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摘要：隨著社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，社會各行業(yè)對煤炭產(chǎn)生了更強(qiáng)烈的需求。如何在煤礦采礦工程實(shí)踐中，科學(xué)合理地應(yīng)用采礦工藝與技術(shù)，提高采礦工程效率，優(yōu)化采礦效果，成為煤礦采礦工程業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)問題之一。該文立足煤礦采礦工程實(shí)際，介紹了煤礦開采相關(guān)工作，并從空場采礦工藝技術(shù)等多個角度與方面，對該課題展開了研究，望能夠有效指導(dǎo)煤礦采礦工程的實(shí)踐。
關(guān)鍵詞：煤礦;采礦工程;采礦工藝;技術(shù)
煤礦開采的系統(tǒng)性較強(qiáng)，涉及諸多要素與環(huán)節(jié)，為了能夠有效提升煤礦開采效果，要全面掌握煤礦開采的客觀實(shí)際。一方面，隨著煤礦行業(yè)市場競爭的不斷加劇，部分煤礦開采企業(yè)片面追求經(jīng)濟(jì)效益，考慮到采礦安全設(shè)備難以取得效益，因而在投資初期降低了對采礦安全設(shè)施設(shè)備的投入。一旦發(fā)生安全事故，煤礦開采企業(yè)將會面臨著巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由于煤礦工程開采周期長，在前期投入階段，要嚴(yán)格按照相關(guān)要求，配齊采礦安全設(shè)備，對煤礦采礦工程的順利進(jìn)行提供有力保障。另一方面，作為不可再生資源，煤礦資源具有稀缺性，在實(shí)際開采過程中，要采取有效措施進(jìn)行保護(hù)，防止破壞性開采。近年來，由于煤礦開采速度加快，煤礦資源逐漸出現(xiàn)了部分枯竭的趨勢。為保持煤礦資源的持續(xù)高產(chǎn)供應(yīng)，有必要進(jìn)行更深層次的開采，挖掘深層資源[1]。由于煤礦資源的開采具有較強(qiáng)的不穩(wěn)定性，盡管能夠取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益，但同時也面臨著更大的開采風(fēng)險(xiǎn)。因此，應(yīng)用最優(yōu)化的采礦工藝與技術(shù)變得極為迫切。同時，為了能夠提高煤礦開采效率，完成高難度開采任務(wù)，可采取機(jī)械化操作模式，同樣需要應(yīng)用更為先進(jìn)的采礦工藝與技術(shù)。
1煤礦開采技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，采礦工藝技術(shù)也將加快創(chuàng)新，提高煤礦開采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前，煤礦開采技術(shù)的應(yīng)用也存在著不容忽視的問題。
1.1煤礦開采效率低下
煤礦開采作業(yè)是一項(xiàng)特殊的工程作業(yè)，系統(tǒng)性強(qiáng)，覆蓋面廣，只有建立在機(jī)械化和自動化技術(shù)上的開采工藝技術(shù)才能夠保證采礦效率。但在當(dāng)前的技術(shù)水平下，煤礦采礦中依舊沿用傳統(tǒng)的開采模式，污染高、效率低、浪費(fèi)嚴(yán)重。
1.2環(huán)境污染問題突出
毋庸置疑，煤礦采礦作業(yè)一定程度上會造成生態(tài)環(huán)境污染，尤其是部分地區(qū)長期采用長壁采煤法。如果不及時對工藝技術(shù)進(jìn)行升級改造，將對煤礦開采地區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成不可修復(fù)的損失。部分煤礦開采區(qū)通過深挖開采，嚴(yán)重威脅地下水資源的安全。
2.1空場采礦工藝技術(shù)
就目前的煤礦開采工程而言，空場采礦工藝的發(fā)展日臻成熟，應(yīng)用效果好，應(yīng)用范圍大，更多地被煤礦回采作業(yè)所采用。空場采礦工藝操作便捷、前期投入低、采礦效率高，備受煤礦采礦企業(yè)的青睞。在采用空場采礦工藝技術(shù)進(jìn)行煤礦開采前，要全面掌握采礦區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，細(xì)化煤礦層分布，并采用回采方式進(jìn)行作業(yè)。由于這種工藝模式下的采礦作業(yè)，會對采空區(qū)進(jìn)行回填，因而在高效完成采礦的基礎(chǔ)上，還可提高采礦作業(yè)的安全系數(shù)。當(dāng)然，這種工藝技術(shù)方法并不是十全十美的。比如，對煤礦層細(xì)化分析不夠，會影響礦柱和礦區(qū)空間比例的協(xié)調(diào)與平衡；在礦柱回收時，會面臨著因爆破力過大而影響巖層穩(wěn)定的問題[2]。所以，工程技術(shù)人員要根據(jù)采礦工程實(shí)際，制定最優(yōu)化的空場采礦工藝技術(shù)方案。
