng)考慮“上三帶”的特征與程度。確保在達到最優(yōu)化準則的條件下，針對當?shù)孛旱V開采的現(xiàn)場條件，有時需要采取降低回采率的開采措施，以減少采動有害影響，實現(xiàn)井下安全開采。所以，采煤方法的最主要原則是如何處理資源回收率問題。煤炭開采引起環(huán)境變化與造成安全問題的根源就在于開采后造成巖層錯位移動。所以，進行優(yōu)化開采的基礎(chǔ)理論就是動煤巖層節(jié)理裂縫分布離層規(guī)律、瓦斯與水層滲流規(guī)律、煤巖體應(yīng)力場分布規(guī)律及巖層控制技術(shù)等。

2.2 引進外國先進開采設(shè)備，開發(fā)研究高效的開采技術(shù) 引進外國先進的開采設(shè)備，參考外國的控制技術(shù)，數(shù)字集成技術(shù)與計算機輔助設(shè)計技術(shù)和產(chǎn)品可靠性技術(shù)，積極研究并開發(fā)適合我國現(xiàn)有地質(zhì)條件的生產(chǎn)技術(shù)，高可靠性的高產(chǎn)高效礦井開采技術(shù)。以提高工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)集中化為核心，以提高效率和經(jīng)濟效益為目標，研究開發(fā)各種條件下的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝，簡單、高效、可靠的生產(chǎn)系統(tǒng)和開采布置，生產(chǎn)過程監(jiān)控與科學管理等相互配套的成套開采技術(shù)，發(fā)展各種礦井煤層條件下的采煤機械化，進一步改進工藝和裝備，提高應(yīng)用水平和擴大應(yīng)用范圍，提高采煤機械化的程度和水平。

2.3 對巷道進行優(yōu)化布置，盡量減少矸石排放的開采技術(shù) 改進采煤技術(shù)，完善煤礦布置的工藝體系，努力實現(xiàn)矸石廢料綜合利用技術(shù)，達到開采方法、開采布置與煤層地質(zhì)條件的最優(yōu)匹配。實行全煤巷布置單一煤層開采，矸石基本不運出地面，生產(chǎn)系統(tǒng)要減化，同時實現(xiàn)綜采與綜掘同步發(fā)展，生產(chǎn)效率大幅提高的經(jīng)驗的同時，重點研究高產(chǎn)高效礦井，開拓部署與巷道布置系統(tǒng)的優(yōu)化，減化巷道布置，優(yōu)化采區(qū)及工作面參數(shù)，研究單一煤層集中開拓，集中準備、集中回采的關(guān)鍵技術(shù)，大幅度降低巖巷掘進率，多開煤巷，減少出矸率；研究矸石在井下直接處理、作為充填材料的技術(shù)，既是減少污染的一項有利措施，又減化了生產(chǎn)系統(tǒng)，有利于高產(chǎn)高效集中化開采，應(yīng)加緊研究。

2.4 堅持采取突出危險性預(yù)測措施 每個分層或階段采完后，在下分層或階段石門揭煤和煤巷掘進中，應(yīng)采取突出危險性預(yù)測措施，如有突出危險，應(yīng)修改設(shè)計，降低分層或階段垂高，并落實四位一體防突措施，如無突出危險，可不采取防突措施，但必須采取安全防護措施。

2.5 采用三下采煤與減沉技術(shù) 采用三下采煤技術(shù)，既有較好的經(jīng)濟效益，又能保護建筑物、水體等不受損害。在保證三下采煤安全可靠情況下，采用優(yōu)化開采原則，防止煤巖失穩(wěn)造成頂板下沉變形，根據(jù)具體條件深入研究開采上覆巖層運動和地表沉陷規(guī)律，根據(jù)覆巖結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵層特征來研究確定合理的減沉開采技術(shù)及參數(shù)，僅充填部分采空區(qū)，研究近水體開采的開采設(shè)計、工藝參數(shù)優(yōu)化和設(shè)備，提出煤炭開采與煤礦城市和諧統(tǒng)一的開采沉陷控制、開采村莊下壓煤、土地復墾和礦井水資源化等關(guān)鍵技術(shù)。

3 結(jié)語

煤礦中優(yōu)化開采是一個新技術(shù)，也將會是我國煤礦企業(yè)未來發(fā)展的方向。優(yōu)化煤礦企業(yè)開采技術(shù)，能有效地降低對環(huán)境的影響，減少經(jīng)濟的不必要損失，走向可持續(xù)發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展相并存的道路，使煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益達到最大化。

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