摘 要:分析了能源結(jié)構(gòu)以煤為主、煤炭分布不均以及煤層開采條件復(fù)雜多樣等我國煤礦開采特點,同時探討了構(gòu)建集中和高產(chǎn)礦井、發(fā)展各種煤層條件下的采煤機械化以及完善采煤方法和開采布置等我國采煤技術(shù)發(fā)展的主要目標(biāo),并研究了深礦井開采技術(shù)、“三下”采煤技術(shù)以及綠色開采技術(shù)等我國煤礦開采技術(shù)發(fā)展方向,以期為我國我國煤礦開采技術(shù)的創(chuàng)新提供一些參考,促進(jìn)我國煤礦開采技術(shù)的不斷發(fā)展。
關(guān)鍵詞:采煤技術(shù);發(fā)展方向;綠色開采
我國煤炭資源十分豐富,同時在我國能源結(jié)構(gòu)中占有主要位置,對于我國國民經(jīng)濟(jì)中的穩(wěn)定和快速發(fā)展具有重要意義。然而,我國煤炭資源分布不均勻,同時煤層開采條件復(fù)雜多樣。對此,應(yīng)當(dāng)積累采煤技術(shù)的經(jīng)驗,注重先進(jìn)采煤技術(shù)的引進(jìn)和自主研發(fā),加強采煤技術(shù)的不斷創(chuàng)新,推動我國采煤技術(shù)的不斷發(fā)展。
1 我國煤礦開采特點
我國煤炭資源較為豐富,同時也是煤炭資源使用大國。近年來,隨著我國社會的不斷發(fā)展,對煤炭資源的使用量不斷增大,我國應(yīng)當(dāng)不斷引進(jìn)先進(jìn)的采煤技術(shù),同時注重對采煤技術(shù)的創(chuàng)新,提升采煤產(chǎn)量和效率,確保煤礦資源的供需持衡。我國煤礦開采特點主要體現(xiàn)在以下幾點:第一,能源結(jié)構(gòu)以煤為主。我國居民在日常生產(chǎn)和生活中對煤炭資源的需求量遠(yuǎn)高于其他能源,據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,2103年我國一次性能源消費結(jié)構(gòu)中煤炭資源大約為67%,我國目前的能源結(jié)構(gòu)仍然以煤為主。第二,煤炭分布分布不均。盡管我國煤炭資源存儲十分豐富,然而在我國廣袤的國土上煤炭資源的分布受到不同地區(qū)的地理條件和地質(zhì)情況的影響,呈現(xiàn)出不均勻現(xiàn)象,主要表現(xiàn)為西多東少、北富南貧。第三,煤層開采條件復(fù)雜多樣。不同地區(qū)的地理條件、水文條件以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)使得我國礦井開采的煤層地質(zhì)條件具有最廣泛的多樣性,既有穩(wěn)定煤層又有不穩(wěn)定煤層,既有緩傾角煤層又有急傾角煤層,同時煤層的表土厚度與埋深大小也存在一定差異。我國煤層地質(zhì)條件總體上以開采多煤層、總厚大、傾角緩、低瓦斯、表土不厚以及埋深不大的煤層為主。
2 我國采煤技術(shù)發(fā)展的主要目標(biāo)
2.1 構(gòu)建構(gòu)建集中和高產(chǎn)礦井
構(gòu)建生產(chǎn)高度集中、可靠、高效率以及高效益的礦井應(yīng)當(dāng)大力發(fā)展與之相應(yīng)相適應(yīng)的煤層地質(zhì)條件的探測與評價,發(fā)展強力、高效、可靠的采煤裝備與工藝,構(gòu)建簡單、連續(xù)、可靠的生產(chǎn)系統(tǒng)和開采布置,同時不斷研發(fā)煤礦開采過程的監(jiān)控及科學(xué)管理等相互匹配的成套技術(shù),提升煤礦開采水平,從而提升礦井產(chǎn)量。同時,也應(yīng)當(dāng)大力展適于大型露天煤礦、特大型露天礦的高產(chǎn)高效工藝,并加大相關(guān)開采配套設(shè)備的研發(fā)。在進(jìn)行地質(zhì)條件和技術(shù)層次較差的骨干礦井開采時,應(yīng)當(dāng)采用集中生產(chǎn)的開采模式,以提升其開采效率,從而提高其生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟(jì)效益。
