现代煤矿工艺技术在采矿工程中的应用与分析

现代煤矿工艺技术在采矿工程中的应用与分析

孙世伟

开滦（集团）东欢坨矿业分公司 河北省  063000

摘要：煤炭是国家经济发展过程中必不可少的能源之一，直接关系到人民大众的日常生活、生产。据国家统计局数据显示，2021年煤炭占能源消费总量的比重由2012年的68.5%降低到56.0%，下降12.5%；石油占比由17.0%上升到18.5%，提高1.5%；天然气、水电、核电、新能源发电等清洁能源占比大幅提高，其中天然气占比由4.8%上升到8.9%，提高4.1%；一次电力及其他能源占比由9.7%上升到16.6%，提高6.9%。通过上述数据对比可知，随着我国能源绿色低碳转型加快推进，能源消费结构正在逐步变化，但煤炭仍是我国重要的基础能源，对于保证我国能源安全有着重要的作用。但是传统的煤炭开采技术会对土壤环境、地质环境、水资源、空气环境等造成严重的破坏，这也是导致我国生态污染问题加重的主要因素之一。所以，在节能环保的新形势下，要对现代煤矿工艺技术进行深入分析。

关键词：现代煤矿工艺技术；采矿工程；应用

引言

目前，煤炭依然是我国的主要能源原料之一，在我国能源结构中占有举足轻重的地位。随着社会生产和施工对煤炭资源的需求日益增长，传统的矿井采矿技术已越来越不能满足实际的开采需要，煤矿开采企业逐渐开始尝试应用现代科学技术，借助智能技术和计算机技术对传统煤矿开采技术进行智能化创新，实现安全、高效、绿色的煤矿开采工作。

1现代煤矿工艺技术现实意义

第一，符合绿色发展理念。我国自然环境污染不断加剧，各行业积极倡导绿色环境和绿色节能理念并实施相关技术。对于采矿行业而言，绿色发展理念十分重要。采矿工程施工过程中，容易产生大量污染气体，存在严重的大气污染，对人们身体健康产生不良影响。采矿施工中对水资源产生一定程度上影响，损坏水体结构；同时损坏土地资源，引发水体流失、土地沙漠化等问题。因此，现代化采矿工艺技术的应用能够减少损耗能源数量，节省资源，降低污染，避免对自然环境产生破坏，促进人和自然和谐发展。

第二，提高采矿质效。采矿工业繁杂，具有较高危险性，在传统采矿工作中，受到地质因素的影响，难免遇到多种问题，需要施工人员负责开采矿产、运输等多项工作，增加采矿难度。煤矿行业迅速发展，不断创新和完善采矿工艺技术，采用新设备，能够提高开采效率、发挥各项施工资源的最大应用效率。

2现代煤矿工艺技术在采矿工程中的应用

2.1地下气化技术

在煤炭开采中应用地下气化技术，通常是借助化学反应，使存在于地下的煤炭转化成为煤气，之后经过特制管道输出，从而为各类工业企业和电厂等提供可靠的能源支持。相比于以往的其他煤炭开采技术，地下气化开采技术对于煤炭开采的整体工序进行了充分优化，减少了繁冗复杂的开采流程，这将为减少煤炭开采各项资源和要素投入提供十分有利的支持。然而，从当前煤炭开采实际情况来看，地下气化技术是一种较为先进的新型绿色开采技术，还需要进行长期的探索实践并积累丰富经验，才能真正实现大规模的有效推广和应用。对此，要针对以下内容加强研究：一是提升热值，并且生产出符合使用需求的气体；二是结合实际需求搭建科学合理的监测控制系统，针对燃烧位置、燃烧速度等控制技术予以充分关注；三是完成燃烧后，应对地下气化炉体结构变化、开采区域地面沉降等情况加强观察和探究；四是针对气化过程中产生的苯、酚等危害物质进行有效控制，并避免它们对地下水系统造成污染影响。将以上问题合理解决后，地下气化技术在煤炭开采中的应用才能发挥出最大的价值和意义。

