董建華

陜西煤礦安全監(jiān)察局榆林監(jiān)察分局

現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用探討

董建華

陜西煤礦安全監(jiān)察局榆林監(jiān)察分局

近年來，隨著改革開放的發(fā)展和進(jìn)步，我國綜合國力迅猛增強(qiáng)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提升，極大地推動(dòng)了各行各業(yè)的蓬勃、有序發(fā)展。在此社會(huì)發(fā)展背景下，工業(yè)作為我國的支柱型產(chǎn)業(yè)也有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，其中，采礦業(yè)作為其重要的組成部分，在科學(xué)技術(shù)與日俱進(jìn)的前提下也在蒸蒸日上，采礦工藝技術(shù)不斷更新，大大滿足了采礦作業(yè)的需求，在進(jìn)行采礦作業(yè)過程中，現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)得以應(yīng)用，滿足了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要。

現(xiàn)代化；采礦工藝；技術(shù)；采礦工程；應(yīng)用

1 、煤礦采礦作業(yè)的特點(diǎn)

采礦作業(yè)具有一定的危險(xiǎn)性，為了有效避免事故的發(fā)生，工作人員必須充分了解采礦作業(yè)的主要特點(diǎn)：①礦產(chǎn)資源的固定性，采礦作業(yè)的工作對(duì)象為礦產(chǎn)資源，它們是自然界存在的固定礦體，且具備一定的不可再生性，因此，礦址是無法隨意選擇的；②采礦人員的流動(dòng)性，我國分布著很多中小型礦產(chǎn)企業(yè)，但這些企業(yè)的規(guī)模較小，生產(chǎn)力較低，加之工作環(huán)境惡劣、工人報(bào)酬低等因素，采礦工作中難免存在人員流動(dòng)問題；③礦資的不可再生性，隨著礦產(chǎn)資源的快速開發(fā)，礦資逐漸呈現(xiàn)枯竭趨勢(shì)，為了保證礦資的原量供應(yīng)，就需要進(jìn)行深層開發(fā)，這不但增加了開采難度還降低了生產(chǎn)效率，甚至造成貧礦的出現(xiàn)；④礦產(chǎn)資源質(zhì)量不穩(wěn)定性，作為一項(xiàng)收益高、風(fēng)險(xiǎn)高的項(xiàng)目，礦產(chǎn)開發(fā)需要投入大量資金，加之其開采周期較長(zhǎng)、開采條件復(fù)雜等因素，標(biāo)準(zhǔn)化開采簡(jiǎn)直遙不可及，極易影響礦資質(zhì)量；⑤開采難度較大，采礦作業(yè)具有很大風(fēng)險(xiǎn)且多數(shù)在井下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與機(jī)械化具備很大難度。

2 、現(xiàn)代化煤礦采礦工藝技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用

發(fā)展和完善煤礦開采的方法和工藝有利于煤礦的運(yùn)營(yíng)與發(fā)展，采煤工藝的完善涉及到開采的各個(gè)環(huán)節(jié)。目前中國的采煤方法不斷與先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，逐步發(fā)展為具有可靠性、高效性、安全性和智能性的采煤工藝。通過采煤設(shè)備和監(jiān)控系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合，不斷完善采煤技術(shù)、改進(jìn)采煤工藝、構(gòu)建采煤系統(tǒng)。

2.1 露天開采技術(shù)

露天開采是煤礦開采最常用的方法，這種采礦方法與其它方法相比受環(huán)境限制小，通過由上至下層層遞進(jìn)來挖掘礦藏，因而成本相對(duì)較低、效率相對(duì)較高，是一種比較穩(wěn)妥的采礦方法，在一定程度上促進(jìn)了中國采礦企業(yè)的發(fā)展。露天開采時(shí)，專業(yè)人員要對(duì)該地的礦井情況進(jìn)行檢測(cè)分析，找好開采位點(diǎn)，然后用專業(yè)設(shè)備把煤礦表面的巖石破壞，再用采礦機(jī)器將煤炭挖掘出來，最后把開采出來的煤礦通過各種運(yùn)輸裝置運(yùn)送到加工地點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步處理。但露天開采需要較大的工作面積，且直接排放到空氣中的污染物較多，這與當(dāng)前倡導(dǎo)的環(huán)境友好型經(jīng)濟(jì)模式不符。