2.2 發(fā)展各種煤層條件下的采煤機械化
綜合機械化采煤在煤礦的開采中具有獨特優(yōu)勢,可以將綜合機械化采煤作為煤礦開采技術(shù)的主導(dǎo)發(fā)展方向,不斷對綜合機械化采煤設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新,提升綜合機械化采煤設(shè)備的適應(yīng)水平,從而提升綜合機械化采煤設(shè)備的適用范圍和在采煤中所占比重。對于普通機械化采煤應(yīng)當(dāng)不斷對設(shè)備及工藝進(jìn)行改進(jìn),擴大器適應(yīng)性,提升器單產(chǎn)和應(yīng)用水平。同時, 也應(yīng)當(dāng)注重發(fā)展小煤礦采煤的簡易機械化,提升各煤層條件下機械化采煤的普及率。
2.3 完善采煤方法和開采布置
放頂煤開采具有高產(chǎn)高效的優(yōu)勢,具有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。在發(fā)展采煤技術(shù)過程中,應(yīng)當(dāng)不斷改進(jìn)采放工藝,完善各項技術(shù)安全措施,在確保采煤的安全性和可靠性的同時,提升煤礦產(chǎn)量。對于急傾斜煤層、薄煤層、不穩(wěn)定煤層以及有煤與瓦斯突出危險煤層等難采煤層,應(yīng)當(dāng)注重采煤方法的創(chuàng)新和采煤工藝的改進(jìn),提升其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
3 我國煤礦開采技術(shù)發(fā)展方向
3.1 深礦井開采技術(shù)
煤層開采的技術(shù)控制、沖擊地壓的防護(hù)、巷道挖掘布置、礦井瓦斯含量防范、以及井下通風(fēng)設(shè)置等內(nèi)容是深礦井開采技術(shù)的關(guān)鍵。深礦井開采技術(shù)需要研究的內(nèi)容相對較多,一方面需要研究深井周圍的地質(zhì)情況,如深井周圍的巖石質(zhì)地、種類、狀態(tài)及分布情況。另一方面需要研究深井作業(yè)安全問題。為確保深礦井作業(yè)安全,深礦井開采技術(shù)需要研究深井開采環(huán)境變化對瓦斯含量變化的影響,同時也應(yīng)當(dāng)研究井巷道在掘進(jìn)過程中的支護(hù)防護(hù)與支護(hù)的設(shè)置、深井井下沖擊地壓的防護(hù)監(jiān)控技術(shù)以及深井開采過程中防止熱害發(fā)生的應(yīng)急預(yù)案和有關(guān)處理的技術(shù)和設(shè)備。此外,還應(yīng)當(dāng)注重深井開采效率的研究,注重高效高產(chǎn)開采的有關(guān)配套設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用管理,提升煤礦開采效率。
3.2 “三下”采煤技術(shù)
在采煤過程中應(yīng)用“三下”采煤技術(shù)時,應(yīng)當(dāng)對注重對相關(guān)數(shù)值的模擬計算和相似材料的模擬,同時注重對開采區(qū)演示形成原因、過程以及地面沉降產(chǎn)生時間和具體原因的研究,以便對采上覆巖層運動和地表沉陷規(guī)律,確保開采區(qū)上部巖層的結(jié)構(gòu)安全?!叭隆辈擅杭夹g(shù)的應(yīng)用,還應(yīng)當(dāng)對礦區(qū)附近土地表面、建筑物地下水資源保護(hù)的合理方案進(jìn)行全面深入的研究,同時注重開采系統(tǒng)的優(yōu)化和各種煤礦回填技術(shù)、房屋加固技術(shù)的應(yīng)用,確保煤礦開采對當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和人們生活不會產(chǎn)生影響,保障煤礦開采區(qū)域人們的生產(chǎn)生活和生命財產(chǎn)安全。