采矿工艺与技术分析研究3篇

采矿工艺与技术分析篇1

煤炭资源是中国的支柱性能源，在中国的能源结构中占比最大。20世纪，中国实现了煤炭资源的工业化开采[1-3]。煤炭资源的开采受空间限制因素较多，因此必须采用一定的采矿工艺和技术才能实现科学合理的开采。而煤炭资源赋存环境的多变性，决定了采矿工艺与技术的多样性，在实际开采中应因地制宜选择最优的采矿工艺与技术实现经济、高效、安全开采[4-5]。

1煤矿采矿工程的特点

煤矿采矿工程的特点对采矿工艺与技术的选择具有决定性作用。煤炭资源在大自然中的赋存条件复杂多变，不同的赋存条件下煤矿采矿工程具有不同的特点。将煤矿采矿工程的特点总结归纳如下：a)煤炭资源的不可再生性。煤炭资源的生成周期决定了煤炭资源的不可再生性，大自然中的煤炭储量是相对固定的，若无序、无限开采则煤炭资源将面临枯竭。根据煤炭资源的不可再生性，必须有计划地进行开采，并选择最优的采矿工艺与技术，避免造成资源浪费。b)采煤作业的专业性。采煤作业是在一固定区域根据煤炭赋存的地质条件，采取适当的采矿工艺与技术实现将煤炭资源采出的目的。采煤作业的空间条件是无法改变的，而空间严重制约了煤炭的可采性，因此，采煤作业必须由具备专业知识和经验的技术人员进行指导，如此，才能在保证安全的前提下进行合理开采。c)采煤作业的危险性。中国大部分煤炭资源赋存于地下深部，必须采用井工开采。井工开采受诸多不安全因素的威胁，如瓦斯、煤尘、水灾、有毒有害气体等。若井下发生事故，则会给作业人员和生产矿井带来极大的损失。且近年来随着浅部资源的枯竭，矿井开采深度日益增加，面临的不安全因素更多。可见，煤炭开采是一项危险性较大的工作。d)采煤作业的流动性。采煤作业的流动性主要是指作业人员的流动性。大部分煤矿所在地偏僻，且随着中国产能结构的优化，煤炭资源需求量也在下降，一些小的煤炭企业无法按时足额支付工资，这些都造成大量具有丰富经验的技术人员的流失，给煤炭行业带来一定的损失。

2目前常用的采矿工艺与技术

由煤矿采矿工程的特点可知，采煤作业必须结合井田实际情况，采用科学合理的采矿工艺与技术，使采煤作业达到安全、有序、回采率高等目的。采矿工艺与技术的选择对煤炭资源的合理利用十分重要。

2.1充填采矿工艺

在煤炭资源开采过程中，随着采煤工作面的推进，工作面后方不可避免会形成采空区。采空区可能有瓦斯等有毒有害气体的积聚，也可造成地表下沉，形成高应力区等，在煤层群开采过程中还会威胁其他煤层的开采安全。充填采矿的基本原理如图1所示。该工艺利用可就地取材的矿渣、矸石等对采空区进行科学回填，改善采空区受力状态、减轻地表下沉和高应力区的发展，不但保证了采矿作业的安全，而且充填材料可就地取材，便于施工，经济高效。

2.2空场采矿工艺

空场采矿工艺又称留矿采矿法，是一种利用煤岩自承力来控制顶板的技术。空场采矿工艺主要包括房柱式采煤法、分段法和浅孔留矿法。房柱式采煤法的基本原理如图2所示。该方法在采煤过程中有计划地进行煤柱留设，借助围岩自身和煤柱的承载能力为采煤工作面提供可靠支撑。空场采矿工艺可使采矿作业具有较大的作业空间，但其回采率较低，开采完毕后需对矿柱进行回收，同时对采空区进行充填。

2.3煤与瓦斯联合开采技术

中国对于采矿过程中瓦斯的治理可追溯至明代，明代著作《天工开物》中记载了古代先民利用竹筒引流排除瓦斯的工艺。长期以来工程人员一直把瓦斯当作井下最大的威胁之一，然而瓦斯也是一种自然资源，如果采取合理的方法进行开采则可变废为宝，因此煤与瓦斯联合开采技术应运而生。煤与瓦斯联合开采是在开采煤炭资源的同时，采用水力压裂等方法增加煤层的透气性，同时在合适的位置设置抽采钻场，通过抽采钻孔对煤层中赋存的瓦斯进行抽采。该技术可在降低煤层瓦斯危害的同时，实现对瓦斯的利用，具有极佳的经济和社会效益。图3为煤矿井下瓦斯抽采示意图。

