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采礦工藝與技術分析篇1

煤炭資源是中國的支柱性能源，在中國的能源結構中占比最大。20世紀，中國實現了煤炭資源的工業化開采[1-3]。煤炭資源的開采受空間限制因素較多，因此必須采用一定的采礦工藝和技術才能實現科學合理的開采。而煤炭資源賦存環境的多變性，決定了采礦工藝與技術的多樣性，在實際開采中應因地制宜選擇最優的采礦工藝與技術實現經濟、高效、安全開采[4-5]。

1煤礦采礦工程的特點

煤礦采礦工程的特點對采礦工藝與技術的選擇具有決定性作用。煤炭資源在大自然中的賦存條件復雜多變，不同的賦存條件下煤礦采礦工程具有不同的特點。將煤礦采礦工程的特點總結歸納如下：a)煤炭資源的不可再生性。煤炭資源的生成周期決定了煤炭資源的不可再生性，大自然中的煤炭儲量是相對固定的，若無序、無限開采則煤炭資源將面臨枯竭。根據煤炭資源的不可再生性，必須有計劃地進行開采，并選擇最優的采礦工藝與技術，避免造成資源浪費。b)采煤作業的專業性。采煤作業是在一固定區域根據煤炭賦存的地質條件，采取適當的采礦工藝與技術實現將煤炭資源采出的目的。采煤作業的空間條件是無法改變的，而空間嚴重制約了煤炭的可采性，因此，采煤作業必須由具備專業知識和經驗的技術人員進行指導，如此，才能在保證安全的前提下進行合理開采。c)采煤作業的危險性。中國大部分煤炭資源賦存于地下深部，必須采用井工開采。井工開采受諸多不安全因素的威脅，如瓦斯、煤塵、水災、有毒有害氣體等。若井下發生事故，則會給作業人員和生產礦井帶來極大的損失。且近年來隨著淺部資源的枯竭，礦井開采深度日益增加，面臨的不安全因素更多。可見，煤炭開采是一項危險性較大的工作。d)采煤作業的流動性。采煤作業的流動性主要是指作業人員的流動性。大部分煤礦所在地偏僻，且隨著中國產能結構的優化，煤炭資源需求量也在下降，一些小的煤炭企業無法按時足額支付工資，這些都造成大量具有豐富經驗的技術人員的流失，給煤炭行業帶來一定的損失。

2目前常用的采礦工藝與技術

由煤礦采礦工程的特點可知，采煤作業必須結合井田實際情況，采用科學合理的采礦工藝與技術，使采煤作業達到安全、有序、回采率高等目的。采礦工藝與技術的選擇對煤炭資源的合理利用十分重要。

2.1充填采礦工藝

在煤炭資源開采過程中，隨著采煤工作面的推進，工作面后方不可避免會形成采空區。采空區可能有瓦斯等有毒有害氣體的積聚，也可造成地表下沉，形成高應力區等，在煤層群開采過程中還會威脅其他煤層的開采安全。充填采礦的基本原理如圖1所示。該工藝利用可就地取材的礦渣、矸石等對采空區進行科學回填，改善采空區受力狀態、減輕地表下沉和高應力區的發展，不但保證了采礦作業的安全，而且充填材料可就地取材，便于施工，經濟高效。

2.2空場采礦工藝

空場采礦工藝又稱留礦采礦法，是一種利用煤巖自承力來控制頂板的技術。空場采礦工藝主要包括房柱式采煤法、分段法和淺孔留礦法。房柱式采煤法的基本原理如圖2所示。該方法在采煤過程中有計劃地進行煤柱留設，借助圍巖自身和煤柱的承載能力為采煤工作面提供可靠支撐。空場采礦工藝可使采礦作業具有較大的作業空間，但其回采率較低，開采完畢后需對礦柱進行回收，同時對采空區進行充填。

