煤矿开采工程中的采矿工艺与技术研究

煤矿开采工程中的采矿工艺与技术研究

燕龙

鄂尔多斯市乌兰煤炭（集团）有限责任公司温家塔煤矿  内蒙古鄂尔多斯市  017000

摘要：煤炭作为我国重要的矿产资源，不仅是工业生产的原料，也是人们日常生活的能源。它与人民生产生活密切相关，决定着经济社会稳定和国家安全。中国人口多，人均矿产资源少。经济发展对能源的需求日益增加，加剧了资源短缺的矛盾。在煤矿开采中，如果技术跟不上开采的步伐，就会降低开采效率，浪费资源，破坏环境，甚至导致安全事故。因此，煤炭开采技术的创新升级成为现阶段体现煤炭资源价值的突破点。

关键词：采矿工艺；采矿技术；应用；

从20世纪开始,开采煤矿就已经陆续采取工业化方式。但随着我国绿色发展理念的不断普及,为了在煤矿开采的过程中能够在保护环境的基础上尽可能保证经济效益,应当根据实际情况选取采矿方法和技术,做到因地制宜,具体问题具体分析。

一、采矿工程工艺特点和存在的问题

1.工艺特点。采矿工艺流程具有较强的复杂性，需要在开采前勘查现场环境，根据现场的不同地貌和实际情况，与以往的成功案例相结合，全面综合分析相应的数据，预测和排除影响开采安全的所有不利因素，对合理科学的采矿工艺流程进行制定的同时，对每个生产环节的安全性予以有效保证。其中，在开展井下采矿作业时，需要通过地下井巷的挖掘，有效开展地下采矿作业。地下开采场地受到环境等诸多因素的影响，具有较强的复杂性和危险性，最为常见的灾害分别是矿井煤尘、瓦斯、水、火、顶板等。当矿井内掺杂矿尘或有害气体时，井下空气成分受到影响。随着采矿作业中机械设备以及人体所散发热量的持续增加，在受到空气温度和湿度的影响下，容易导致井下安全事故的发生。在采矿过程中，煤尘、瓦斯等灾害在一定条件下会引发爆炸，导致人员伤亡和财产损失。顶板在受到矿山的压力作用时，一旦压力超过顶板受力极限，会引发坍塌事故。地下采矿最大的安全隐患主要来自火灾，一旦处理不当，会导致瓦斯和煤尘爆炸等连锁反应。井下矿井受到地表水以下地下水的影响，容易造成井下排水系统阻塞的情况，引起井下水灾事故发生。上述事故都会造成严重的人员和财产损失，因此，采矿企业在制定采矿工艺流程时，需要增强风险意识，在原有的技术基础上，严格按照采矿安全、环保等要求有效改进和优化，为提高采矿工作效率、煤矿质量、技术水平、经济效益等方面提供有力支持和保障。

2.存在的问题。煤炭资源作为不可再生资源，需要在长期的历史环境以及地质变迁中才能形成，并在推动经济建设发展中占据着重要地位。因此，加强开采工艺的研究和应用至关重要，确保采矿质量和效率有效提升，极大限度地防止由于技术等原因，导致资源浪费的现象出现。目前，在众多小型煤矿企业中，煤矿开采过程中普遍存在开采技术设备及人员专业技能等方面不足的情况，资源回采率较低、资源浪费现象严重。随着浅层煤炭资源的不断开发，资源已逐渐匮乏，针对深底海底和地壳新型开采技术开发力度不足，需要加大开采技术、勘探技术以及高效应用几方面的研究力度，使煤矿资源综合利用得以有效发展。通过开采新工艺、新技术的应用，成本得到有效降低，生态环境的目标得以实现，进一步促进社会的可持续发展。

二、煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术分析

1.空场采矿工艺技术。就目前的煤矿开采工程而言，空场采矿工艺的发展日臻成熟，应用效果好，应用范围大，更多地被煤矿回采作业所采用。空场采矿工艺操作便捷、前期投入低、采矿效率高，备受煤矿采矿企业的青睐。在采用空场采矿工艺技术进行煤矿开采前，要全面掌握采矿区域的地质结构，细化煤矿层分布，并采用回采方式进行作业。由于这种工艺模式下的采矿作业，会对采空区进行回填，因而在高效完成采矿的基础上，还可提高采矿作业的安全系数。当然，这种工艺技术方法并不是十全十美的。比如，对煤矿层细化分析不够，会影响矿柱和矿区空间比例的协调与平衡；在矿柱回收时，会面临着因爆破力过大而影响岩层稳定的问题。所以，工程技术人员要根据采矿工程实际，制定最优化的空场采矿工艺技术方案。