3智能化采矿技术的发展

从采矿技术来说，中国采煤工作经历了人工开采、机械开采、自动开采等阶段。随着科学技术的进步及计算机技术在各个行业中的应用，智能化采矿技术也被提上日程。中国采矿技术的发展阶段如图4所示。智能化采矿技术是以信息化和自动化技术为基础，结合人工智能和大数据等手段建立智能化开采系统，实现对煤矿的智能开采。智能化采矿在一定程度上可不依赖于人工干预，通过计算机系统实现自主决策，并反馈给执行端。智能化采矿技术可实现自主感知、自主决策、自主协同、自主执行等功能，涵盖了切割、支护、运输等煤炭生产的全过程。目前的初级智能工作面技术体系如图5所示。如图5所示的初级智能工作面技术体系主要涵盖采矿系统的“采、支、运”阶段，接下来对这三大体系的智能化做简要分析。a)采煤机智能化技术。采煤机切割煤岩工艺是煤矿采矿工程中的核心工艺，采煤机智能化技术是通过智能化系统实现采煤机的“智能感知+人工远程干预”运行。采煤机智能化技术包含姿态感知、视频监控、交互通信、记忆截割、自动定位和煤岩识别功能。b)液压支架智能控制技术。地下采煤过程中工作面的安全开采，是在工作面顶板支护科学合理的前提下进行的。液压支架作为工作面的支护设备，起着“顶梁柱”的作用。传统的液压支架支护技术随着工作面的推进需人工进行移架、补液等操作。而液压支架的智能控制由智能系统代替人工操作，可实现自动移架、自动跟机、自适护帮、自测矿压、自动补压和自动调整方位等功能。c)刮板输送机和带式输送机智能化技术。采煤工作面截割下的煤炭需要通过运输设备运至采区煤仓或井底煤仓，刮板输送机和带式输送机便担任着运输大任。刮板输送机和带式输送机的运输能力需与采煤机的截割能力相匹配，智能化技术可通过计算机系统实现“三机协调”运行。刮板输送机的智能化技术包含智能软启动、智能调速、功率协调、智能紧链、断链监控、采运协同等功能。带式输送机的智能化技术包含智能保护、煤流管控和自动张紧等功能。

4结语

a)阐述了煤矿采矿工程的特点，并据此分析了目前常用的采矿工艺与技术，主要包括充填采矿工艺、空场采矿工艺、煤与瓦斯联合开采技术。b)依据中国采矿技术的发展阶段及当前的发展形势，对智能化采矿技术的发展做了简要分析。目前，初级智能工作面技术体系主要由采煤机智能化技术、液压支架智能控制技术、刮板输送机组和带式输送机智能化技术三大系统组成。

作者:郭建平 单位:长治市矿山救护大队

采矿工艺与技术分析篇2

0引言

近几年，我国经济实力的提高离不开煤炭资源的支持，同时经济实力的提高也促进了煤炭产业的快速发展。尤其是现阶段随着煤炭资源这一不可再生能源的大量消耗，世界各国都格外重视本国煤炭资源开采合理性的提高。但是现阶段应用于煤炭资源开采的一系列工艺和技术都缺乏先进性，所以不仅煤炭工程的开采效率无法提高，还存在着比较严重的浪费问题，这就不可避免的限制了煤炭资源利用率的提高。由于煤炭资源的利用关系到我国工业领域的发展，以及人民生活水平的提高，所以如何提升煤矿采矿工程的工作效率以及提升煤炭资源的利用率是目前煤炭产业必须思考的问题。因此，针对现阶段煤矿开采工艺和技术，煤炭产业必须不断对其进行及时的改进和创新，并将其与自身的特点结合起来，不断提高我国矿产资源的综合利用水平。

1煤矿采矿中工艺技术的重要性分析

煤炭资源是由动植物尸体在地表下长期与空气隔绝，进而经过一系列复杂的物力化学变化演变而来。由于煤层气的存在，导致煤炭资源的开采工作存在很大的危险性，稍不注意就有可能导致安全事故的发生。因此煤炭企业应该制定出详细的开采计划，这样才能够提升煤矿采矿工程的安全性，最大程度上保障煤炭开采工人的人身安全，进而提升企业的经济效益。现阶段，由于我国煤炭资源的需求量日渐提升，所以很多规模较小的煤矿企业跻身于煤炭资源开采领域进行煤矿的开采，但这些小企业进行煤炭资源开采工作时，由于其安全设施不合理，尤其是在比较复杂的地质结构进行煤炭资源开采时，安全事故的发生概率大幅提高。随着我国煤炭资源的大量开采，那些开采难度小的煤矿数量明显减少，所以以后我国的煤炭资源开采工作难度将不可避免的升高。如果现阶段应用于煤炭资源开采工作的采矿工艺和技术先进性没有得到有效提高，那么煤炭资源的开采效率将不可避免受到影响，同时采矿工作人员的工作危险性也会进一步增加。所以煤炭企业应该不断改善和创新煤炭资源开采的工艺和技术，并切实提高采矿工艺与技术的选择合理性。

