探究煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术

期刊: 环球科学 2023年第9期 DOI: PDF下载

王宁

山东联创矿业设计有限公司

摘要

我国矿产资源丰富,面对着社会各界的能源需求,开采量巨大,而煤炭在地下埋藏多年,含有大量其他组分,瓦斯是传统煤炭采集过程中的重要安全风险,为避免风险隐患带来严重的安全事故,应采取正确的开采技术及安全风险控制措施,这是保证矿井安全、煤矿产业在发展过程中能够实现社会和经济双重效益的重要途径。就此,本文研究了煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术,有关技术人员必须要重点关注环境因素影响,积极利用现代化的采矿工艺技术,推动矿产开采领域的稳定持续发展。


关键词

采矿工程;现代化采矿工艺技术;应用

正文


引言

煤炭资源是国家发展的主要能源之一,支撑着我国经济的发展,为满足各行业的煤炭资源需求,我国正加紧对现代化矿山开采技术的分析与研发,提高采矿工程的效率,有效减少采矿工程成本。

1现代化采矿工艺技术的现实意义

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。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。第三,保证操作安全性。采矿技术出现任何问题,容易引发矿井崩塌,对生命安全产生较大威胁,为采矿企业产生较大经济损失。科学合理的采矿工艺技术能够更加精准判断采矿中可能产生的安全风险,便于施工人员制定针对性预防措施,提高安全可靠性,推进采矿企业持续发展。

2煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术

2.1充填式开采技术

填充材料的选取和应用在一定程度上决定了充填式开采技术的实际发展成果。充填开采时需要注意几点:一是要以矸石和膏体为优先选择的充填材料。二是在实际应用时,尽量采取泵压输送填充技术和分层充填采矿法。上向分层填充的使用环境是以围岩为代表的稳定性好的多种厚度与形状的矿体环境,技术相对成熟,在工作流程中以矿井的实体环境为发展基础,主要借助风、水等,用矿车等运输废石等填充材料,高效地完成技术工作,优化井下采矿工作的效率和质量。三是填充材料要与标准浓度灌液结合使用,调节填充材料的含水量,及时了解不同季节与温湿度环境下的适配含水度,避免出现失误。借助注浆手段开凿或封闭环形管道,有效解决填充材料的排水问题,及时安排专业人员解决对砂石类井壁的渗水问题,保障填充材料的含水率达到标准。充填式开采技术能保证采矿工程在一定环境下的安全稳定性,保证开采作业工人的人身安全,显著改善采矿工程的生产效益和质量。

2.2空场采矿技术

空场采矿有房柱、阶段矿房、留矿三种,空场开采的主要特点是暴露面积大,可以提高现有采矿作业的效率,提升煤矿经济效益。空场采煤计划预留煤柱,具有一定承载能力的围岩和规划设计预留煤柱,内部煤矿储量减少,降低了矿井整体安全性。空场矿房开采结束后,为了提高采矿安全,必须尽快完成矿柱开采。阶段矿房采用无底柱分段崩落法开采。在采场施工过程中,按照“分段”的方法,将采煤过程分为几个工作区,每个工作区完成第一个工作后,才能进行第二个工作。空场采煤和留矿采煤是一个整体,留矿是在一个作业区域中形成若干个阶段矿房和一组留矿点,留矿是保证煤炭持续开采的有效途径,但对煤层开采质量要求较高。采矿工作结束后,必须清理和回填采矿区域。

2.3崩落采矿技术

井下采矿是危险性很大的工作,围绕岩井的岩体在作业期间随时可能发生意外,诸多安全风险因素未知又不可控,企业岩层掉落及崩塌最为危险。如果采矿作业及时引进崩落采矿技术,上述风险因素的负面影响就可以降到最低限度,为作业人员及井下设备提供安全保障。崩落采矿技术在不断地发展和完善当中,技术推广程度越来越高,一些矿山对该技术的应用进行了适度调整,出现了多种技术分支,以底柱分段及无底柱分段两种崩落采矿技术形式最为常见。崩落采矿技术的应用要求作业人员提前勘测煤矿开采作业区域的地质条件,通过专业技术预判存在崩落危险的区域。同时,应用崩落采矿技术期间,作业区域应具备极好的地质条件。技术人员作业前的科学布局对技术发挥作用影响很大,要求必须做好准备,不可贸然下井,否则易造成安全事故。

2.4虚拟现实技术

虚拟现实技术在新时代得到了快速发展,并且被应用到了各行各业,同时也为矿产资源的开采工作带来了较大便利。在进行采矿工程项目施工过程中,有关技术人员可以利用虚拟现实技术,根据开采环境实际,在计算机终端上实现虚拟环境的创建,并形成与实际相符的3D虚拟模型。基于所创建的3D虚拟模型,可以进行采矿项目设计和采矿安全设计等工作,制定出有针对性的采矿方案,选择合适的采矿工艺技术,全面保障工程项目质量。利用虚拟模型和所创建的虚拟环境,设计人员和技术人员发挥自身创新能力,模拟采矿过程,找出在资源开采中可能出现的问题,并提前制定出有效的预防措施。

3改进煤矿采矿工程中采矿工艺与技术的措施

3.1完善煤矿开采工程管理机制

煤矿工程管理人员应参与到煤矿开采工程的各个环节,而煤矿工程管理与采矿工程施工管理也有着密切的联系。为了能保质保量完成采矿工程,必须建立健全管理制度。然而,我国部分矿井还没有形成完整的管理体系,无法进行有效的监督与管理。因此,完善的管理体系中必须要有健全的管理系统,煤矿各部门根据职能职责相互配合。我国煤矿开采工程管理采用传统的管理模式,在原有管理模式的基础上进行改革,运用了计算机网络等现代技术手段,建立了高效的管理体系。合理的管理体系能解决工程人员的工作问题、化解烦琐的工序要求,合理地解决突发事件等问题。

3.2提升有关工作人员的综合素质和技术应用能力

现代化采矿工艺技术的应用对有关工作人员的要求较高,所以从事采矿工程的技术人员和工作人员必须要从提升自身技术应用能力入手,增强自身综合素养,做到与时俱进,掌握现代化采矿工艺技术。一方面,可以通过开展培训工作等方式,组织采矿工作人员系统学习现代化采矿工艺技术,并在实践中提升自身熟练程度,学习先进的理念并将其应用到采矿工作中,促进采矿工程科学化和现代化发展;另一方面,增强环境保护意识,遵循绿色发展可持续理念,在应用现代化采矿工艺技术中有意识的对采矿环境进行保护,提升自身职业道德素养。

结束语

综上所述,为适应现代化建设需求,必须加强矿产资源的开发力度。采矿工程的开采效率与质量很大程度上影响着采矿行业的发展情况,在发展过程中需要通过创新采矿技术与完善管理等举措,不断提升开采效率,实现自动化控制,促进资源开采目标的达成。

参考文献

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