2.2 井下開采技術(shù)

井下開采對(duì)中國采礦企業(yè)的發(fā)展具有一定幫助。相比露天開采，井下開采對(duì)環(huán)境的污染程度較輕，并極大提高了生產(chǎn)效率。井下開采煤礦時(shí)，需在煤層中開辟一個(gè)傾斜的入口，開采人員會(huì)將待采礦層進(jìn)行人為劃分，把它們隔成若干個(gè)不同的小區(qū)域，再通過對(duì)不同區(qū)域的探測(cè)和分析分別確定不同的開采方法，人們通常會(huì)根據(jù)自己所在區(qū)域含水量的多少，來決定采用水采或旱采的方法。但井下開采對(duì)煤礦回采的利用率較低，且容易發(fā)生安全事故，這就要求施工單位做好安全工作，配備足夠可靠的安全設(shè)施。

2.3 極傾斜煤層開采技術(shù)

極傾斜煤層開采法較前兩種開采方法使用較少，主要用于對(duì)已采過的煤礦進(jìn)行二次挖掘，實(shí)現(xiàn)煤炭開采的充分性與徹底性，對(duì)開采人員專業(yè)知識(shí)要求更高。開采過程中，在符合企業(yè)開采要求和煤礦開采規(guī)范的前提下，對(duì)工作區(qū)域進(jìn)行科學(xué)劃分，采取不同的采礦工藝，充分保障開采人員的安全和開采工作的順利進(jìn)行。

2.4 小階段爆破開采技術(shù)

這種新技術(shù)需要對(duì)礦體按較小的階段進(jìn)行劃分層次，根據(jù)每個(gè)階段的采煤要求，進(jìn)行施工設(shè)計(jì)，通過鑿巖爆破實(shí)現(xiàn)煤炭資源的回收。由于采用階段較低，安全性大大提高。但是礦柱損失嚴(yán)重，同時(shí)回收的煤炭量非常少，因此此種方法一般情況下使用于優(yōu)質(zhì)煤炭資源的回收，或某特定環(huán)境下的煤炭資源。從綜合效益上講，僅適用于部分煤礦。

2.5 刨煤機(jī)的利用

這類機(jī)械設(shè)備主要應(yīng)用于地表、和淺層煤礦進(jìn)行挖掘開采。由于具有較強(qiáng)的機(jī)械化能力，動(dòng)力能力強(qiáng)，因此在一定程度上降低了煤礦企業(yè)對(duì)于采煤工人的需求，降低了人員操作的事故風(fēng)險(xiǎn)，加上設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的連續(xù)性和人工成本的開支，實(shí)現(xiàn)了采煤成本的綜合降低，提升了煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。但是，由于作業(yè)環(huán)境高塵高濕等地下作業(yè)面的各類環(huán)境影響，設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)頻率要相對(duì)較高，同時(shí)一旦設(shè)備出現(xiàn)大型故障，對(duì)工程進(jìn)度影響也較大。

3 、煤礦采礦工藝技術(shù)的改進(jìn)策略

3.1 完善政策制度

沒有規(guī)矩不成方圓，煤礦企業(yè)的管理與發(fā)展離不開完善的政策制度，企業(yè)管理者不應(yīng)只看眼前利益，要重視科技創(chuàng)新的應(yīng)用。當(dāng)?shù)卣梢酝ㄟ^制定政府補(bǔ)貼等政策鼓勵(lì)倡導(dǎo)煤礦企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，對(duì)于不愿意進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的企業(yè)，政府也可以制定強(qiáng)制與鼓勵(lì)措施，實(shí)現(xiàn)獎(jiǎng)罰并重，提升企業(yè)對(duì)先進(jìn)工藝技術(shù)的認(rèn)識(shí)度。除此之外，國家還應(yīng)制定完善的工作制度，明確煤礦行業(yè)的工作目標(biāo)、開采流程，并嚴(yán)格劃分管理者的崗位職責(zé)，制定各種管理辦法，使工作人員可以有法可依、有章可參，工作中各司其職，避免違法操作，實(shí)現(xiàn)采礦技術(shù)的規(guī)范化，進(jìn)而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。

