談煤礦采礦工程中的采礦工藝技術

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摘要：伴隨著國內科技水平的不斷進步，煤礦產業的采礦工藝和技術更新也越來越迅速。為了全面提高煤礦開采效率與質量，在煤礦開采過程中應當積極應用先進技術，并對采礦技術不斷創新，從而保證我國的煤炭資源需求能夠得到充分滿足。基于此，文章主要以煤礦采礦工藝技術為中心展開論述，希望能夠為我國煤礦行業的持續發展提供幫助。

關鍵詞：煤礦采礦工程；采礦工藝；采礦技術；充填采礦工藝

當前，我國經濟正處于高速發展階段，工業化水平也在持續進步，因此在煤炭需求上也在不斷提升。要想提高我國的煤礦產量，就必須加大對采礦工藝和技術的研究創新力度。現階段我國采礦技術已經獲得顯著提升，煤礦開采方式的安全性和采礦效率也有了較大突破。不過，隨著全國各地的煤礦規模和數量持續增大，增加了煤礦開采的深度和難度，對煤礦采礦技術提出了更高的要求。對此，應該采用合適采礦技術進行煤礦開采，并不斷發展和改進采礦技術，讓開采作業更加便捷、難度更低，最終實現增加煤礦礦產量的目的。

1煤礦采礦中的工藝

1.1充填采礦工藝

充填采礦連續工藝技術是煤礦山采礦的關鍵技術。這種工藝技術含量非常高，可以更精確地控制巖石崩落的時間和范圍，進而降低地表的移動率，使回采工作具有較高的安全性。充填采礦連續工藝的優點在于具有較高的技術性和安全性，比較適合不穩固的礦區采掘，保障施工人員的安全。采礦填充技術圖如圖1所示。

1.2空場采礦工藝

空場采礦法是一種比較重要的工藝技術，在煤礦開采工藝中起著重要的作用。空場采礦法可以分為分段法、房柱法、階段礦房法、淺孔留礦法，是一種通過在礦體內部形成采空區，并借助圍巖本身的牢固性以及留存下來的礦柱來提供支撐作用的采礦方法。空場采礦法的特殊優勢為允許具有較大的暴露面積，但是也具有一定缺點，即在礦房開采作業完畢之后，需要立即回收礦柱，并對采空區以及礦房進行填充。

1.3巖體加固技術

在實際的礦產資源開采作業中，采礦區周圍巖體存在不穩定的因素，這也是由作業時的天氣、操作設備、開采人員、地質等眾多因素的綜合作用所導致的。只有通過使用專業的錨索工具，有效加固采礦區域的溜井、頂板薄弱補位、圍巖，才能給開采作業一個安全且穩定的作業環境，以此保障順利完成開采工作。這種給薄弱位置加固的方式被稱為巖體加固技術。在實際的開采過程中，加固技術通常與空場法、填充法配合使用，確保了開采的效率和安全。對于破碎的巖體和流砂而言，不斷進行巖體加固，配合使用注漿法、支護法是最有效的技術手法，因此這一技術也被廣泛地運用于實際操作中。

1.4崩落采礦工藝

為了確保礦石開采的安全，在采礦作業前，需要進行崩落處理。由于礦洞中存在松弛的礦巖，因此通過進行崩落處理，能夠防止開采人員進入作業范圍時受到來自掉落巖石的傷害，降低開采的危險指數，給開采員提供一個安全的操作環境。對于柱分段崩落工藝而言，合理設計橫斷面尺寸，測量其底柱高度及漏斗的間距是十分重要的步驟。底柱高度的設計需要根據其不同的形狀來確定，一般而言，底柱高度控制在5～7m、分段高度控制在11～13m時更適合漏斗底。不過，目前采礦作業被運用的最廣泛的是無底柱分段崩落工藝，在眾多采礦技術中無底柱分段崩落工藝屬于機械化程度更高的工藝，可以有效節約人工成本。

1.5溶浸采礦工藝

在礦石開采技術中，除了物理開采，還存在著另一種開采方式，即化學開采。溶浸采礦便是這樣一種開采方式，其利用巖礦資源的特性，將合適的浸溶液灌注于礦石層中，當礦石層中的目標物與溶液發生一系列的化學反應時，把礦物的形態由固體向液體轉化，繼而達到開采目的。這種開采方式不僅能夠提升采礦作業時的安全指數，還能提升閑置礦產資源的合理利用性，符合我國提倡的環保理念，擁有較為深遠的發展前景。

1.6露天采礦工藝

露天采礦技術在煤礦開采中應用廣泛，不僅安全性高而且采礦成本低，其工藝原理是把炸藥埋于地表之下，引爆炸開地表土之后再用機械設備移開表土，使煤礦炸碎或是鉆碎以后，由煤場對其加工處理從而獲得煤礦資源。此外，該技術不僅能夠降低煤礦區的開采損失，達到短時間多數量開采，還能提高施工的安全性。但是露天采礦技術也有一定的缺點，其在使用過程中需要使用炸藥炸開地表，對施工周圍的土質環境破壞較大，地表的植被在毀壞后極易形成各種土質問題，如水土流失和土壤酸化等；另外，對于爆破作業環節，為提高其作業質量，降低爆破施工成本，防止爆破作業事故的發生，必須在作業前合理設置炮孔裝藥參數。某采礦工程的裝藥參數如表1所示。

