煤矿采矿工程中的采煤工艺与技术

王贵才

摘要：二十一世纪以来，我国各行各业的生产经营模式发生了翻天覆地的变化，生产技术也得到了全面提高。随着采煤技术的不断优化，煤矿开采的整体效率和安全性都得到了大幅提升，但新型采煤工艺技术在实践过程中仍存在一些问题和不足，相关工作人员必须对采煤工艺技术进行持续性优化，进而提高煤矿开采工作效率。为此，本文主要分析采煤工艺技术应用中存在的问题，提出有针对性的优化策略，旨在为煤矿安全生产工作的持续进行奠定良好基础。

关键词：煤矿开采；采煤工艺；技术

我国的煤矿资源较丰富，在多年发展历程中，采煤工艺技术水平得到了提升，煤矿开采事业的安全性和工艺效率也得到了显著增强。同时，相应的煤矿开采技术标准不断创新，但当前在实践过程中仍存在一些问题和不足，主要体现在环境污染和生产过程中的安全方面，亟需相关人员完善和解决。因此，对于煤炭开采过程中的各类问题而言，要不断规划采煤工艺技术优化方法，提高采煤工艺技术应用的整体效率。

一、当前煤工艺技术应用中存在的不足和缺陷

（一）采煤矿区周围土地资源受到污染

采矿工程施工工作的开展不可避免地会影响周边的自然环境，在持续开采的过程中，还会产生大量的废弃物以及垃圾，囤积在矿山资源开采区域会阻碍开采工作的有序开展，降低开采效率。为此，人员往往会将废弃料堆砌在矿山外围，长此以往，其中的有害物质渗入地底结构，影响地面土壤中的植被和水资源，诱发土地沙化等生态环境问题。除此之外，采矿工程施工工作在持续破坏土地自然环境的过程中，如果发生雨水冲刷等，也会造成二次损伤，引发资源开采区域的严重水土流失，影响周边区域的生态环境，甚至危害到矿山周边区域人们的生命财产安全。

（二）采煤矿区周围水资源污染

在开采矿山资源的过程中，井下开挖深度较大，不同类别的矿山开采工程、地面挖掘深度以及资源开采强度也存在一些区别，但大部分的开采施工工作都会破坏地下岩层以及土壤的松散层，污染地下水资源，甚至造成周边地区的地下水平面下降。同时，如果该区域的采矿工程挖掘强度不断增加，地下水资源的具体流向就会改变，产生矿山开采区地下水资源稀缺的问题，从而影响地面植被的生长以及周边居住人们的日常生活。

（三）采煤矿区周围大气环境的污染

沿用传统的采矿工程开采技术，往往会应用大量的机械设备和开采器械，将该种设备应用在实际矿山资源开采过程中，矿井内部结构会产生污染废气，会污染大气环境，影响周边空气环境质量，危害人们的身体健康。除此之外，矿井内部通常存在较多的有机毒气，如果任由这类有机毒气排放至大气，会加重环境污染。

（四）采矿工程安全风险较大

近年来，大力开展清洁能源的应用工作，不断开创了各类新型能源应用路径，但煤炭资源仍是较为重要的资源。在现代科学技术高速发展的推动下，煤炭开采行业的综合技术得到了发展和创新，各类煤炭资源的利用效率也得到了提高，但实际工作中仍存在诸多隐患和缺陷，各种类型的煤矿生产事故屡见不鲜，需要工作人员及时应对。一直以来，我国煤炭开采领域始终秉承粗放利用和粗放监管的开采策略，煤炭资源的整体利用效率较低，应用的开采技术以及开采设备有待改进。基于此，煤炭资源开采行业要不断引进和创新更先进的开采技术和开采设备，完善设备的保养维护工作，拓宽设备的应用功能，建立优秀开采技术人员储备机制，促使我国煤炭资源开采事业的不断进步与发展。

（五）采煤工艺技术水平仍需优化

通常情况下，煤炭资源开采规模相对较大，开采时间较长，开采环境也较复杂和恶劣，所以煤炭开采工作风险较高，挑战较大，应用的机械设备类型以及工作人员的综合技术水平必须达到标准规范，这就需要煤炭开采企业不断引进先进的开采技术方法，采购先进的开采设备，进一步提升工作人员的综合技术水平，丰富工作人员的开采经验，鼓励员工積极参与先进技术的学习活动，以此更好地开采煤炭资源。当前，煤炭开采工作仍受制于技术劣势、设备条件不足等影响，导致实际开采工作不够完善、技术人员水平无法达标，影响了企业的经济效益和可持续发展。

二、采煤工艺技术的具体内容

（一）刨煤机开采工艺

选用各类机械设备开展煤层开采工作，尤其是刨煤机可以提高开采效率，尤其是煤炭资源的采集效率，真正实现全面化的开采成效。实际上，刨煤机设备内部结构较简单，运行模式较基础，主要借助无极绳进行部分工作，从而按照既定导轨转动，有效分割煤层。刨煤机设备属于机械化运作，不需要人员参与其中，整体经济成本投入较少，能为企业创造更高的经济效益。除此之外，将现代信息化技术以及计算机设备应用其中，实现刨煤机设备运行的自动化处理，提前设定参数，促使设备自动完成各类生产活动，提高生产工作的整体效率，减少工作人员的数量，保障一线工作人员的生命财产安全，让煤炭资源开采工作更具安全性和稳定性，从不同方面合理把控煤炭资源开采工作成本。