2.3煤與瓦斯聯合開采技術

中國對于采礦過程中瓦斯的治理可追溯至明代，明代著作《天工開物》中記載了古代先民利用竹筒引流排除瓦斯的工藝。長期以來工程人員一直把瓦斯當作井下最大的威脅之一，然而瓦斯也是一種自然資源，如果采取合理的方法進行開采則可變廢為寶，因此煤與瓦斯聯合開采技術應運而生。煤與瓦斯聯合開采是在開采煤炭資源的同時，采用水力壓裂等方法增加煤層的透氣性，同時在合適的位置設置抽采鉆場，通過抽采鉆孔對煤層中賦存的瓦斯進行抽采。該技術可在降低煤層瓦斯危害的同時，實現對瓦斯的利用，具有極佳的經濟和社會效益。圖3為煤礦井下瓦斯抽采示意圖。

3智能化采礦技術的發展

從采礦技術來說，中國采煤工作經歷了人工開采、機械開采、自動開采等階段。隨著科學技術的進步及計算機技術在各個行業中的應用，智能化采礦技術也被提上日程。中國采礦技術的發展階段如圖4所示。智能化采礦技術是以信息化和自動化技術為基礎，結合人工智能和大數據等手段建立智能化開采系統，實現對煤礦的智能開采。智能化采礦在一定程度上可不依賴于人工干預，通過計算機系統實現自主決策，并反饋給執行端。智能化采礦技術可實現自主感知、自主決策、自主協同、自主執行等功能，涵蓋了切割、支護、運輸等煤炭生產的全過程。目前的初級智能工作面技術體系如圖5所示。如圖5所示的初級智能工作面技術體系主要涵蓋采礦系統的“采、支、運”階段，接下來對這三大體系的智能化做簡要分析。a)采煤機智能化技術。采煤機切割煤巖工藝是煤礦采礦工程中的核心工藝，采煤機智能化技術是通過智能化系統實現采煤機的“智能感知+人工遠程干預”運行。采煤機智能化技術包含姿態感知、視頻監控、交互通信、記憶截割、自動定位和煤巖識別功能。b)液壓支架智能控制技術。地下采煤過程中工作面的安全開采，是在工作面頂板支護科學合理的前提下進行的。液壓支架作為工作面的支護設備，起著“頂梁柱”的作用。傳統的液壓支架支護技術隨著工作面的推進需人工進行移架、補液等操作。而液壓支架的智能控制由智能系統代替人工操作，可實現自動移架、自動跟機、自適護幫、自測礦壓、自動補壓和自動調整方位等功能。c)刮板輸送機和帶式輸送機智能化技術。采煤工作面截割下的煤炭需要通過運輸設備運至采區煤倉或井底煤倉，刮板輸送機和帶式輸送機便擔任著運輸大任。刮板輸送機和帶式輸送機的運輸能力需與采煤機的截割能力相匹配，智能化技術可通過計算機系統實現“三機協調”運行。刮板輸送機的智能化技術包含智能軟啟動、智能調速、功率協調、智能緊鏈、斷鏈監控、采運協同等功能。帶式輸送機的智能化技術包含智能保護、煤流管控和自動張緊等功能。

4結語

a)闡述了煤礦采礦工程的特點，并據此分析了目前常用的采礦工藝與技術，主要包括充填采礦工藝、空場采礦工藝、煤與瓦斯聯合開采技術。b)依據中國采礦技術的發展階段及當前的發展形勢，對智能化采礦技術的發展做了簡要分析。目前，初級智能工作面技術體系主要由采煤機智能化技術、液壓支架智能控制技術、刮板輸送機組和帶式輸送機智能化技術三大系統組成。