2现阶段煤矿开采的现状分析

目前我国煤炭企业有着非常多的采矿工艺和技术，所以在进行煤炭资源开采时有着非常高的选择性。由于我国的煤炭资源分布不规律，不同区域的地质结构有非常大的差异。因此在不同区域进行煤炭资源开采时，选择合理的采矿工艺和技术就变得尤为关键。合理采矿工艺和技术的应用不仅能够保障煤炭资源的开采工作得以顺利进行，还能在最大程度上提升煤炭资源的开采效率以及降低煤矿开采对于周围环境的不利影响。所以，为了将煤矿开采工作对周围环境的不利影响以及由于开采技术的问题给煤炭企业造成的经济损失降到最低，在对采矿工艺与技术进行合理选择的同时，还要不断对其进行创新。

3煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术探讨

3.1露天煤矿技术的应用

在采矿中露天煤矿是我国一项比较常见的采矿技术，此技术的安全系数在开采时会较高一些，采矿的方式便是通过煤矿上层的遮挡物进行有效的转移工作，然后便能够建立出一个完整的露天采矿基地。这种露天的采矿技术如果在开采过程中没有发生极特殊的情况便不会发生上层矿石塌方情况。这种露天煤矿技术能够很好的避免采矿人员在施工中出现危险的事故，同时露天采矿技术还可以通过大型的机械设备进行高效的施工，在机器的充分帮助下可以使露天开采的建设水平得到极大效率的提升。合理的应用露天煤矿技术，能够使采矿工程能够准时的完成交工，但是虽然露天煤矿技术具有较高的安全质量优势，但并不是所有的煤矿产区都会适合此技术。因此在使用露天煤矿技术时，应当充分勘测煤矿产区，露天采矿技术一般使用在煤矿层较浅的地区[1]。

3.2空场采矿

煤矿开采后，整个矿体上会有较大的矿石间隙而周围的岩石柱和矿柱将支撑着整个空场，这称为空场开采矿法。当这种方法用于采矿时，煤矿的裸露面积非常大可以充分开发各种采矿工程流程，这就是采矿的优点。但是确实有一些缺点，例如完成采矿工程之后为了可以有效的避免危险必须及时填充空白区域。现阶段，我国在空旷地区进行填埋的主要方法有分段填埋法、浅井填埋法、矿柱法等。

3.3地下开采工艺

在对煤矿进行开采时，需要由浅层向煤矿深部进行开采。由于浅层的煤矿日益减少，开始向深部挖掘。地下开采工艺相对较为危险，在开采时会出现地压较大的情况，主要是因为煤矿中的原岩应力、煤矿岩体塑性大、在进行煤矿的地下深部开采时对矿石的作用导致矿山的整体压力变大，从而表现出较强的地压，为煤矿的地下深部开采造成一定难度，需要使用专业的检测仪器安全有序的进行相应开采工作。

4采矿工艺与技术应用的改进措施

4.1重视人才培养，切实落实责任

人力资源工作对于企业发展来说至关重要，因此需要定期对煤矿公司的工作人员进行定期的培训，这样才能够逐渐使工人培养起安全生产的意识，以及逐渐提高煤炭资源的开采效率。而且为了开展好煤炭资源的开采工作，煤炭企业需要建立起一支专业性很高的队伍。首先煤炭企业应该注重采矿和技术创新人员的责任意识培养，随后不断提高采矿和技术创新人员的工作能力。另外不断完善煤炭企业的相关制度，切实落实相应的责任也是不可或缺的，只有这样才能够使员工的责任心得到有效的激发。

4.2改善煤矿生产行业的管理制度

改善煤炭开采技术的最好方法是分析具体问题并制定完善的科学管理体系，从而将煤矿开采问题得到有效的改善。管理体系的内容不仅应该包括对采矿技术的审查，还应包括对煤矿公司的惩罚从而进一步使煤炭行业能够找到其缺点和解决方案，并清楚地了解未来的发展方向。管理制度的改善可以使煤炭行业有意识地自我调节，从而有助于提高煤炭效率[2]。