（二）炮采煤矿开采工艺

在当前煤炭资源开采领域中，炮采煤矿开采工艺应用较常见，通常应用在长壁工作面上，技术人员也要同步完成支护设备的安装工作。在炮采工艺技术流程中，按照爆破、装卸、运输、支护与放顶进行操作，只需要较简单的配置就能实现更理想的资源开采效果，工作人员需要应用煤电钻进行钻眼，而资源的运输需要应用轻型刮板运输机，支护结构会应用到坑木。煤炭资源炮采工艺技术具备诸多优势，整体操作灵活，能适应多种开采环境，企业不需要投入大量的资源便能获得更优质的煤炭资源。在工作面设计和布置的过程中，支护回柱的设定也较灵活。而分析炮采工艺技术劣势可以发现，应用过程中的顶板管控工作难度较高，会导致施工事故，例如，易发生顶板坍塌以及瓦斯爆炸等严重的生产事故。

为了提升开采工作的质量水平，技术人员要从以下方面进行优化和把控：第一，在爆破材料填充的过程中，工作人员要合理增加炮眼数量，把控爆破时间，有效提升爆破工作效率，在爆破落煤后，有效把控煤壁的平直效果，尤其是顶板和支柱必须保持完整性，不得出现任何损坏。第二，合理把控工作人员的具体劳动强度，应用机械设备完成煤炭资源的装卸工作。第三，提前完成超前支护的设置，完成不同类型的设备以及支付设施的构建工作，为后续开采工作的全面开展奠定基础。第四，采取一炮三检的管理策略，丰富炮眼的过程中应用水泥泡，借助粘土炮泥完成剩下的炮眼封堵工作。除此之外，合理控制炮药的安装顺序，炮药安装流程科学与否直接关系爆破的成功性，技术人员经过专业化的培训，时刻保持较谨慎的工作态度，让安全监管工作常态化，并对技术人员强化培训，确保施工作业流程的规范和完整。

（三）综合开采技术工艺

在现代科学技术高速发展的推动下，传统的生产模式逐步迈向自动化发展，自动化技术的适用范围也在进一步扩宽。在现代化的煤层开采事业中，技术人员可应用综合开采技术工艺，将各个施工工序融合应用，全面发挥各项技术的优势，并借助机械化开展自动化采集工作。为适用煤层顶板较坚硬的开采环境，工作人员也要采取长壁的开采模式。相比之下，综合开采技术工艺的优势包括开采过程更安全，资源开采效率更高，可以降低人力工作压力和强度，机械化水平更先进。但该项技术的运用也存在一些不足，企业要提前投入大量的成本，由于先进机械设备的需求度较大、工作面回撤难度更高，企业需具备更先进的工作面推进水平。

（四）充填式开采

充填采矿技术的关键作用是支撑人类基坑。根据工作面开采进度，煤矿工人将充填原料运输至采空区，以控制地表松动，并在不改变充填结构的情况下进行开采。填充煤开采和加工过程可以缓冲地表，无地表凹痕，有效提高煤炭开采作业的安全性能，废物和其他残留物有立足点，提高回收率和适应性，降低稀释率。填充煤开采过程中有许多困难，加工过程的成本相对较高，劳動力较大，生产力受阻，开采有一定的难度。

（五）水力采煤技术

水力采煤是以高压水枪的形式对煤巷进行“工程爆破”，然后根据地形沿水流运输受损的煤炭。根据水力运输的形式，将破碎的煤运输至煤水仓，再根据煤浆泵将煤与水的混合物运输至路面，用于采煤。水力采煤的明显特点相对简单，比其他生产工艺的工序少，机械设备简单、工作量低、安全性和效率相对较高。然而，存在煤矿开采损失较大、水力采煤电力工程费用较高的缺点。

三、采煤工艺与技术优化策略

（一）选用充填采煤模式

在煤矿开采工作持续开展的过程中，往往面临诸多的地质因素影响，而选用充填采煤技术方法，可以有效应对地质因素带来的危害。在煤矿开采项目完毕后，开采单位要应用其他物质填补煤矿采空区，有效避免地面沉降问题。除此之外，选用充填法还能获得更加丰富的利润，满足生态环境保护工作的各方面需求，必要时可采取保水性开采策略。充填材料往往存在一定的差别，需要作出适当的调整。在各类材料中，河沙的填充效率较高，按材料的经济成本投入也更大。在填充工作开展的过程中，需要大量的填充物料，必要时可选用机械设备，有效解决采空区充填工作的各种问题。与其他类型的采空区处理方法相比，材料填充工作模式更加便捷，能减少对周围环境造成的污染。

（二）采用智能化采煤工艺

综合性的开采模式下，会产生开采率较低、开采质量不高的问题。对此，技术人员要合理运用智能开采技术，借助智能技术自动控制采煤机切割，运用地质雷达探测技术监测煤体的各方面动态，真正实现高精准度煤矿开采目标，与此同时，布设更多的探测器，避免开采过程中地质因素损害机械设备。智能化技术的应用为新型采煤工艺技术的研发和创新注入了活力，可以使煤炭开采过程更加高效安全。但在部分煤矿井下生产的过程中，会出现较强的电磁干扰，导致部分常规信息化设备面临井下应用失效的风险，这就需要开采单位提前做出地质信息的勘探和收集工作，以此制定最终的煤矿开采工作模式。

四、结语

随着现代化煤矿开采事业的不断发展和进步，传统煤炭开采中存在的问题和缺陷日益凸显，尤其是环境污染以及生产过程中的安全问题，影响着开采技术人员的日常工作。为此，技术人员要选取更为先进科学的采煤工艺技术方法，系统分析采煤工艺技术中存在的问题和不足，为提升煤矿开采技术优化发展提供全新的思路和方向，以此提升我国煤矿资源利用效率。

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