2．崩落采矿工艺技术。崩落采矿工艺技术的主要应用范围是易发生矿层塌陷或岩层崩落的采矿区域，可对煤矿采矿作业进行有选择性的回采。目前，该技术在煤矿采矿实践中的应用正在逐渐扩大。同样，在崩落采矿工艺实施前，也要充分分析煤矿岩层应力，确定煤层崩落点位，合理掌控崩落力度及其对附近煤层产生的影响。该工艺技术尽管能够准确掌控煤层崩落预期，有效控制开采过程，形成相关数据分析，但其受地质情况的局限较强，事先分析不足极易造成危险。

3.填充采矿工艺技术。填充采矿工艺技术是一项新发展起来的采矿技术，主要在煤矿采空区进行人工防护。由于煤矿资源的过度开采，迫使诸多煤矿开采企业不得不进行深挖开采，不利于开采安全作业，降低了开采效率，而填空采矿工艺技术则能够很好地避免上述问题，有效杜绝地表岩层的塌陷，提升作业安全性。该工艺技术通过填充采空区，进行回采，因此要充分掌握地压信息，全面了解煤矿开采作业区域内围岩的安全系数和坍塌可能性，从而通过科学合理的有效途径，构建起安全可靠的作业环境。当煤矿开采不断深化，采矿区的采空区域会越来越大，为确保其作业安全，应该提前规划做好回填，避免出现坍塌等地质问题。但通常而言，回填工作会存在不同方面的难度。第一，回填难度系数高，因为回填作业施工环节复杂，作业进展慢，当某一区域彻底回填完成后才能回填下一个采空区域。第二，全面回填需要较多的回填材料，而回填材料的成本较高，不利于回填作业成本的有效管控。这些问题的存在，需要工程技术人员不断推陈出新，创新开采技术与回填材料，优化回填工艺流程，以最大程度上提高工作效率，降低成本。

4.机械化采矿工艺技术。机械化采矿工艺技术的应用范围可以包括地下开采和露天开采。对于埋藏在地表深处的煤矿资源，可以采用地下开采技术，通过剥离岩层、土层进行作业。相对而言，地下开采的成本比露天开采的成本高，但对周边岩层土层的污染较低，生态环保效果较好。对于裸露在地表的煤矿，可以采用安全系数高相对较高的露天开采技术。该种技术工艺适合大规模机械化操作，降低煤矿贫化率。随着生态环保、低碳节能理念的不断深入，更多的采矿实践倾向于采用机械化采矿工艺。

5.无废开采工艺技术。无废开采工艺技术具有最为显著的生态环境效益，可以最大程度上降低污染物的排放，提高资源利用率，实现生态环境效益与经济效益同步进行，有利于煤矿采矿工作的可持续发展。对于开采作业时出现的大量废石与尾矿传统开采工艺是通过清运方式进行处理，不仅工作难度大，而且大量消耗人力物力。而无废开采工艺的采用，则通过创新矿石的回采、清运等环节，降低废石产出量，并将废石与尾矿转变为建筑工程材料或回填材料，实现了资源就地高效转化，是目前最为环保、最具社会效益的开采工艺技术嘲。采用无废开采工艺技术要在充分了解采矿作业范围的基础上，设定不同的开采工艺流程。该技术在我国煤矿采矿实践中，尚处于发展阶段，缺少相对完善的操作理论基础，需要工程技术人员不断研究、不断提升和优化。

总之，建设项目，煤矿开采需要遵循节能环保原则，在生态环境得到有效保护的前提下，研究和应用采矿工程的工艺和专业技术。同时，随着煤矿开采企业数量和规模的不断增长，采矿技术也朝着数字化、智能化的方向发展；随着生态环保意识和新技术的引入，生态维护型采矿技术也得到广泛关注，企业经济效益和社会效益得到有效提升，进一步增强企业的市场竞争力，提高信誉度。

参考文献：

［1］张海英．探讨煤矿采矿工程中的采矿工艺技术．2021．

［2］王小鹏．关于煤矿开采工程中的采矿工艺与技术研究.2022.