郭志偉

（山西焦煤西山煤電集團(tuán)公司斜溝煤礦，山西 呂梁 033602）

引言

近年來(lái)，為了最大限度的滿足煤礦工程的發(fā)展需求，煤礦企業(yè)不斷引進(jìn)現(xiàn)代化新技術(shù)，以此提高煤礦工程的開(kāi)采效率，增強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。但就目前來(lái)說(shuō)，煤礦工程是一項(xiàng)系統(tǒng)性及復(fù)雜性非常之強(qiáng)的工作，在開(kāi)采過(guò)程中不僅投入大量的資金、設(shè)備、技術(shù)和人員等物質(zhì)資源，也離不開(kāi)一系列采礦技術(shù)和方法的支撐。因此，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，煤礦技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。本文對(duì)煤礦工程采礦新技術(shù)進(jìn)行分析，希望能夠?yàn)槊旱V的開(kāi)采工作提供一些技術(shù)指導(dǎo)，從而推進(jìn)煤礦企業(yè)的良好發(fā)展。

1 采礦新技術(shù)在煤礦中的重要意義

現(xiàn)階段，面對(duì)世界對(duì)于礦產(chǎn)品逐年增多的需求，許多煤礦企業(yè)相繼加大了煤礦的采掘量，由此，煤礦工程采礦的技術(shù)改革以經(jīng)濟(jì)利益為基礎(chǔ)，立足于我國(guó)煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，從產(chǎn)業(yè)科技的發(fā)展前沿出發(fā)，根據(jù)煤礦企業(yè)的配套設(shè)備，促進(jìn)煤礦企業(yè)的生存和發(fā)展。所以，采礦新技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于煤礦企業(yè)而言，具有非常重要的意義。

1.1 有助于降低煤礦事故的發(fā)生率

在煤礦開(kāi)采的實(shí)際過(guò)程中，我國(guó)煤礦事故頻發(fā)，針對(duì)煤礦生產(chǎn)中所存在的諸多問(wèn)題，煤礦企業(yè)應(yīng)高度重視煤礦開(kāi)采過(guò)程中的安全［1］。而采用新的技術(shù)，不僅能夠保障采礦過(guò)程的科學(xué)性，還能夠降低采礦成本，減少安全事故的發(fā)生。

1.2 有助于增加企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力

通常煤礦企業(yè)陳舊、落后的采礦技術(shù)和設(shè)備不僅會(huì)導(dǎo)致煤礦事故的發(fā)生，還會(huì)極大阻礙煤礦企業(yè)的發(fā)展。反之，如果煤礦企業(yè)擁有先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，就會(huì)比同行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)在生產(chǎn)建設(shè)上占據(jù)更大的優(yōu)勢(shì)，繼而獲得更多的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。

1.3 有助于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得采礦的許多環(huán)節(jié)已有人力勞動(dòng)逐漸向機(jī)械操作發(fā)展，大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。因此，煤礦企業(yè)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，如果具有先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，能夠顯著減少人力勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械化，節(jié)約人力成本，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

2 采礦技術(shù)在我國(guó)煤礦工程中的應(yīng)用

我國(guó)煤礦開(kāi)采過(guò)程歷史悠久，煤礦開(kāi)采技術(shù)也具有深厚的基礎(chǔ)。但煤礦采礦工作比較復(fù)雜，且存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在一些地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的區(qū)域，因受到采礦技術(shù)較差、設(shè)備落后的限制，加大了煤礦采礦的難度。因此，為了最大限度的避免采礦事故的發(fā)生，提高煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效率，則需要先進(jìn)的采礦技術(shù)作為支撐。

2.1 傳統(tǒng)的采礦方法

在煤礦實(shí)際工作中，煤礦的開(kāi)采方法多種多樣且各具特色。一般情況下，為了提高煤礦的開(kāi)采效益，需要根據(jù)煤礦的具體情況采用相應(yīng)的開(kāi)采方法，具體分析如下：