5煤矿采矿工艺技术的发展趋势

5.1煤矿采矿的智能化趋势

随着我国信息技术的不断发展，其在我国的很多领域中都实现了大规模的应用。信息技术的应用给采矿行业的未来发展提供了方向，然而现阶段煤炭资源的开采工作中还主要依赖于机电自动化技术，但是随着信息技术在煤炭资源开采中应用的不断深化，煤矿采矿工程的智能化水平将会实现大幅提高。甚至随着煤矿采矿工程智能化的不断提高，未来将会实现煤矿开采无人化的目标。相较于传统的煤矿采矿工程，信息化技术主导的新型煤矿采矿工程不仅能够减少安全事故的发生概率，同时还能够最大程度上提高煤炭资源的开采效率，保障煤炭企业经济效益的稳步提高。

5.2煤矿采矿的生态化趋势

现阶段，煤炭资源的开采会对生态环境造成一定破坏，随着绿色煤矿观念的提出，改善煤炭资源开采过程中的浪费问题及对矿山环境进行必要的保护已经成为当前煤炭企业的重要目标，同样这也关乎到煤炭资源是否能实现可持续利用，所以说这就是未来煤矿采矿的生态化发展趋势。这就要求煤炭企业不断创新煤矿开采技术，并提高煤矿开采对于环境的不利影响，切实提升煤炭资源开采环境的环境友好性。

6结语

综上所述，近几年，我国经济水平实现了快速的提升，我国煤炭资源的大量利用在其中发挥了非常重要的作用。其次，现代社会无论是工业还是人民的日常生活都已离不开煤炭资源的支持，可见煤炭资源与我国社会各方面都有着非常紧密的联系。由于我国煤炭产业的发展速度过快，导致应用于煤矿采矿工程中的一系列工艺技术缺乏足够的先进性，极大的限制了我国煤炭资源的开采效率和利用率的提升。

作者:马云龙 单位:山西乡宁焦煤集团台头前湾煤业有限公司

采矿工艺与技术分析篇3

引言

煤炭资源从古至今就是我国的一项重要资源，是我国能源的的主要来源之一。但是我国现阶段的煤矿开采技术还不完善，对于资源的浪费现象十分严重，开采工程的安全性也得不到很好的保障。正是因为这种情况，对煤炭资源采矿工艺进行不断的完善改进，有利于煤炭资源的高效利用，更能保证煤炭开采工作人员的生命安全，促进我国煤炭行业向着更加健康的方向发展。

1.现阶段煤矿开采的主要技术手段

（1）空场采矿

煤炭开采过后，在整体的矿体中会留下大面积的空区，将周围岩体与矿柱对空场进行支撑，这种方法叫做空场采矿法。这种方法进行采矿时，所暴露出来的煤矿面积很大、采矿工程的各项工序可以十分全面的展开，这是空场采矿的优点，但是他也存在着一些缺点，比如在采矿工程完成之后，必须要及时的对空场区域进行填充，以防止危险发生。在我国现阶段所使用的填充空场区域的主要方法有：分段填充法、浅孔填充法、矿柱法等等。

（2）崩落式采矿法

在使用崩落式采矿法前，必须要先在矿体的四周挖掘出一些巷道进行运输使用，在从矿体的上方或者是下方对巷道进行深度挖掘进行一定的扇形空间，但扇形空间挖掘结束之后，需要主要对这些扇形空间进行爆破，将爆破后的煤炭进行开采收集。使用崩落式采矿法采矿挖掘的工作量并不是很大，而且进行采矿的现场结构也十分简单明了，这大大的降低了采矿工程的成本，又提高了煤炭采集的工作效率。但是也有了比较严格的限制条件，不能够随意使用。

（3）露天开采

这种开采方法属于我国现阶段最常用的一种开采方法，我国有的煤炭矿层埋深并不是很深，有的甚至在地表层的下方，所以只要移除了煤矿的表层土壤，下方煤矿自然而然的就裸露在空气当中。我国现阶段煤矿发生危险主要都是由于矿井坍塌而引发的，所以对煤矿进行露天开采可以大大的提高采矿工程的安全性，也可以使采矿工程的成本有一定程度的降低。主要的操作步骤为第一步先将工程使用的炸药安置在地表土壤与煤矿之间，主要目的是炸开表面土层；第二步将炸开的土层进行清理，这一步主要是用机器进行的，在使用钻头等工具将裸露出来的煤矿打碎，碎煤块进行加工处理收集就完成了开采工作。

