煤矿开采技术专业向智能绿色开采方向转型的思考

煤矿开采技术专业向智能绿色开采方向转型的思考

宋海龙

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[摘要]我国作为煤炭大国,煤炭的年产量始终位居世界前几。尤其是在近些年里,煤矿采掘基本实现了全机械化生产,煤炭年产量 更是呈不断上升的态势。虽然煤炭资源的开发和利用在一定程度上促进了我国的经济发展,但是在煤矿开展过程中,对自然生态环境的破坏也日益加重。这与我国大力提倡的可持续发展理念和绿色环保理念相背离。为此,探寻一种全新的开采技术对于煤矿和国家而言都具有十分重要的现实意义。本文将以煤矿智能绿色开采技术为切入点，分析智能绿色开采技术的具体措施，尤其是安全问题和环境生态问题，希望对企业和相关院校煤矿开采技术专业转型提供借鉴，共同促进煤矿开采技术的进一步创新和发展， 为煤炭行业发展作出一定的贡献。

[关键词]煤矿开采；智能绿色开采；转型；思考

1 煤矿传统开采技术对环境造成的破坏以及采用绿色开采技术的必要性

一直以来，由于受各方面条件的限制我国大部分地区的煤矿 都在沿用着传统的煤矿开采技术。在不断的开采过程中,自然生态环境被严重破坏,这与采煤技术有着非常直接的关系。大规模的开采和开采技术的落后使得,自然生态环境的破坏日益加重,主要体现在以下几个方面上:其一,水资源污染日趋加重。我国是一个水资源相对缺乏的国家,导致这一情况的根源是人口过多,人均水资源占有量较低。而煤矿在采用传统开采技术的过程中,对原本就缺乏的水资源又造成了更为严重的破坏,如果该问题得不到有效处理的话,可能会在50-100年之后,我国的水资源会濒临危机。传统开采技术对水资源的污染主要是脱硫处理不当或是处理工艺不达标造成的,当大量含有酸性的洗煤水流入到河流当中后,便会使水资源受到污染,若是动物喝了这样的水再被人吃了便会引发各种疾病；其二,土地资源被大面积破坏。传统的煤矿开采一般分为井下和地上两种方式，地上开采即露天采掘,其主要是对蕴含在地表当中的煤炭资源进行开采,而大面积地开采造成了这些地方的土体被破坏,有些甚至无法在作为耕地之用。井下采掘由于开采技术的问题,实际开采中往往会产生出大量的煤矸石,并且还有可能引起地表塌陷,煤矸石的大量堆放使原本就稀缺的土地资源被严重占用、地表塌陷的后果更是不可预计；其三,大气污染。传统的煤矿开采技术需要对瓦斯气体进行大量抽放,这样一来便造成了大量瓦斯散发到大气当中,从而使大气被严重污染,若是在一定范围内瓦斯气体的浓度超标,不仅有可能导致爆炸,而且还会威胁人体健康。综上所述,为了既确保我国的煤炭年产量,又减少煤矿开采对自然生态环境造成的污染,必须寻求一种高产、 高效、安全、环保的开采技术。煤矿绿色开采技术的提出,为这一问题的解决提供了有利条件。

2绿色开采技术在煤矿开采过程中的运用

2.1保水开采技术

保水开采是指在煤炭开采的过程中采用一定的采煤工艺方法和地面注浆技术,确保地表和地下水资源不受煤炭开采作业的破坏。在煤层开采后,因上覆岩层中的关键层逐步断裂,所以在这个区域内的地下水会随之受到影响,形成下降漏斗。如山西大同矿区,在煤层开采后,厚坚硬岩层的顶板裂缝从采空区穿于地表,含水层中的水随着顶板层裂缝而漏失,从而导致地下水干枯。要想恢复地下水位,就必须在工作面推进后,重新压实上覆岩层中的软弱岩石,促使裂缝闭合,形成隔水带。

2.2减沉开采

减沉开采技术主要包括两个方面,即条带开采技术、充填开采技术。条带开采在实际作业中存在采出率低,煤炭资源浪费严重的问题,并且全部充填开采存在充填成本高、充填材料来源限制多、充填材料量大、充填工艺难以与高效的煤炭开采技术相协调等问题。为了提高减沉开采技术的有效性,降低开采成本,相关学者在研究"关键层理论”的基础上,提出了部分充填的方法,即条带充填,以解决采区沉陷问题,这一方法得到了推广应用。

