張偉

（太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，山西太原 030024）

煤礦開采技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向研究

張偉

（太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，山西太原 030024）

清潔型能源成為當(dāng)前我國(guó)乃至國(guó)際能源的發(fā)展方向，而以高污染、低產(chǎn)能為特點(diǎn)的煤炭行業(yè)也正在面臨著轉(zhuǎn)型的考驗(yàn)，技術(shù)創(chuàng)新之路勢(shì)在必行。基于此，立足于當(dāng)前我國(guó)煤炭的開采技術(shù)現(xiàn)狀，從中找尋煤炭行業(yè)的發(fā)展方向，為煤炭企業(yè)今后的發(fā)展出謀劃策。

煤礦；開采技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展方向

為轉(zhuǎn)變當(dāng)前煤炭行業(yè)高污染、低產(chǎn)能的局面，轉(zhuǎn)型是眾多煤炭企業(yè)獲得自身發(fā)展的主要方式［1］。而造成煤炭行業(yè)的高污染、低產(chǎn)能的局面，與其水平低下的開采技術(shù)有關(guān)。相關(guān)煤炭企業(yè)應(yīng)從當(dāng)前國(guó)家對(duì)于煤炭行業(yè)的相關(guān)政策規(guī)定中看到當(dāng)前開采技術(shù)的應(yīng)用情況，從中找到自己的發(fā)展道路，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1 技術(shù)現(xiàn)狀分析

1.1 空?qǐng)霾傻V技術(shù)

為適應(yīng)各種地形、地勢(shì)及工況的開采要求，煤礦行業(yè)也有多種針對(duì)于不同情況的采礦技術(shù)。通常平原地區(qū)普遍采用空?qǐng)霾傻V技術(shù)，該采礦技術(shù)會(huì)出現(xiàn)空?qǐng)?、階段性出礦的情況，因而這種采礦技術(shù)更適用于地下采礦，且在我國(guó)的應(yīng)用范圍較為廣泛。該采礦技術(shù)通常將整個(gè)采礦現(xiàn)場(chǎng)分為礦房、礦柱2個(gè)主要作業(yè)區(qū)，在作業(yè)時(shí)需要按照順序依次對(duì)礦房、礦柱進(jìn)行開采。在開采的過(guò)程中，礦房通常為敞空形式，空間較大。其中，起主要支撐作用的為礦柱與圍巖2個(gè)結(jié)構(gòu)，因此在作業(yè)時(shí)需要保證礦柱與圍巖的安全性、穩(wěn)固性。完成礦房的開采之后，需要在同一時(shí)刻處理采礦柱、采空區(qū)2個(gè)區(qū)域。此外，該采礦方法也可結(jié)合其他采礦技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，有效改善礦柱的回采條件。為提高開采的效率與質(zhì)量，還可在開采過(guò)程中應(yīng)用大型的機(jī)械設(shè)備。但是，該開采方式也會(huì)造成較為嚴(yán)重的地表破壞，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要加以注意。

1.2 崩落采礦技術(shù)

在煤礦開采作業(yè)中，除了效率之外，對(duì)安全性的控制也尤為重要。而崩落采礦技術(shù)就是一個(gè)效率與安全并重的采礦技術(shù)，因而在實(shí)際應(yīng)用中也較為廣泛。該采礦技術(shù)又可分為壁式崩落采礦法、分層崩落采礦法等多種形式［2］。因其操作簡(jiǎn)單，故而在采礦行業(yè)中有廣泛的應(yīng)用范圍。該采礦技術(shù)通過(guò)開挖的方式在礦體的邊界做一運(yùn)輸巷道、在上盤或者下盤位置做相應(yīng)的切割空間［3］；在塹溝則做可用于放置炸藥的扇形炮孔，奠定崩落作業(yè)的基礎(chǔ)。該技術(shù)能夠利用一條簡(jiǎn)單的巷道開展多種用途的作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)降低成本的目的。隨著對(duì)該采礦技術(shù)的不斷改進(jìn)，從小參數(shù)逐漸發(fā)展到大參數(shù)，在實(shí)際采礦過(guò)程中崩礦量得到了極大的提高。但是，同時(shí)也應(yīng)看到崩落采礦過(guò)程中伴隨的不安全、高污染問(wèn)題。

1.3 充填采礦技術(shù)

隨著現(xiàn)代化設(shè)備的廣泛應(yīng)用，當(dāng)前的采礦技術(shù)在現(xiàn)代大型設(shè)備的輔助下產(chǎn)礦量得到了較大的提高。而填充采礦技術(shù)就是其中一項(xiàng)與現(xiàn)代大型機(jī)械有效結(jié)合的代表，給當(dāng)前技術(shù)創(chuàng)新帶來(lái)了借鑒意義。該采礦技術(shù)主要的作業(yè)區(qū)域在礦塊或者礦房2個(gè)位置，通過(guò)不斷推進(jìn)回采工作面的方式將填充材料送入采空區(qū)進(jìn)行填充。其在稀缺、貴重但圍巖不穩(wěn)定礦體中具有較高的應(yīng)用價(jià)值；同時(shí)，在諸如建筑物、水體、下水道、鐵路網(wǎng)等復(fù)雜的地形中也可應(yīng)用此技術(shù)。此外，當(dāng)前煤炭行業(yè)的填充技術(shù)還可分為干式、水力、膠結(jié)填充等多種充填技術(shù)，其中以膠結(jié)充填技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展較為普遍與迅速。該充填技術(shù)從填充到回采作業(yè)都進(jìn)行了相應(yīng)的創(chuàng)新。在高效的機(jī)械配合下，當(dāng)前的盤區(qū)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械化充填，而充填系統(tǒng)也逐漸走向智能化發(fā)展道路。充填采礦技術(shù)不僅能夠適應(yīng)各種工況，對(duì)地表進(jìn)行保護(hù)，而且回采率、安全性較高。但是，充填技術(shù)也存在著一定的缺點(diǎn)，需要煤礦企業(yè)進(jìn)行規(guī)避，比如礦塊生產(chǎn)力低、工藝復(fù)雜等。當(dāng)前煤炭開采技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中也存在一定的問(wèn)題，這也提醒著煤炭企業(yè)乃至整個(gè)煤炭行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展道路還很漫長(zhǎng)。