2.2矸石回填利用技术

随着开采工作的不断深入，每个煤矿开采区域都会形成一个巨大的矸石山。矸石山如果没有经过有效的处理，不仅会造成严重的空气污染，也会对周边农田造成危害。矸石回填利用技术是以煤矿开采中产生的废料及矸石为基础原材料，对地下采空区进行回填的一种绿色开采技术。在实际应用中，将开采中所产生的矸石通过矿车运输至矸石场，经破碎机打碎后填充到地下采空区内。应用该技术不仅可以消耗矸石，还可以填充地下采空区，确保煤矿开采中不会出现坍塌事故。为了提高矸石回填效率，可以在井下直接将产生的矸石放入矸石袋内，运往地下采空区域，减少升井操作。

2.3保水开采技术

保水开采技术主要分为两类，分别是水体下保水开采技术和承压含水层上保水开采技术。不论是在水体下开采，还是在承压含水层上开采，都会面临突水事故隐患，因而应用保水开采技术的主要目的就是在防治采煤工作面意外突水的同时对附近水资源进行有意识的保护，减少乃至消除对水资源的污染。目前，中国煤矿保水开采技术主要有两种，即以“堵截法”为主的煤矿保水开采技术和以“疏导法”为主的矿井水储存再利用技术。“堵截法”保水开采技术以保证煤层工作面周围强含水层和联通强含水层的导水层的完整性为重心，避免煤炭采出后形成导水裂缝带而进一步造成突水事故；采用的主要技术手段包括充填开采、限高开采、条带开采和保水区域划分等。而“疏导法”矿井水储存再利用技术则是在分析了解综采工作面附近地下水运移规律后，将矿井水引导至采空区进行存储并实施相关抽水利用工程，以实现对矿井水资源的回收利用。保水开采技术是一种从水资源利用角度出发的绿色开采技术，在煤矿开采过程中充分运用该项技术，可以大幅度减少对水资源造成的影响与破坏，大大减轻一些水资源匮乏地区水资源紧缺与煤炭开采带来的水污染两者的矛盾。

2.4智能开采技术

2.4.1液压支架电液控制技术

电液控制是实现智能控制的核心技术，比如某公司开好的XDYZ型液压支架的电子液体控制系统，通过安装在支架控制器上的各种传感器，可以对支架的位置进行实时地跟踪，并通过CAN总线通讯和嵌入式控制技术，设计了一个可靠的通讯网络，通过对支架的数据进行修改和控制，实现了对工作面的跟踪控制，并将其上传到井上监控中心，实现了对支架工作状态的实时监控。该系统操作简单、性能可靠、成本低廉。

2.4.2工作面视频监控技术

工作面的视频监控技术是指在工作面上根据实际的工作面条件，设计和安装视频监视系统，实现对综采工作面的实时监控。在整个施工过程中将由监控摄像机拍摄的影像传输至监测中心，既能增强工作面的可视度，又能增强矿井的安全性，使有关工作人员能更好地了解矿井的作业状况和安全状况。

2.4.3无人机航测技术

无人机航测可以帮助矿工单位测量露天矿区的三维环境，通过三维环境监测，技术人员可以制定正确有效的开采计划。使用无人机航测技术，节约了人力物力，将整个矿区的信息传递给专业技术人员，极大地提高了露天煤矿开采的工作效率。无人机除了进行航测以外，日常生活中还负责对施工情况进行监测。如果矿区出现意外情况，无人机能将信息及时传递给安全管理人员，以避免事故扩大化。

结语

部分采矿工程施工作业过程中存在效率低、资源浪费、技术落后等问题，需要有关人员不断创新和优化采矿工艺技术。采矿工程建设中，合理选择和应用各项工艺技术，能够有效提高开采作业水平和生产质效，提高矿产资源开发利用率。

参考文献

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[2]孙腾飞,邰振忠.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用研究[J].中国金属通报,2020(4):17-18.

[3]王林魁.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用研究[J].世界有色金属,2020(5):56-57.