2.2崩落采礦工藝技術(shù)
崩落采礦工藝技術(shù)的主要應(yīng)用范圍是易發(fā)生礦層塌陷或巖層崩落的采礦區(qū)域，可對煤礦采礦作業(yè)進(jìn)行有選擇性的回采。目前，該技術(shù)在煤礦采礦實(shí)踐中的應(yīng)用正在逐漸擴(kuò)大。同樣，在崩落采礦工藝實(shí)施前，也要充分分析煤礦巖層應(yīng)力，確定煤層崩落點(diǎn)位，合理掌控崩落力度及其對附近煤層產(chǎn)生的影響。該工藝技術(shù)盡管能夠準(zhǔn)確掌控煤層崩落預(yù)期，有效控制開采過程，形成相關(guān)數(shù)據(jù)分析，但其受地質(zhì)情況的局限較強(qiáng)，事先分析不足極易造成危險(xiǎn)。
2.3填充采礦工藝技術(shù)
填充采礦工藝技術(shù)是一項(xiàng)新發(fā)展起來的采礦技術(shù)，主要在煤礦采空區(qū)進(jìn)行人工防護(hù)。由于煤礦資源的過度開采，迫使諸多煤礦開采企業(yè)不得不進(jìn)行深挖開采，不利于開采安全作業(yè)，降低了開采效率，而填空采礦工藝技術(shù)則能夠很好地避免上述問題，有效杜絕地表巖層的塌陷，提升作業(yè)安全性。該工藝技術(shù)通過填充采空區(qū)，進(jìn)行回采，因此要充分掌握地壓信息，全面了解煤礦開采作業(yè)區(qū)域內(nèi)圍巖的安全系數(shù)和坍塌可能性，從而通過科學(xué)合理的有效途徑，構(gòu)建起安全可靠的作業(yè)環(huán)境。當(dāng)煤礦開采不斷深化，采礦區(qū)的采空區(qū)域會越來越大，為確保其作業(yè)安全，應(yīng)該提前規(guī)劃做好回填，避免出現(xiàn)坍塌等地質(zhì)問題。但通常而言，回填工作會存在不同方面的難度。第一，回填難度系數(shù)高，因?yàn)榛靥钭鳂I(yè)施工環(huán)節(jié)復(fù)雜，作業(yè)進(jìn)展慢，當(dāng)某一區(qū)域徹底回填完成后才能回填下一個采空區(qū)域。第二，全面回填需要較多的回填材料，而回填材料的成本較高，不利于回填作業(yè)成本的有效管控。這些問題的存在，需要工程技術(shù)人員不斷推陳出新，創(chuàng)新開采技術(shù)與回填材料，優(yōu)化回填工藝流程，以最大程度上提高工作效率，降低成本。
2.4機(jī)械化采礦工藝技術(shù)
機(jī)械化采礦工藝技術(shù)的應(yīng)用范圍可以包括地下開采和露天開采[3]。對于埋藏在地表深處的煤礦資源，可以采用地下開采技術(shù)，通過剝離巖層、土層進(jìn)行作業(yè)。相對而言，地下開采的成本比露天開采的成本高，但對周邊巖層土層的污染較低，生態(tài)環(huán)保效果較好。對于裸露在地表的煤礦，可以采用安全系數(shù)高相對較高的露天開采技術(shù)。該種技術(shù)工藝適合大規(guī)模機(jī)械化操作，降低煤礦貧化率。隨著生態(tài)環(huán)保、低碳節(jié)能理念的不斷深入，更多的采礦實(shí)踐傾向于采用機(jī)械化采礦工藝。
2.5無廢開采工藝技術(shù)
無廢開采工藝技術(shù)具有最為顯著的生態(tài)環(huán)境效益，可以最大程度上降低污染物的排放，提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益同步進(jìn)行，有利于煤礦采礦工作的可持續(xù)發(fā)展[4]。對于開采作業(yè)時出現(xiàn)的大量廢石與尾礦，傳統(tǒng)開采工藝是通過清運(yùn)方式進(jìn)行處理，不僅工作難度大，而且大量消耗人力物力。而無廢開采工藝的采用，則通過創(chuàng)新礦石的回采、清運(yùn)等環(huán)節(jié)，降低廢石產(chǎn)出量，并將廢石與尾礦轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄖこ滩牧匣蚧靥畈牧希瑢?shí)現(xiàn)了資源就地高效轉(zhuǎn)化，是目前最為環(huán)保、最具社會效益的開采工藝技術(shù)[5]。采用無廢開采工藝技術(shù)要在充分了解采礦作業(yè)范圍的基礎(chǔ)上，設(shè)定不同的開采工藝流程。該技術(shù)在我國煤礦采礦實(shí)踐中，尚處于發(fā)展階段，缺少相對完善的操作理論基礎(chǔ)，需要工程技術(shù)人員不斷研究、不斷提升和優(yōu)化。
3結(jié)語
綜上所述，國家對生態(tài)環(huán)保的要求將會越來越高，要求煤礦開采工作更加綠色、節(jié)能、低碳。為了能夠有效促進(jìn)煤礦開采事業(yè)的進(jìn)步，要立足煤礦工程開采的客觀實(shí)際，綜合利用多種不同的采礦工藝技術(shù)。同時，要對采礦作業(yè)中容易出現(xiàn)的技術(shù)問題進(jìn)行總結(jié)研究與分析整理，不斷將煤礦采礦工藝與技術(shù)水平推向新的高度。
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作者:趙軍華 單位:鶴壁煤業(yè)技師學(xué)院
