引言
随着科学技术不断地取得新的进展,煤炭行业在机械工业化的道路上走得越来越快,前途越来越光明。煤炭资源的开采受多种因素的制约,因此采矿技术的选择要综合考虑多方面。矿井的复杂性决定了开采过程的多样性,针对不同的情况应用不同的采矿技术将极大地促进采矿业的发展。另外,采矿技术水平的逐渐提升对采矿工作人员各方面提出了更加严格的要求,工作人员不仅要掌握目前工艺与技术的应用操作,还要不断挖掘工艺优化提升的新思路,推动煤炭行业快速发展。
1煤矿工程中采煤技术的重要性
煤炭资源是社会发展的基础能源,也是不可再生资源。由于在地下埋藏多年,煤炭中还存在许多其他成分,例如瓦斯、硫化氢等,在采矿工作中,若技术不够完善,就会存在一定的风险。所以,对于煤矿企业来说,结合煤矿的实际情况采用适合的采矿技术,是提高生产安全性,实现社会效益和经济效益最大化的必要方法。然而,中小型煤矿企业在发展的过程中,由于经济能力的不足,采用的技术和设备都比较落后,安全系数较低,特别是结构复杂的煤层,不确定因素将更容易出现。如果采矿工作中一直保持一成不变的方式,不仅不能提高采煤效率,还会因为技术落后和设备老化,提高采矿过程的危险性。同时,随着科学技术的不断进步,采矿工艺日益精进,煤矿企业的经济能力也不断提高。但对于目前的煤炭行业来说,煤矿开采工艺技术仍然具有较大的发展空间,有待完善,在开采效率上将会有更大的提升。采矿业属于重工业,大部分生产需要依靠大型设备来完成。然而,目前设备的功能不完善,导致煤矿生产过程不够稳定,容易停产。在煤矿开采过程中,仍然有许多企业采用传统的方式进行开采,不但开采效率不高,而且严重浪费资源。另外,矿井生产过程中的环境问题不容忽视。在煤矿开采过程中,若长时间运用长壁采煤方式,产生的灰尘将会造成不同程度的环境污染,还有一些矿区采用深挖开采方式,对地下水资源造成了污染,若不进行改造升级,将会对环境造成不可逆的影响。
2煤矿工程采矿技术要点
2.1硬顶采矿技术
具体来说,硬顶采矿技术又可以进一步细分为两种不同的模式,其中一种是适用范围较广的硬顶煤开采,具有极强的综合性,在多种应用场景下都可以适用,也是目前应用较为普遍的技术之一,但是它也具有一定的风险,在开采的过程中需要根据实际情况科学的预判风险系数,再做此选择。另外一种技术是硬顶板开采,硬顶板开采技术的适用范围和场景与前一种相比有了极大的缩小,当采用硬顶板开采技术时需要作业人员对煤层预计下沉的深度进行一个科学的判断,只有在深度保证在一定范围之内时才可以进一步使用硬顶板开采技术。综合来说,硬顶开采技术的适用范围较广,是当前广泛使用的采矿技术之一。
2.2智能开采技术
当前,随着我国信息技术领域的不断进步,各行各业人工智能化的程度不断提升。目前在采矿行业也已经引入了智能化技术和程序,从而衍生出了智能开采技术。智能开采技术从安全性角度来说,极大地弥补了之前非智能开采技术等缺陷,它从信息技术、人工智能、自动化等多个专业技术领域出发,从而在采矿技术中加入了信息监控的技术领域,实现了对工程作业的全方位监控保证,实现施工的安全性。如果将现有的采矿技术,如硬顶采矿技术和目前的智能采矿技术相结合,那么既可以实现采矿过程中效率的提升,同时也可以保证安全性。但是目前来说较为理想的技术手段受制于智能开采技术,需要大量先进的技术和人才,但是该技术的研发仍处于持续探索阶段,未来优化智能开采技术还需要进一步引进更多的计算机人才予以帮助,政府应该给予更多的政策和资金扶持力度,从而保证传统工业行业也能搭上智能化这一辆快车,实现效率的提升和安全系数的保障,从而保证效率的最大化发展。
2.3深层井开采技术