2 發(fā)展方向

2.1 向高效集約型轉(zhuǎn)變

在“節(jié)能減排”“可持續(xù)化發(fā)展”“清潔能源”等的號(hào)召下，當(dāng)前煤炭行業(yè)的發(fā)展受到了一定的沖擊與制約。為在嚴(yán)峻的市場(chǎng)形勢(shì)中得到生存、發(fā)展，當(dāng)前的煤炭企業(yè)應(yīng)從開采技術(shù)入手，轉(zhuǎn)變企業(yè)高耗能、低產(chǎn)出、高污染的情況。因此，也要求開采技術(shù)應(yīng)當(dāng)向高效、集約型轉(zhuǎn)變。因此，今后開采技術(shù)的發(fā)展應(yīng)與高效機(jī)械設(shè)備相結(jié)合，減少工人工作量，從而降低生產(chǎn)成本。同時(shí)，機(jī)械化的應(yīng)用也可有效提高工作效率，轉(zhuǎn)變當(dāng)前煤炭企業(yè)高投入、低產(chǎn)出的局面。

2.2 向環(huán)保清潔型轉(zhuǎn)變

當(dāng)前“環(huán)保清潔”能源成為各種能源參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的一大亮點(diǎn)，同時(shí)也是彰顯其強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力的重要指標(biāo)。煤炭行業(yè)也應(yīng)向環(huán)保清潔型轉(zhuǎn)變，脫下高污染的標(biāo)簽，從而提高自己的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。其中，煤炭開采過(guò)程中，較為突出的問(wèn)題為地表破壞、空氣污染、水體污染等問(wèn)題［4］。因此，在今后的發(fā)展中應(yīng)注重技術(shù)創(chuàng)新，減少開采過(guò)程中對(duì)地表的破壞和空氣、水體的污染。

2.3 向自動(dòng)化方向發(fā)展

在開采過(guò)程中，事故也是煤炭行業(yè)被人們所詬病的主要原因，其安全性廣受人們的質(zhì)疑。隨著技術(shù)的發(fā)展，今后的煤炭開采應(yīng)當(dāng)減少人工在整個(gè)采礦作業(yè)中的應(yīng)用，取而代之的應(yīng)該是自動(dòng)化的機(jī)械控制。開挖、崩落、填充、回采等操作更多地應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備，開展自能化管理，在保障作業(yè)安全性的同時(shí)可較大程度地提高工作效率。同時(shí)，在工作流程上也應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化，提高整個(gè)采礦系統(tǒng)的工作效率。而且，在技術(shù)發(fā)展過(guò)程中也要求對(duì)當(dāng)前的機(jī)械化設(shè)備、工作系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)開采過(guò)程的自動(dòng)化控制。此外，要相應(yīng)地提高工作人員的素質(zhì)，開展對(duì)各種自動(dòng)化設(shè)備、系統(tǒng)的培訓(xùn)，保障工作的順利開展。

3 結(jié)語(yǔ)

要想在嚴(yán)峻的發(fā)展環(huán)境中脫穎而出，當(dāng)前的煤炭企業(yè)應(yīng)清楚地了解到當(dāng)前開采技術(shù)存在的不足，高污染、第產(chǎn)能仍是當(dāng)前煤炭行業(yè)發(fā)展的主要現(xiàn)狀。要想在當(dāng)前激烈的能源市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，煤炭企業(yè)應(yīng)向高效集約、環(huán)保清潔、自動(dòng)化方面發(fā)展，實(shí)現(xiàn)整個(gè)開采過(guò)程的高質(zhì)、高產(chǎn)、安全。

［1］胡強(qiáng)，朱濤濤.對(duì)我國(guó)煤礦綜合機(jī)械化開采技術(shù)現(xiàn)狀的分析與思考［J］.山東工業(yè)技術(shù)，2016（10）：73.

［2］趙丹鋒.煤礦開采技術(shù)現(xiàn)狀分析及發(fā)展方向［J］.內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2016(13）：30，40.

［3］牛小森.煤礦開采技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（22）：120.

［4］權(quán)峰軍.煤礦開采技術(shù)及應(yīng)用分析［J］.東方文化周刊，2014（11）：154.

Research on the Current Situation and Development Direction of Coal Mining Technology

Zhang Wei
（School of Mining Engineering，Taiyuan University of Technology，Taiyuan Shanxi 030024）

Clean energy has become the development direction of our country and even the international energy.The coal industry with high pollution and low yield can be faced with the test of transformation,the road of technological innovation is imperative.Based on this,based on the current situation of China's coal mining technology,to find the development direction of the coal industry in coal enterprises,to give advice and suggestions for future development. Keywords:coal mine；mining technology；present situation；development direction

TD82

A

1003-5168（2016）11-0088-02

2016-10-19

張偉（1961-），男，碩士，高級(jí)工程師，研究方向：采礦工程設(shè)計(jì)。