1.7地下采礦工藝

地下開采技術是基于日益增多的礦產資源需求與匱乏的地表資源之間的矛盾而形成的一種采礦技術。由于地表的礦產資源有限，要滿足資源的更多需求，就必須依靠科學技術開采地下煤礦。相較而言，地下采礦技術難度高、安全風險大，涉及的因素更多，巖層結構、地質構造、施工作業面的深度和壓力等條件，都制約著地下煤礦的開采。為了防止開采過程中因準備不充分而出現操作不當，導致地下礦井產生塌陷造成安全事故，必須在施工前全面了解分析實際施工地區的地下環境，正確使用合理的挖掘方式，而且就技術手段來說，地下采礦技術通常會與其他技術結合使用，比如充填采礦技術等。總之，地下煤礦的開采需要綜合以上各方面進行。

2針對采礦工藝和技術的改進措施

2.1加強頂板狀態及支護質量的監測

在煤礦開采期間，應當充分全面地對緩傾斜的頂板受損和堅固情況進行監測，如此方可使采礦人員施工作業更具安全保障，同時也對順利開展采礦作業有所幫助。當前，國內在煤礦開采方面的監控措施大多不夠到位，應當強化頂板狀態和支護情況的監測工作，并且所有監測設備也應當按期維護；著重培養工作人員的安全意識與責任意識，注意采礦中的細節問題，盡力避免意外事故的發生；另外，還應加大開采技術方面的研發力度，讓監測水平不斷提升，盡早實現監測的全面智能化。

2.2建立塌陷預警系統，創新開采技術

因為在煤炭開采時容易發生各種安全事件，因此創建煤礦塌陷預警系統具有一定必要性，這也是有效降低安全事故發生頻率的一項重要手段。預警體系主要是基于GPS和GIS技術實現對煤礦實時監測預警，譬如在采礦作業時，可使用3S技術綜合分析法來達成對礦區表面塌陷程度的全面監控。通過分析遙感影像，結合采礦信息創建塌陷預警系統，并及時輸入監測數據與井下煤礦信息，讓開礦人員的作業安全更具保障。當前，在國內長時間的研發和借鑒國外優秀技術的基礎上，國內的煤礦開采技術系統已經初具規模，譬如廢石處理系統等，而開采技術系統的創建能夠幫助企業獲得更高的經濟收益，讓采礦工作效率獲得顯著提升，因此應當積極研發和創新采礦技術，不斷提高塌陷預警系統覆蓋范圍，這樣才能促使煤礦產業更好、更快地發展。

2.3促進工藝技術智能化和生態化

現階段，國內各行各業都意識到了信息化的重要性，促進產業信息化是目前的主要發展趨勢，煤礦產業也不例外。對此，應當在煤礦開采中多加使用信息技術，從而不斷提升煤礦開采工藝的信息化、智能化水平。傳統的開采工藝技術將逐漸演變成智能化的機械自動化開采，因為機械自動化開采不僅能夠提高開采安全性，還能大幅減少人工成本，讓企業獲得更高的經濟收益。并且，還應當促使開采技術朝著生態化的方向發展，因為在采礦期間會使得附近的環境遭到嚴重破壞，因此在不斷提升采礦智能化的同時，也要注重對周邊環境的保護，以減少環境污染為一大努力方向，實現高效、綠色的開采作業。

2.4創建技術創新激勵制度

只有不斷對開采工藝技術進行創新優化，才能有效推動煤礦產業的持續發展。盡管目前國內開礦技術創新水平已經獲得了較大的飛躍，然而相較于世界領先的采礦技術而言依然存在較大差距。因此，我國煤礦產業必須要不斷對技術進行研究創新，創建技術創新激勵制度，以此激勵相關企業及科研人員在技術創新方面的積極性。

2.5提高采礦人員素質

整個采礦流程都離不開人工操作，而先進的開采技術也需要具備足夠專業水平的技術人員才能使其完全發揮作用，采礦人員的綜合素養是決定開采效益的關鍵因素。由于煤礦開采作業的特殊性，采礦人員的工作普遍比較繁雜瑣碎、重復性高，這就要求采礦人員具有較高的耐心和技術水平。對此，煤礦企業可通過定期組織技術拓展活動來提高采礦人員的技能水平，并開展各類實踐培訓活動，讓工作人員能夠充分熟知采礦設備的操作方法、了解采礦的專業知識，從而在采礦作業中更加熟練、操作更加規范。此外，企業還需重點培養采礦人員的安全和責任意識，使其能夠更加注意采礦過程中的異常情況，盡量防止安全事故的發生。

3結束語

采礦工程是我國的經濟支柱型產業之一，帶動了我國的經濟發展。所以，在進行煤礦開采環節，不但需要使用先進的采礦技術和工藝，促使采礦效率得到提升，還應當加大對采礦技術的研究，使各種采礦工藝技術更加完善，使生產作業能夠有序進行，有效提高采礦的安全性。

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作者：張克群 單位：山東許廠煤礦有限公司