此外,應(yīng)用“三下”采煤技術(shù)時,還應(yīng)當(dāng)注重對礦區(qū)近水體的開采計劃以及工藝參數(shù)優(yōu)化的研究,制定開采深陷控制、土地污染控制以及水資源污染控制相關(guān)技術(shù)方案和措施,確保煤炭開采與開采城市的良性、健康發(fā)展。
3.3 綠色開采技術(shù)
在煤礦的開采一定程度上會對城市空氣、水資源以及土壤造成嚴(yán)重污染,對此,在煤炭開采過程中應(yīng)當(dāng)大力發(fā)展綠色開采技術(shù)。在煤礦開采過程中,應(yīng)當(dāng)結(jié)合開采實踐經(jīng)驗,研注重各種地質(zhì)條件下煤礦巷道掘進(jìn)技術(shù)和巷道選擇布置技術(shù)的研究,確保技術(shù)方法以及設(shè)備選擇、布置與煤層地質(zhì)條件的最優(yōu)結(jié)合,在降低資源消耗的同時,提升煤礦產(chǎn)量。在煤礦開采過程中,應(yīng)當(dāng)注重邊開采邊填埋技術(shù)的研究,確保在煤礦開采過程中,矸石基本不出地面,有效降低開采過程中煤矸石的出矸率,從而有效實現(xiàn)煤炭的無軌輪、單軌吊輔助的一條龍生產(chǎn)方式,同步進(jìn)行綜合開采和綜合開掘,有效提升煤礦開采效率。同時,在煤炭開采中,也應(yīng)當(dāng)注重優(yōu)化礦井的開掘技術(shù)和巷道掘進(jìn)技術(shù)、礦井開采區(qū)和工作面的參數(shù)優(yōu)化,并對巷道的位置選擇布置進(jìn)行簡化,實現(xiàn)集中開拓、集中準(zhǔn)備以及集中回踩,有效降低煤炭開采過程中的產(chǎn)生的環(huán)境污染。
4 結(jié)語
目前,我國能源結(jié)構(gòu)以煤為主,然而煤炭資源在分布方面呈現(xiàn)出不均勻現(xiàn)象,且我國煤層的開采條件具有復(fù)雜性和多樣性。對此,在煤礦的開采過程中,應(yīng)當(dāng)構(gòu)建集中和高產(chǎn)礦井,發(fā)展各種煤層條件下的采煤機械化,完善采煤方法和開采布置,同時注重深礦井開采技術(shù)、“三下”采煤技術(shù)以及綠色開采技術(shù)在我國煤礦開采中的應(yīng)用,提升煤礦的開采質(zhì)量和效率,推動我國煤礦開采技術(shù)的不斷發(fā)展。
參考資料:
[1]逄型祥.采煤工程技術(shù)發(fā)展的展望[J].科技視界,2014(11):300-300.
[2]王亞飛.“三下”采煤技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展展望[J].河南科技,2014(03):48.
[3]史敬龍.目前我國采煤工藝技術(shù)現(xiàn)狀及其研究[J].科技風(fēng),2014(18):102-102.
[4]楊俊銀.淺談我國采煤技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2011(26).
[5]郭晉生.淺析中國井下采煤技術(shù)與工藝現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].能源與節(jié)能,2013(12):181-182.
[6]楊德金.煤礦開采技術(shù)發(fā)展方向的探討[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2013(08):39-43.
作者簡介:勾金文(1975—),男,山西朔州人,工程師,主要從事:采礦技術(shù)管理工作。