作者:郭建平 單位:長治市礦山救護大隊

采礦工藝與技術分析篇2

0引言

近幾年，我國經濟實力的提高離不開煤炭資源的支持，同時經濟實力的提高也促進了煤炭產業的快速發展。尤其是現階段隨著煤炭資源這一不可再生能源的大量消耗，世界各國都格外重視本國煤炭資源開采合理性的提高。但是現階段應用于煤炭資源開采的一系列工藝和技術都缺乏先進性，所以不僅煤炭工程的開采效率無法提高，還存在著比較嚴重的浪費問題，這就不可避免的限制了煤炭資源利用率的提高。由于煤炭資源的利用關系到我國工業領域的發展，以及人民生活水平的提高，所以如何提升煤礦采礦工程的工作效率以及提升煤炭資源的利用率是目前煤炭產業必須思考的問題。因此，針對現階段煤礦開采工藝和技術，煤炭產業必須不斷對其進行及時的改進和創新，并將其與自身的特點結合起來，不斷提高我國礦產資源的綜合利用水平。

1煤礦采礦中工藝技術的重要性分析

煤炭資源是由動植物尸體在地表下長期與空氣隔絕，進而經過一系列復雜的物力化學變化演變而來。由于煤層氣的存在，導致煤炭資源的開采工作存在很大的危險性，稍不注意就有可能導致安全事故的發生。因此煤炭企業應該制定出詳細的開采計劃，這樣才能夠提升煤礦采礦工程的安全性，最大程度上保障煤炭開采工人的人身安全，進而提升企業的經濟效益。現階段，由于我國煤炭資源的需求量日漸提升，所以很多規模較小的煤礦企業躋身于煤炭資源開采領域進行煤礦的開采，但這些小企業進行煤炭資源開采工作時，由于其安全設施不合理，尤其是在比較復雜的地質結構進行煤炭資源開采時，安全事故的發生概率大幅提高。隨著我國煤炭資源的大量開采，那些開采難度小的煤礦數量明顯減少，所以以后我國的煤炭資源開采工作難度將不可避免的升高。如果現階段應用于煤炭資源開采工作的采礦工藝和技術先進性沒有得到有效提高，那么煤炭資源的開采效率將不可避免受到影響，同時采礦工作人員的工作危險性也會進一步增加。所以煤炭企業應該不斷改善和創新煤炭資源開采的工藝和技術，并切實提高采礦工藝與技術的選擇合理性。

2現階段煤礦開采的現狀分析

目前我國煤炭企業有著非常多的采礦工藝和技術，所以在進行煤炭資源開采時有著非常高的選擇性。由于我國的煤炭資源分布不規律，不同區域的地質結構有非常大的差異。因此在不同區域進行煤炭資源開采時，選擇合理的采礦工藝和技術就變得尤為關鍵。合理采礦工藝和技術的應用不僅能夠保障煤炭資源的開采工作得以順利進行，還能在最大程度上提升煤炭資源的開采效率以及降低煤礦開采對于周圍環境的不利影響。所以，為了將煤礦開采工作對周圍環境的不利影響以及由于開采技術的問題給煤炭企業造成的經濟損失降到最低，在對采礦工藝與技術進行合理選擇的同時，還要不斷對其進行創新。

3煤礦采礦工程中的采礦工藝與技術探討

3.1露天煤礦技術的應用

在采礦中露天煤礦是我國一項比較常見的采礦技術，此技術的安全系數在開采時會較高一些，采礦的方式便是通過煤礦上層的遮擋物進行有效的轉移工作，然后便能夠建立出一個完整的露天采礦基地。這種露天的采礦技術如果在開采過程中沒有發生極特殊的情況便不會發生上層礦石塌方情況。這種露天煤礦技術能夠很好的避免采礦人員在施工中出現危險的事故，同時露天采礦技術還可以通過大型的機械設備進行高效的施工，在機器的充分幫助下可以使露天開采的建設水平得到極大效率的提升。合理的應用露天煤礦技術，能夠使采礦工程能夠準時的完成交工，但是雖然露天煤礦技術具有較高的安全質量優勢，但并不是所有的煤礦產區都會適合此技術。因此在使用露天煤礦技術時，應當充分勘測煤礦產區，露天采礦技術一般使用在煤礦層較淺的地區[1]。