2.3煤与瓦斯共采技术

瓦斯虽然是一种有害的气体,但其也是一种洁净型能源。以往在煤矿开采的过程中,基本都是对瓦斯进行抽放处理,然后再进行采掘,这在一定程度上造成了大量资源的浪费。为了使资源得以优化,应当采取煤与瓦斯共采的技术。通过该技术的应用不仅能够减少井下巷道内的瓦斯含量,有效地防止了瓦斯突出造成的安全事故，进一步确保了安全生产,而且还使瓦斯得到了充分利用,显著提高了企业的经济效益。

2.4煤矸石再利用技术

煤矿开采过程中产生的煤矸石主要有两大类: 一类是井下巷道掘进过程产生的矸石,对于此类煤矸石可以直接将其充填到井下采空区,或是用其置换采煤柱,这样既省去了煤矸石升井的步骤,又使其获得了有效利用；另一类是在洗煤过程中产生的,如煤泥、黑矸石等等,这些矸石可以用于火电厂发电和供热,也可其制造混凝土、砌砖等建筑材料,极具利用价值。

2.5煤巷支护技术

煤巷支护技术能够保证煤矿设备充分发挥产能效用。随着我国煤矿开采技术的发展,动压巷道支护技术以其大采深、成巷速度快、高应力和软弱破碎围岩等优点,成为了煤矿绿色开采技术的研究重点。该技术采用巷充法作为部分矸石井下处理工艺,以沿空留巷、开掘矸石填充巷的方式,确保煤炭在无煤柱的状态实施开采，大大提升了矿井回采率。

3智能化绿色开采技术完善措施

3.1 大力支持煤矿开采技术的自主研发

在我国煤炭行业发展过程中，要从长远角度考虑，大力支持科研院所、企业进行煤矿开采技术的自主研发工作，更好的使煤矿机械装备技术与智能控制技术相结合，实现采煤技术飞跃性突破，让综采工作面从自动化到智能化技术系统，集成化越来越多的现代科学技术功能。

3.2深化科研院所、 学校、企业三方合作

专业人才的好坏直接影响关系到煤炭行业的发展水平和生产技术的提高，因此要大力培养高素质应用型技术人才，进一步深化科研院所、学校、企业三方共同合作，以实际情况为基础，结合煤炭相关企业特点，对煤矿开采技术专业才人才培养目标重新确定、课程结合岗位进行整合，同时加入智能开采需要的新课程，改造原有采煤实训室，建设现代化的模拟(VR)实训室。实现多赢，全面促进煤炭开采新技术专业的发展，推进开采技术的进一步创新。

3.3着力提升专业教师队伍业务素质

着力提高专业教师整体素质，特别是实践教学能力。真正下大气力培养一批具有“双师型”素质。定期到企业或科研单吸收新知识，了解新技术、新装备，并应用到教学中，同时让专业教师接受最新技术的培训。教师要真正在思想.上高度重视知识更新的实践能力提高重要性；要创造更多更好的条件，多参加展会，多与外界交流，使教师及时获得有关最新信息和资料。要开发基于工作任务的最新校本教材，增加新技术、新装备等教学内容，要主动参与最前沿的课程研究、学术交流及企业锻炼。

3.4 煤炭资源绿色开采技术

煤矿智能开采技术是一种现代化的开采模式，可以大幅度地降低对环境的影响，同时兼备资源使用的高效率，使得社会效益与经济收益之间可以平衡地发展。煤炭资源的绿色开采，减少水资源的破坏，更好的缓解大气污染问题，有效避免土地资源的浪费现象，根据不同的环境制定具体的绿色开采方案，为我国煤炭行业的长远发展作出重大贡献。

3.5智能开采标准与机制的建立与完善

目前，我国煤矿行业没有制定智能化开采标准，以及煤矿开采相关制度中，依然有很多不符合国际规定,带来一系列的安全隐患问题,因此，我国需要进一步建立与完善智能化开采标准及相关管理制度，颁布煤炭开采条例，实现相关项目管理的统一化，同时规范煤矿开采企业，严格按照规定进行施工，只有行业规范化，实行统一标准进行管理，效能作用才能更好地发挥出来。

4结束语

综上所述，煤矿开采技术的未来方向大致由高新技术、校企(科研院所)合作、师资培训、生态保护、智能开发等几方面来影响，其中智能开发占据着关键性地位。同时，在发展过程中应始终坚持可持续发展政策、在实践中创新和发展，促进更新、完善先进开采技术的行业结构。作为我国经济增长的重要组成力量，煤矿开采技术的发展就代表着煤矿开采整个行业的进步和发展，通过对其不断的创新、研究和实践，进一步促进我国经济的可持续发展，为国民发展作出重要贡献。

参考文献:

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