3.2 工藝技術(shù)智能生態(tài)化

當(dāng)前社會(huì)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，各類先進(jìn)的信息技術(shù)被廣泛應(yīng)用，煤礦行業(yè)也不例外，只有將自動(dòng)高新的技術(shù)手段不斷應(yīng)用于煤礦開采作業(yè)，才可以真正實(shí)現(xiàn)煤礦開采技術(shù)的智能化發(fā)展。相較傳統(tǒng)的煤礦開采技術(shù)，無人開采將是主要的智能化發(fā)展方向，它不但可以節(jié)約人工成本，還可以確保工人安全，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，生態(tài)化也是煤礦開采技術(shù)的發(fā)展方向，煤礦開采過程中難免會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣、廢物，給礦區(qū)周圍的環(huán)境造成了極為嚴(yán)重的污染。為此，煤礦開采技術(shù)不但要實(shí)現(xiàn)智能化，還要在降低污染的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)生態(tài)化發(fā)展，保護(hù)人們的生存環(huán)境。

3.3 建立塌陷預(yù)警系統(tǒng)

煤礦開采工作的安全系數(shù)極低，企業(yè)需借鑒全球定位系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)組成先進(jìn)的地理位置信息主體，建立煤礦塌陷的預(yù)警系統(tǒng)。比如，在采礦過程中，企業(yè)可以采用3s技術(shù)綜合分析方法，全面監(jiān)控礦區(qū)表面的塌陷區(qū)域，并根據(jù)遙感圖像分析判斷，在分析采礦資料的基礎(chǔ)上建立井下礦區(qū)的滅害管理系統(tǒng)，以保證工作人員監(jiān)測(cè)、記錄、管理井下的煤礦數(shù)據(jù)信息，在儲(chǔ)存分析的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)信息的動(dòng)態(tài)反饋，從而有效預(yù)防煤礦事故，做到安全生產(chǎn)。經(jīng)過長(zhǎng)期的技術(shù)研究，我國在借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，己經(jīng)初步形成了一套完善的煤礦開采技術(shù)系統(tǒng)，例如，以填充為導(dǎo)向的成套技術(shù)，以廢石處理為導(dǎo)向的整套技術(shù)資源等。采礦工藝技術(shù)的高低，直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，只有不斷開發(fā)研究開采技術(shù)，才可以確保煤礦行業(yè)不斷發(fā)展，并取得明顯進(jìn)步。

3.4 提高采礦人員素質(zhì)

煤礦開采技術(shù)的應(yīng)用，離不開專業(yè)技術(shù)人員的支持，影響企業(yè)效益的首要因素便是工作人員的綜合素質(zhì)。由于煤礦開采工作的獨(dú)特性，工作人員從事的工作大都繁瑣復(fù)雜、重復(fù)性高，需要工作人員具備較高的專業(yè)素質(zhì)。因此，煤礦企業(yè)應(yīng)定期開展各種技術(shù)培訓(xùn)或比武活動(dòng)，一方面，應(yīng)傳授采礦人員熟悉使用各種設(shè)備，了解采礦中的技術(shù)知識(shí)，使每一位工作人員對(duì)采礦有一個(gè)大致的了解；另一方面，還應(yīng)著重培養(yǎng)工作人員的安全意識(shí)與責(zé)任意識(shí)，注意采礦中的細(xì)節(jié)問題，盡力避免意外事故的發(fā)生。

總而言之，現(xiàn)代化采礦工藝技術(shù)在采礦工程中具有較大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，能夠顯著改善工作的安全性，提高開采效率和質(zhì)量，推動(dòng)礦業(yè)的穩(wěn)定與持續(xù)化發(fā)展。在新的時(shí)代背景下，煤礦開采工作應(yīng)當(dāng)結(jié)合安全與環(huán)保理念，積極開發(fā)綠色開采技術(shù)，在提高礦產(chǎn)開采經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，提高采礦帶來的環(huán)境與社會(huì)效益，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

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