智慧化背景下煤矿开采发展研究

智慧化背景下煤矿开采发展研究

秦进德

曲靖市麒麟区能源局

【摘 要】煤炭属于不可再生基础性能源，在国民经济发展中有着举足轻重作用。因此矿井开采新技术、新工艺开发研究及应用，能有效提高煤炭资源的回采率，减少开采过程中资源浪费。就目前煤矿开采技术及装备来看，多数煤矿的开采技术依然是智能化、智慧化装备程度不高，资源浪费现象严重。为进一步提高煤矿整体开采水平，切实推进煤矿开采技术走向科技化、现代化，真正实现本质安全、高效型矿井建设与发展，就必须进行开采方式的科学决策及科研力度。

【关键词】智慧；煤矿采矿；现状

　　1 引言

　　众所周知，煤炭依然是社会经济发展的基础能源，是其它行业健康发展的根本，是国民经济发展的能源支撑。因此，煤炭作为基础性能源，奠定了其在经济社会发展中的地位。采煤工艺机械化、自动化、智能化、智慧化装备的投入和应用，决定了煤矿企业科技化程度的高低，亦是衡量煤矿企业是否健康发展的标尺。煤炭的开采过程是一套专业性极强的生产工艺。煤矿井下开采过程中需要应用诸多专业的开采知识，例如：采矿工程、矿井地质、通风安全、机电运输、瓦斯防治等一系列专业技能人才来支撑，因此人才专业化、科技装备智慧化是煤矿企业走向高质量发展的必由之路。

　2 煤矿采煤工艺与技术分析

　　2.1 充填垮落采煤工艺技术

　　煤矿井下在开采过程中，由于煤炭资源经过开采后，必然就存在采空区或废弃巷道。目前处理采空区或废弃巷道最有效的方法就是充填法、垮落法、煤柱支撑法。煤柱支撑法是利用煤柱对采空区顶板或上覆岩层进行支撑的回采方式来进行顶板管控。充填法就是当巷道功能结束后，必须对其进行报废，采取的方法就是在其他新开拓的巷道产生的矸石运至报废巷道填充饱满，预防顶板垮落的方法；垮落法是在采煤工作面进行回采的过程中，采取放顶措施，使顶煤和直接顶充分垮落的放顶煤开采方法。当顶板坚硬或者遇坚硬顶煤时，防止大面积顶板垮落，应制定专门的安全技术措施，对顶煤、顶板进行弱化处理。

2.2 溶浸采矿工艺技术

　　溶浸采矿工艺技术的使用，其主要目的在于利用化学方法来对煤矿进行有效开采。操作人员掌握先进的技术来解决开采过程中遇到的问题，那么可以分析矿产资源的物理与化学属性入手，优化矿石有效开采研究和探索进程。操作人员也可以用物理的方法进行切割山石，把化学物品注入到里面的孔洞里，因为它们与岩石会发生化学反应，最后提炼出来的就是有用的资源，这种化学采矿方法值得推广，因为可以节省大量的人力物力付出，还可以快速得到相关的资源，让开采过程变得更加顺畅。但是该开采工艺目前在金属矿山得到很好应用，在煤矿开采过程中待研究加以使用。

　　2.3 岩体加固技术

　　岩体加固技术要求操作人员熟悉流程，能利用锚索来操作，也就是将岩体先行固定。那么详细的方法与步骤是，相关施工人员利用锚索把岩体固定，其中锚索要打进岩体里二十米左右，再把另外一根锚索进行加固，这根锚索要求较低，也可以说只需深入岩石的2～3m。有施工人员会担心这种表层加固方法会让自己进入到危险的境地，也可以利用注浆技术把岩石整体加固起来，这样相对就安全多了。上面的过程要用到很多工具，适用场景为矿场的溜井和顶板固定，这些措施都是为工人的施工安全植入一个保障体系，这也是矿石开采技术的基础，能让工人在相对安全的环境下施工，使开采过程变得更加顺利。

　　2.4 空场采矿工艺技术

　　还有一种值得推广的空场采矿工艺技术，首先进行区域的网格化处理，把矿场划分好相应的区域，根据各区的结构板块来采用相关的采矿技术，这样操作就需要操作人员的业务非常精熟，把散空对矿场进行开采。针对施工人员与开采工人技术的良性结合，也可以让矿柱与周围岩体中间进行加固，因为它们之间的空隙很大是非常危险的。如果矿房采取完毕，那么操作人员就要马上填充那些采空了的区域，把一些物体利用艺术技术落后进行有效的填充，这样整个矿区就更加夯实了，同样也是对回采矿柱打下有利的基础。