露天采煤。露天采煤的開(kāi)采方法適用于一些埋藏較淺的開(kāi)采工作，因而這種情況下，企業(yè)的投資會(huì)較少，開(kāi)采的難度較小［2］。在這個(gè)過(guò)程中，先將井田劃分為許多水平分層，然后通過(guò)分層，一層一層、自上而下的進(jìn)行開(kāi)采。

井下采煤。井下采煤大多是在煤層傾角大于10°的情況下進(jìn)行，在該過(guò)程中主要采用水平開(kāi)采的方式。首先，將每一水平煤層劃分為若干開(kāi)采區(qū)域，然后，由第一水平層開(kāi)始，自上而下依次開(kāi)采。然而當(dāng)開(kāi)采近水平煤層時(shí)，應(yīng)該在劃分之后，從中間部分開(kāi)始開(kāi)采較遠(yuǎn)處的煤層部分。井下采煤方式大致分為旱采和水采兩種。

急傾斜煤層采煤。在采取這種方法時(shí)，首先要?jiǎng)澐珠_(kāi)采區(qū)域，然后加大開(kāi)采區(qū)域的尺寸和煤炭?jī)?chǔ)量，同時(shí)，還應(yīng)適當(dāng)加大開(kāi)采區(qū)域的走向長(zhǎng)度和階段的垂直高度。為了改進(jìn)與優(yōu)化整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)，應(yīng)該改進(jìn)巷道的布置，保證其通風(fēng)性能和安全要求，進(jìn)一步確保煤礦開(kāi)采過(guò)程的順利進(jìn)行。

2.2 煤礦采礦的新技術(shù)

由上述可知，為了促使煤礦開(kāi)采過(guò)程的順利開(kāi)展，必須要重視新技術(shù)的應(yīng)用，以達(dá)到最佳開(kāi)采效果。目前，我國(guó)采用的新技術(shù)如下：

刨煤機(jī)采煤方法。該開(kāi)采技術(shù)應(yīng)用于中等和薄煤層的開(kāi)采工作中，尤其是煤層特薄的煤層，其開(kāi)采厚度最小能達(dá)0.6m。當(dāng)工作時(shí)，該技術(shù)的切割速度每秒能達(dá)到3 m，每一刀的切深能達(dá)到25cm，可極大的滿足了實(shí)際工作的需要。同時(shí)，利用智能驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)使用刨煤機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)采煤工作的自動(dòng)化，不斷提高生產(chǎn)效率。

智能化集控系統(tǒng)在采煤工作面的應(yīng)用。智能化集控系統(tǒng)運(yùn)行方式分為兩種：自動(dòng)運(yùn)行模式和人工操作模式。在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)當(dāng)中，人工操作模式有優(yōu)先權(quán)，即當(dāng)工作面需要人工作業(yè)時(shí)，集控系統(tǒng)會(huì)退出自動(dòng)運(yùn)行模式，自動(dòng)轉(zhuǎn)換成人工操作模式；工作面主要設(shè)備運(yùn)行方式還存在就地和控制臺(tái)集控系統(tǒng)互鎖關(guān)系，即就地操作時(shí)，集控系統(tǒng)進(jìn)入閉鎖狀態(tài)，同時(shí)就地優(yōu)先原則。具體情況為，采煤機(jī)巡視工、三機(jī)巡視工就地操作時(shí)，控制臺(tái)集控系統(tǒng)進(jìn)入閉鎖狀態(tài)，集控系統(tǒng)工不能進(jìn)行操作。支架控制系統(tǒng)例外，即在集控系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行模式下，支架巡視工可進(jìn)行人工干預(yù)操作。通過(guò)姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的反饋、視頻監(jiān)控系統(tǒng)反饋等，集控系統(tǒng)工選擇起始采煤工藝段，選擇工藝段限速值，選擇系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行模式，啟動(dòng)采煤作業(yè)，開(kāi)始全智能化采煤［3］。

小階段爆破落煤采煤法。該方法適用于傾角大于40°、厚度在3.5～7.5m 之間的煤層，具有諸多優(yōu)點(diǎn)。比如說(shuō)安全性很高、回采工藝簡(jiǎn)單、工作效率高等，同時(shí)存在一些不足之處，例如回采率低、通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜等情況。但相比其他方法來(lái)說(shuō)，這種方法值得推廣應(yīng)用。