在前文中提到了硬顶采矿技术中的硬顶板采矿技术。硬顶板采矿技术适用于挖掘深度在一定范围之内的情况,但对于其他情况并不适用,虽然其效率较高,但是适用场景却具有一定的局限性,只有在特定条件下才能进行使用。而深层井采矿技术恰恰弥补了这一缺陷,在实际工程作业的时候,深层井采矿技术主要适用于那些极深的作业场景,对于较深的井内情况可以有比较详细的了解,以此为基础才可以进一步开展工程作业。同时,这也对施工人员提出了更高的技术要求,在使用该技术之前需要做好具体的准备工作,对井内情况进行充分的了解和查看,同时也要准备好应急措施,防范危险事故的发生。但是这一技术同时也存在一定的应用场景限制,由于深层井适用于较深的作业环境,而较深的作业环境不论是从抗压能力,还是从作业环境来说都具有一定的危险性,对于施工作业人员的生命安全来说有较大挑战。因此,使用这一深层采矿技术具有较强的危险性,只有在保证井内情况充分了解、有较为详细周密的应急预案保障措施时才可以谨慎使用这一技术。同时,深层井采矿技术还可以和当前先进的智能开采技术相结合,通过实时监控的方式来进一步降低危险系数,保证施工作业人员的生命安全,提高应急预案的响应速度。实际施工作业的过程中,施工人员应该根据实际的施工场景做出科学的判断,采用某一技术或者综合使用多种技术的优点,具体设计采矿方案并进行作业,同时配以详尽的保障措施和应急预案响应制度。
2.4崩落采矿工艺技术
应用崩落采矿工艺技术能够有效避免这种不可控因素带来的影响,极大地消除人员和设备的安全隐患。现如今,随着崩落采矿工艺技术的不断推广,许多矿井应用了这种技术进行生产施工,并根据实际的应用情况对该技术进行了部分调整,使得该技术拥有许多分支,目前最常用的为底柱分段崩落技术和无底柱分段崩落技术两种。在技术具体应用之前,工作人员同样需要对煤矿的地形和地质条件进行勘察,并且通过技术手段对矿石的崩落位置进行预测,以便技术的正常运用。此外,崩落采矿工艺技术对地质条件的要求较高,技术人员施工前的技术排布将发挥极大的作用,所以在准备不充足的情况下不要轻易施工,容易埋下安全隐患。
2.5充填采矿工艺技术
充填采矿工艺技术是目前最常见的采矿技术,其主要的工作模式是前挖后填。在煤矿开采过程中,采煤机不断将原煤从地底挖出,采煤机后方自然就形成了一片采空区,由于采空区空气不易流通,容易发生瓦斯积聚,对施工人员的安全造成威胁,而且由于部分煤炭挖出,整个地形的受力情况发生改变,可能造成地表下沉,形成高应力区等危险状况。若矿井之间距离较近,还会对其他正常矿井造成影响。回填原料就地取材,例如矿渣、矸石都可使用。对采空区进行回填可以很好地改善整个矿井的受力情况,减少了各种危险事故的发生,不但保证了采矿作业的安全,而且充填材料可就地取材,节约了时间成本,施工高效快速,使开采工作的安全性和稳定性得以显著提升,同时也为施工单位带来更好的经济效益和社会效益。
2.6机械化采矿工艺技术
该技术主要用于煤矿资源分布广并且深度较大的区域,部分煤矿资源深埋于地下,在开采期间需要借助机械设备剥离岩层和土层,由此满足开采需求。相较于露天采矿工艺技术,尽管地下采矿开采成本偏高,不过对周边岩层以及土层带来的污染较小,由此保证了开采的生态性。在煤矿开采期间,技术人员需要通过技术手段探测埋藏的位置,之后全面分析煤层分布情况,然后对多种采矿工艺进行综合比较,由此确定最佳采矿方案。为了充分开采地下煤矿资源,需要挖掘巷道实现煤炭资源的运输。主要的地下采矿工艺技术如下:其一是硬顶板开采技术。在应用该技术之前需要技术人员深入分析煤层压力以及埋藏深度,然后得到数据报告;其二是深井开采技术。利用这种技术的过程中会存在一定危险性,主要表现为开采期间会受到矿井压力、较大压强以及瓦斯等影响,因此利用该技术之前需要技术人员全面分析煤矿地质资料,然后对巷道分布加以优化,同时需要完善长距离通风措施,并且预防瓦斯爆炸。通过机械化开采技术可以有效保证煤炭资源开采效率,在大力发展绿色矿业的今天机械化开采技术在煤矿企业中成为主要技术手段,有效解决了大倾角煤层的技术难题。
3煤矿工程采矿技术与施工安全管理措施
3.1完善采矿工程安全管理制度