　　3 采煤工艺的改进措施

　　3.1 更新采煤工艺设备

　　按照“机械化减人、自动化换人、智能化少人、智慧化无人”的煤矿井下安全生产发展模式，目前国内先进的采煤工艺及设备科研力度大幅增强，实际应用在全国各地煤矿企业也得到大幅提高。煤矿企业必须根据自己矿区范围实际地质类型来确定井下设备工艺的选型。在井下掘进工作面，推广使用掘进设备和连续运输设备，不仅能提高煤矿在井下掘进速度，克服煤矿存在的采掘接续紧张问题，能高效加快采煤工作面的形成，减少人工掘进时间，为工作面布置加快进程，亦还能极大程度解决掘进过程中安全管理混乱问题；在采煤工作面实施“三机配套”选型即采煤机、液压支架、刮板输送机选型安装使用。煤矿企业在及时更新了采煤设备后，大幅度地提升了开采的效率，对于煤炭资源的浪费减小了。因此，煤炭产业要想得到更大的发展空间，一定要用先进的科学技术、优秀的管理技能人才、先进的采煤装备来完成，只有把先进的开采技术与高品质的采煤设备结合起来，才能让企业的安全生产得到进一步提升和保障。

　　使用先进的、智慧化采掘机电设备，更新传统的采煤观念，可以紧跟时代的步伐，让企业走得更加坚实。先进的采掘设备、切实可行的煤矿开采技术的使用，伴随而来的是对操作人员和从业人员的知识技能要求更高。要学习熟练掌握这些设备的使用性能，就必须练就过硬专业技术本领，这样才能促进先进的采掘设备在煤矿井下的作用得到使用最大化。比如：很多煤矿引进了煤矿井下掘进机械设备，但是在使用过程中不能熟练操作，更不能掌握设备的性能，故障率高、维修维护技术达不到要求。这样不但不能提高掘进效率，反而让掘进速度变缓慢了，这样不仅影响作业工效，而且还制约煤矿采煤工作面的形成及布置，影响煤矿企业长远发展。

　　在科研成果中，智慧化背景下煤矿开采已经进入了人们的视野并在少数煤矿已使用，相关的操作人员要有过硬专业技术水平，采用先进的技术，用循序渐进的态度，努力保障与提升煤矿产业的发展能力。根据国家煤矿产业的具体情况，要先用先进的理念来武装自己的头脑，更新相关的设备，首先要严格把控设备的采购关，提供优质合格的智慧化设备和系统，有效提高采煤效率；然后在资金允许的条件下更新设备，一要保证企业的正常运作；二要注意设备的维护保养检修；最后结合企业自身的情况安排专人进行物资设备采购，采购符合国家标准对煤炭行业要求的设备，确保设备可靠、安全、经济运行。

　　3.2 矿区的合理规划

　　中国的煤炭资源固然重要，也是人们必需的重要资源之一，但是一定要让资源开采与自然环境共生，让发展中的环境越来越好。在智慧化的背景下，让煤矿的开采保证自然环境的健康。因此，现在煤炭企业要有针对性地科学规划好自身未来的发展方向，开源节流，让开采更加科学合理。煤矿企业要做到优化每一个开采细节，这样可以为自己的生产提高效率，也可以保证煤炭资源的可持续发展。

　　4 结语

目前，随着各种能源需求量的不断增长，作为重要的经济发展支撑能源，煤炭开采亦必须遵循绿色开采原则，同时，随着煤矿开采规模的不断增长，采矿技术也朝着自动化、智能化、智慧化的方向发展。因此，科技化开采方式的研发和应用，既降低了煤矿工人劳动强度，又提高煤矿企业经济效益。因此，开采技术的科技化推进是煤矿企业发展的必然趋势，只有大力推进科技装备在矿井开采过程中的应用，持之以恒树立绿色开采的理念，才能保障煤矿企业健康、持续的发展，才能成功实现本质安全型矿井建设。

　 【参考文献】

　　【1】李忠路.浅谈煤矿采矿作业中的采矿工艺与技术[J].科技创新与应用，2017（05）：149.

　　【2】郭齐.煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术探究[J].山西化工，2017（3）：131-133.

　　【3】陈义.浅谈煤矿采矿作业中的采矿工艺与技术[J].能源与节能，2018（7）：167-168.

　　【4】董明晖.关于煤矿采矿作业中采矿工艺与技术研究[J].中国科技投资，2017（26）：196.

　　【5】韩飞.煤矿采矿作业中采矿工艺及技术研究[J].建材发展导向（上），2017（10）：381.