偽傾斜柔性掩護(hù)支架采煤法。該方法能夠隔開(kāi)工作空間和開(kāi)采區(qū)域適用于斜角煤層及埋藏穩(wěn)定、煤層厚度變化不大的煤礦部分。在這個(gè)過(guò)程中，采煤的工作面較長(zhǎng)，生產(chǎn)簡(jiǎn)單，能夠提高采煤的安全性。同時(shí)，該方法便于工作人員進(jìn)行管理工作，從而減輕作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。但應(yīng)當(dāng)注意的是，在回采的過(guò)程中要將回風(fēng)巷的支架不斷接長(zhǎng)，逐步拆除進(jìn)風(fēng)巷的支架，當(dāng)工作面達(dá)到采礦區(qū)域附近時(shí)將支架全部收回。

3 煤礦工程采礦新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

據(jù)史料記載，我國(guó)的采礦工藝從宋朝起就已經(jīng)相當(dāng)成熟，然而隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤礦企業(yè)面臨著技術(shù)創(chuàng)新的新局面。當(dāng)前，我國(guó)采礦工藝的發(fā)展方向比較多元化，但從整體上來(lái)說(shuō)，數(shù)字化的煤礦建設(shè)是我國(guó)煤礦發(fā)展的必然趨勢(shì)。因此，在煤礦工程的開(kāi)采過(guò)程中，智能采礦是我國(guó)礦業(yè)發(fā)展的終極目標(biāo)。智能采礦是指在煤礦開(kāi)采的過(guò)程中，運(yùn)用開(kāi)采環(huán)境數(shù)字化、采掘裝備智能化、生產(chǎn)過(guò)程遙控化、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化和經(jīng)營(yíng)管理信息化的方法，實(shí)現(xiàn)采礦工藝過(guò)程的安全、高效、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是采礦作業(yè)人員通過(guò)遙控指揮生產(chǎn)作業(yè)。

智能采礦不僅能夠減少人力成本，還能有效解決礦山生產(chǎn)的安全問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的開(kāi)采活動(dòng)，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，智能采礦有助于實(shí)現(xiàn)技術(shù)隊(duì)伍的知識(shí)化，提高工作人員的技術(shù)水平［4］。但是目前我國(guó)礦業(yè)發(fā)展仍處于初期階段，煤礦企業(yè)以小中型企業(yè)為主，采用小規(guī)模粗放式的開(kāi)采模式，仍存在技術(shù)水平落后等問(wèn)題，因此，實(shí)現(xiàn)智能采礦是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，需要各個(gè)發(fā)展環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)配合，只有這樣才能真正實(shí)現(xiàn)采礦企業(yè)的跨越式發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤礦工程采礦新技術(shù)在煤礦企業(yè)中扮演日趨重要的角色，對(duì)企業(yè)的生存和發(fā)展均具有不容忽視的作用。因此，在今后的煤礦采礦工作中，應(yīng)該先從觀念上改變，重視新技術(shù)和開(kāi)發(fā)方法的運(yùn)用，同時(shí)在新技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中不斷總結(jié)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而推動(dòng)采礦技術(shù)的進(jìn)步，促進(jìn)煤礦工程的可持續(xù)發(fā)展，為煤礦企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］郝永.煤礦工程采礦新技術(shù)的要點(diǎn)探析［J］.技術(shù)與市場(chǎng)，2014，15（3）：72－73.

［2］李世棟.關(guān)于煤礦工程采礦新技術(shù)的要點(diǎn)初探［J］.技術(shù)與市場(chǎng)，2014，10（9）：85－86.

［3］李占山.試析煤礦采礦的新技術(shù)與開(kāi)采方法［J］.科技創(chuàng)業(yè)家，2013，11（14）：146－147.

［4］潘朝陽(yáng).采礦新技術(shù)在煤礦開(kāi)采中的應(yīng)用研究［J］.能源與節(jié)能，2014，19（8）：31－32.