3.2空場采礦

煤礦開采后，整個礦體上會有較大的礦石間隙而周圍的巖石柱和礦柱將支撐著整個空場，這稱為空場開采礦法。當這種方法用于采礦時，煤礦的裸露面積非常大可以充分開發各種采礦工程流程，這就是采礦的優點。但是確實有一些缺點，例如完成采礦工程之后為了可以有效的避免危險必須及時填充空白區域。現階段，我國在空曠地區進行填埋的主要方法有分段填埋法、淺井填埋法、礦柱法等。

3.3地下開采工藝

在對煤礦進行開采時，需要由淺層向煤礦深部進行開采。由于淺層的煤礦日益減少，開始向深部挖掘。地下開采工藝相對較為危險，在開采時會出現地壓較大的情況，主要是因為煤礦中的原巖應力、煤礦巖體塑性大、在進行煤礦的地下深部開采時對礦石的作用導致礦山的整體壓力變大，從而表現出較強的地壓，為煤礦的地下深部開采造成一定難度，需要使用專業的檢測儀器安全有序的進行相應開采工作。

4采礦工藝與技術應用的改進措施

4.1重視人才培養，切實落實責任

人力資源工作對于企業發展來說至關重要，因此需要定期對煤礦公司的工作人員進行定期的培訓，這樣才能夠逐漸使工人培養起安全生產的意識，以及逐漸提高煤炭資源的開采效率。而且為了開展好煤炭資源的開采工作，煤炭企業需要建立起一支專業性很高的隊伍。首先煤炭企業應該注重采礦和技術創新人員的責任意識培養，隨后不斷提高采礦和技術創新人員的工作能力。另外不斷完善煤炭企業的相關制度，切實落實相應的責任也是不可或缺的，只有這樣才能夠使員工的責任心得到有效的激發。

4.2改善煤礦生產行業的管理制度

改善煤炭開采技術的最好方法是分析具體問題并制定完善的科學管理體系，從而將煤礦開采問題得到有效的改善。管理體系的內容不僅應該包括對采礦技術的審查，還應包括對煤礦公司的懲罰從而進一步使煤炭行業能夠找到其缺點和解決方案，并清楚地了解未來的發展方向。管理制度的改善可以使煤炭行業有意識地自我調節，從而有助于提高煤炭效率[2]。

5煤礦采礦工藝技術的發展趨勢

5.1煤礦采礦的智能化趨勢

隨著我國信息技術的不斷發展，其在我國的很多領域中都實現了大規模的應用。信息技術的應用給采礦行業的未來發展提供了方向，然而現階段煤炭資源的開采工作中還主要依賴于機電自動化技術，但是隨著信息技術在煤炭資源開采中應用的不斷深化，煤礦采礦工程的智能化水平將會實現大幅提高。甚至隨著煤礦采礦工程智能化的不斷提高，未來將會實現煤礦開采無人化的目標。相較于傳統的煤礦采礦工程，信息化技術主導的新型煤礦采礦工程不僅能夠減少安全事故的發生概率，同時還能夠最大程度上提高煤炭資源的開采效率，保障煤炭企業經濟效益的穩步提高。

5.2煤礦采礦的生態化趨勢

現階段，煤炭資源的開采會對生態環境造成一定破壞，隨著綠色煤礦觀念的提出，改善煤炭資源開采過程中的浪費問題及對礦山環境進行必要的保護已經成為當前煤炭企業的重要目標，同樣這也關乎到煤炭資源是否能實現可持續利用，所以說這就是未來煤礦采礦的生態化發展趨勢。這就要求煤炭企業不斷創新煤礦開采技術，并提高煤礦開采對于環境的不利影響，切實提升煤炭資源開采環境的環境友好性。