（4）地下开采

可以使用地下开采的煤层主要是处在距离地表层较远，埋深较深的煤矿。由于埋深较深，想要清除煤矿表面的土壤所需要的工作量十分巨大，强行开采的话会使得工程成本大大增加，为了减少工程成本，提高采矿开采效率就必须要对这些类型的煤矿进行地下开采。地下开采是十分危险的，必须要充分的考虑地形地质因素，在进行开采之前要先对煤矿周围的地质进行全面的分析，保证在开采时周围地质能够提供有效的支撑，避免出现煤炭矿井坍塌的情况，保障煤矿开采工作人员的生命安全。

2.改进完善煤矿开采工艺的主要方法

(1)完善各级的管理规章制度

任何工作、行业想要十分有序的发展进步，离不开明确的规章制度的管理。采矿工程采矿工艺想要获得有效的进步发展，就必须对采矿工程做出十分明确的规范化管理。在制定规章制度之前，首先应该弄清楚我国现阶段煤矿开采工程中主要的问题存在于哪几个方面，在针对这些问题进行专业的规范管理。制定这些规章制度主要是帮助采矿工程能够有效的发扬自身的优点，避免自身的缺点，通过整体的协调，来达到提升煤矿开采工作效率，保障煤炭工程开采安全性的主要目的。首先，政府职能部门需要加强对煤矿企业的动态监测，了解其经营和生产的具体情况，结合当地煤矿企业的具体情况制定管理制度；其次，定期对企业的设备情况和生产技术进行有效分析，如果企业的生产设备落后、生产技术过时，需要督促企业进行设备更新和优化，防止发生安全生产事故。

(2)加大人才队伍建设投入

人才是实现行业发展和国家昌盛的基础保障，其在煤矿生产中占据主导地位，因此，为了提升开采效率、确保生产安全，煤矿企业需要加强人才队伍建设力度，构建一支职业化、专业化以及技能化的工作团队。首先，企业需要从社会中和高校中积极引进具有较强操作能力的专业人才，为企业发展做好人才储备工作，为人才提供更加优越的待遇和宽阔的发展空间，为其解决后顾之忧，让人才安心工作，将所有的精力和智慧用于采矿技术和工艺的研究和创新中；其次，企业要对现有人员加强专业技术培训，结合生产实际情况，建立以及完善考核制度，通过考核的人员才能上岗，否则就需要继续学习，尤其针对存在安全隐患、专业技术要求较高的操作岗位，必须坚持持证上岗原则，并且定期加强专业技术考试；最后，安全是生产的首要任务，企业需要给予安全培训以高度重视，定期组织人员开展安全教育，提升所有员工的安全意识。

3.煤矿开采工艺技术的发展前景

(1)工艺的科技智能化

我国施行改革开放以后，取得了十分显著的效果，各方面的科学技术获得了很大的进步。在我国现阶段计算机互联网技术已经深入到了各个行业领域之中。其中在煤矿开采工程中最常使用的高科技技术主要有：无线电通讯技术、自动化采矿技术、GPS对煤矿进行定位等等这几种。煤炭开采工艺向着智能化的方向发展已经是必然趋势，随着我国科研人员的不断研究突破，深度矿井进行无人开采在不久的将来就会实现，这种方法不仅仅提高了煤矿开采的整体工作效率，还可以避免发生危险对工作人员的生命安全产生伤害，可以最大程度的提升我国煤炭产业的经济效益。

(2)更加注重生态环境可持续发展

由于煤炭资源是一种短时间内的不可再生资源，如果开采时不加以节制，对生态环境会造成不小的影响，虽然就目前来看国民的经济生产总值得到了一定的提升，但是从长远角度来看，过多的对煤矿使用，会对生态环境造成严重破坏。随着新阶段人们的环保理念不断的上升，追求美好生态环境的追求越来越高，这就要求煤炭开采工艺需要走可持续发展的道路，向着环保的方向改进。结语通过本篇论文的讨论，我国现阶段的煤炭开采工程还存在着一定的问题，对于煤矿行业发展进步存在着一定的制约性。为了能够有效的提升采矿工程的经济效益，保证整个行业有效的进步发展，对于开采手段的不完善还应该彻底的贯彻落实。

【参考文献】

[1]梁芝晏.煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术解析[J].技术与市场,2018(07):115+117.

[2]张其堂.探讨煤矿采矿工程中的采矿工艺技术[J].甘肃科技纵横,2018,47(04):11-14.

[3]温非非.煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术分析[J].能源与节能,2018(02):99-100+167.

作者:张奋勤 单位:太原东山五龙煤业有限公司