采矿工程想要提高开采的效率,保证施工的安全,那么采矿工程就需要重视施工的安全,完善采矿工程的安全管理制度。首先,采矿工程在招聘施工人员时,应该提高施工人员的招聘门槛,优先录取专业能力比较强的人员,并且对不符合施工需求的员工进行有效的剔除,提高施工人员的整体招聘的素质。其次,矿山企业应该加强对施工人员的安全培训,提高施工人员的安全意识,要求施工人员在进行开采设备操作时具有有效的特种作业操作证,不持证,不操作。加强对安全规程的学习,帮助施工人员能够规范操作,从而有效的规避因为操作问题所产生的安全隐患。再次,矿山企业可以建立出奖惩罚机制,利用奖惩机制健全施工安全体系,要求施工人员能够切实的落实施工安全规章制度,并且通过有效的措施消除施工中的安全隐患,保证采矿工程施工的安全,这样不仅够够激发施工人员工作的积极性,还能够提高采矿作业的开采效率。最后,采矿工程施工管理人员还需要制定出施工安全责任制度,利用施工安全责任制度加强对施工人员的管理,提高施工人员的安全责任意识,使用施工人员认识到安全施工的重要性,帮助施工人员有一个正确的施工安全认知,从而进一步提高采矿工程施工的安全性。
3.2树立强烈的安全意识
为了提高煤矿开采工作的安全性,在进行煤矿开采工作时应注重安全意识的培养。煤矿工程进行中可能会遇到塌方等安全事故,这类事故的出现会影响煤矿开采工作的进行。为了进一步提高煤矿开采工作的安全性,煤矿企业应注重安全培训工作,让从事煤矿开采的每个员工都意识到安全的重要性。在对员工进行培训时要将培训重点放在自救方法上。员工应遵守相关职业要求,在煤矿开采过程中按照严格的流程及要求进行施工,从业人员应对煤矿开采的实际情况进行监管,当发现不符合工艺流程要求的情况要及时纠正,并对员工进行惩罚。
3.3引入和创新先进的安全技术水平
由于煤矿工程作业的环境十分复杂,煤矿工程钻井的深度较深,外部环境较为恶劣。受制于这些因素,不仅煤矿采矿工程技术难以进一步创新发展,安全保障技术的提升也受到了巨大阻碍。在这样的背景下,更应该引进优秀的计算机和自动化人才,对相关方面的基础水平进行进一步优化和创新。具体来说,在开展这项工作的时候应该从两个方面做起:第一,加大人才引进力度,优化人才结构。当前煤矿工程作业的人员结构主要以劳动力为主,少以技术人员和管理者为主,然而在正常的工程作业过程中,恰恰是技术人员和管理者占据了重要的地位。较强的技术和管理能力,可以极大地减少人工作业的压力和次数,也进一步提高了工程的效率。第二,重视安保技术,优化创新。目前随着人工智能和自动化的不断衍生,在煤矿工程开采过程中也衍生出了相应的智能化采矿技术。它通过增加监控设备的方式,与其他传统的采矿技术相结合,从效率和安全性等多个方面都提供了重要保证。然而在具体的安全管理方面却没有投入相应的精力,其他工程技术领域的智能化安保措施通过改进和应用也同样适用于采矿技术,但这个过程中需要工作人员引起高度重视,并为此付出一定精力。
3.4强化安全检查工作
安全检查工作的强化非常重要。煤矿工程中可能会出现各类风险,因此开展安全检查工作来对安全隐患进行排查是目前煤矿企业关注的重点。通过对目前中国煤矿企业的实际情况进行分析可知,大多数煤矿风险隐患的出现是由安全检查工作不到位导致的。因此,煤矿企业应对安全检查工作进行强化,定期开展安全检查工作,以此提高煤矿生产的安全性,降低安全问题的发生概率。
结语
综上所述,在煤矿工程采矿过程中必须高度重视安全隐患事故,加强安全管理工作。从工程主体的领导和施工人员方面做起,切实提高他们的安全意识,也要从相关监管部门做起,进一步优化监管细则,加强监管力度,并在此基础上加强对采矿工程技术的研发和创新,技术是第一生产力,只有实现了较为先进的技术,才能切实提高工程效率,并提高工程的安全系数,降低危险。只有通过多方主体的共同努力,才能切实加强社会整体对煤矿工程作业的高度重视,唤醒大家的安全意识,真正行动起来做好安全管理,并形成系统性的工作,有效保障人民的合法权益和利益。一定不能仅仅追求工程经济效益而忽视对技术的研发创新和对安全的系统性管理,产生本末倒置的情况,最终酿成较大的安全隐患事故,对个人和社会造成极大威胁。