6結語

綜上所述，近幾年，我國經濟水平實現了快速的提升，我國煤炭資源的大量利用在其中發揮了非常重要的作用。其次，現代社會無論是工業還是人民的日常生活都已離不開煤炭資源的支持，可見煤炭資源與我國社會各方面都有著非常緊密的聯系。由于我國煤炭產業的發展速度過快，導致應用于煤礦采礦工程中的一系列工藝技術缺乏足夠的先進性，極大的限制了我國煤炭資源的開采效率和利用率的提升。

作者:馬云龍 單位:山西鄉寧焦煤集團臺頭前灣煤業有限公司

采礦工藝與技術分析篇3

引言

煤炭資源從古至今就是我國的一項重要資源，是我國能源的的主要來源之一。但是我國現階段的煤礦開采技術還不完善，對于資源的浪費現象十分嚴重，開采工程的安全性也得不到很好的保障。正是因為這種情況，對煤炭資源采礦工藝進行不斷的完善改進，有利于煤炭資源的高效利用，更能保證煤炭開采工作人員的生命安全，促進我國煤炭行業向著更加健康的方向發展。

1.現階段煤礦開采的主要技術手段

（1）空場采礦

煤炭開采過后，在整體的礦體中會留下大面積的空區，將周圍巖體與礦柱對空場進行支撐，這種方法叫做空場采礦法。這種方法進行采礦時，所暴露出來的煤礦面積很大、采礦工程的各項工序可以十分全面的展開，這是空場采礦的優點，但是他也存在著一些缺點，比如在采礦工程完成之后，必須要及時的對空場區域進行填充，以防止危險發生。在我國現階段所使用的填充空場區域的主要方法有：分段填充法、淺孔填充法、礦柱法等等。

（2）崩落式采礦法

在使用崩落式采礦法前，必須要先在礦體的四周挖掘出一些巷道進行運輸使用，在從礦體的上方或者是下方對巷道進行深度挖掘進行一定的扇形空間，但扇形空間挖掘結束之后，需要主要對這些扇形空間進行爆破，將爆破后的煤炭進行開采收集。使用崩落式采礦法采礦挖掘的工作量并不是很大，而且進行采礦的現場結構也十分簡單明了，這大大的降低了采礦工程的成本，又提高了煤炭采集的工作效率。但是也有了比較嚴格的限制條件，不能夠隨意使用。

（3）露天開采

這種開采方法屬于我國現階段最常用的一種開采方法，我國有的煤炭礦層埋深并不是很深，有的甚至在地表層的下方，所以只要移除了煤礦的表層土壤，下方煤礦自然而然的就裸露在空氣當中。我國現階段煤礦發生危險主要都是由于礦井坍塌而引發的，所以對煤礦進行露天開采可以大大的提高采礦工程的安全性，也可以使采礦工程的成本有一定程度的降低。主要的操作步驟為第一步先將工程使用的炸藥安置在地表土壤與煤礦之間，主要目的是炸開表面土層；第二步將炸開的土層進行清理，這一步主要是用機器進行的，在使用鉆頭等工具將裸露出來的煤礦打碎，碎煤塊進行加工處理收集就完成了開采工作。

（4）地下開采

可以使用地下開采的煤層主要是處在距離地表層較遠，埋深較深的煤礦。由于埋深較深，想要清除煤礦表面的土壤所需要的工作量十分巨大，強行開采的話會使得工程成本大大增加，為了減少工程成本，提高采礦開采效率就必須要對這些類型的煤礦進行地下開采。地下開采是十分危險的，必須要充分的考慮地形地質因素，在進行開采之前要先對煤礦周圍的地質進行全面的分析，保證在開采時周圍地質能夠提供有效的支撐，避免出現煤炭礦井坍塌的情況，保障煤礦開采工作人員的生命安全。

2.改進完善煤礦開采工藝的主要方法

(1)完善各級的管理規章制度

任何工作、行業想要十分有序的發展進步，離不開明確的規章制度的管理。采礦工程采礦工藝想要獲得有效的進步發展，就必須對采礦工程做出十分明確的規范化管理。在制定規章制度之前，首先應該弄清楚我國現階段煤礦開采工程中主要的問題存在于哪幾個方面，在針對這些問題進行專業的規范管理。制定這些規章制度主要是幫助采礦工程能夠有效的發揚自身的優點，避免自身的缺點，通過整體的協調，來達到提升煤礦開采工作效率，保障煤炭工程開采安全性的主要目的。首先，政府職能部門需要加強對煤礦企業的動態監測，了解其經營和生產的具體情況，結合當地煤礦企業的具體情況制定管理制度；其次，定期對企業的設備情況和生產技術進行有效分析，如果企業的生產設備落后、生產技術過時，需要督促企業進行設備更新和優化，防止發生安全生產事故。

(2)加大人才隊伍建設投入

人才是實現行業發展和國家昌盛的基礎保障，其在煤礦生產中占據主導地位，因此，為了提升開采效率、確保生產安全，煤礦企業需要加強人才隊伍建設力度，構建一支職業化、專業化以及技能化的工作團隊。首先，企業需要從社會中和高校中積極引進具有較強操作能力的專業人才，為企業發展做好人才儲備工作，為人才提供更加優越的待遇和寬闊的發展空間，為其解決后顧之憂，讓人才安心工作，將所有的精力和智慧用于采礦技術和工藝的研究和創新中；其次，企業要對現有人員加強專業技術培訓，結合生產實際情況，建立以及完善考核制度，通過考核的人員才能上崗，否則就需要繼續學習，尤其針對存在安全隱患、專業技術要求較高的操作崗位，必須堅持持證上崗原則，并且定期加強專業技術考試；最后，安全是生產的首要任務，企業需要給予安全培訓以高度重視，定期組織人員開展安全教育，提升所有員工的安全意識。

3.煤礦開采工藝技術的發展前景

(1)工藝的科技智能化

我國施行改革開放以后，取得了十分顯著的效果，各方面的科學技術獲得了很大的進步。在我國現階段計算機互聯網技術已經深入到了各個行業領域之中。其中在煤礦開采工程中最常使用的高科技技術主要有：無線電通訊技術、自動化采礦技術、GPS對煤礦進行定位等等這幾種。煤炭開采工藝向著智能化的方向發展已經是必然趨勢，隨著我國科研人員的不斷研究突破，深度礦井進行無人開采在不久的將來就會實現，這種方法不僅僅提高了煤礦開采的整體工作效率，還可以避免發生危險對工作人員的生命安全產生傷害，可以最大程度的提升我國煤炭產業的經濟效益。

(2)更加注重生態環境可持續發展

由于煤炭資源是一種短時間內的不可再生資源，如果開采時不加以節制，對生態環境會造成不小的影響，雖然就目前來看國民的經濟生產總值得到了一定的提升，但是從長遠角度來看，過多的對煤礦使用，會對生態環境造成嚴重破壞。隨著新階段人們的環保理念不斷的上升，追求美好生態環境的追求越來越高，這就要求煤炭開采工藝需要走可持續發展的道路，向著環保的方向改進。結語通過本篇論文的討論，我國現階段的煤炭開采工程還存在著一定的問題，對于煤礦行業發展進步存在著一定的制約性。為了能夠有效的提升采礦工程的經濟效益，保證整個行業有效的進步發展，對于開采手段的不完善還應該徹底的貫徹落實。

【參考文獻】

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[2]張其堂.探討煤礦采礦工程中的采礦工藝技術[J].甘肅科技縱橫,2018,47(04):11-14.

[3]溫非非.煤礦采礦工程中的采礦工藝與技術分析[J].能源與節能,2018(02):99-100+167.

作者:張奮勤 單位:太原東山五龍煤業有限公司