煤矿开采技术发展方向探析

1、煤矿开采技术发展方向探析【摘要】我国的煤矿存在各种各样的赋存条件， 据此发明的采煤方法种类也十分繁多。伴随着煤矿开采技术 的升级，企业在采矿生产期间运用机电设备的智能化、一体 化程度越来越高，生产系统也更加复杂，生产组织的层级也 越来越多。笔者在参考相关研究文献的基础上，通过采访相 关专家，思考并探讨了煤矿开采技术发展方向，供同行参考 和交流。【关键词】煤矿开采；自然资源；技术发展；战略规划1煤矿开采技术概况1.1煤矿开采方法由于我国的煤矿存在各种各样的赋存条件，据此发明的 采煤方法种类也十分繁多，煤炭开采技术从最原始的''手 采”阶段历经“炮采”、“普采”发展到“综采”的发展

2、阶 段，并最终形成了根据煤矿赋存现状有针对性地采取“炮 采”、“普采”或“综采”等工艺开采局面，其中煤矿开采 技术以壁式体系采煤法、柱式体系采煤法、放顶煤采煤法为 主，还出现了水力采煤、无煤柱支护技术、工作面旋转开采 以及目前大力推广的绿色开采、煤炭地下气化开采等技术， 煤炭开采技术取得了巨大的进步1。1.2煤矿开采设备现代煤矿企业的采矿设备应用的技术包括机械自动化 技术、电子信息技术，这些设备被称为机电设备，但我国许 多煤矿企业采矿设备还没有达到采煤、掘进、运输和支护设 备每道程序都系统化运用机电一体化的程度。国有的大中型 煤矿一体化程度较高，民营的中小型煤矿则较低，与国际同 行业相比还有很

3、大的差距。在煤矿企业机械机电一体化发展 程度高的发达国家，普遍使用井下机器人、智能化作业设备 等进行深层煤矿的开采工作，降低人工工作带来的风险。在矿井的运输提升设备方面，我国已自行生产制造了多 个品种和多种类型的带式输送机。带式输送机不仅能实现长 时间的远距离输送，而且具有输送量大、运行可靠、效率高 和自动化等特点，已成为我国煤矿井主要的运输装置。在提 升机的安全保护上，国外也已实现了全微机监控，所有安全 部件都采用双线回路，安全监控回路采用冗余技术以确保提 升机的安全运行，以微机为核心的故障诊断装置已投入使 用，提升设备已实现高度自动化。目前，我国的提升机多为 全数字提升机。全数字提升机不仅

4、能够进行可重复性故障寻 址、诊断和自诊断，而且还可以进行简单而迅速的通信。矿 井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之 一。目前，我国大多数煤矿都安装了监控设备，提高了井下 作业的安全系数，虽然国内安全监控设备基本能满足开釆要 求，但由于相应配套的传感器存在种类少、寿命短、维护工 作量大等不足，导致在监控设备组成的工作系统效率低、稳 定性差2。1.3煤矿企业人员管理情况煤矿开采行业具有较大危险性，有着工作强度大、煤矿 生长环境复杂、作业半径大以及技术复杂等特点，煤矿职工 的基本要求是有力气，肯吃苦，传统企业招收新员工也往往 只考虑具有强壮体能的壮丁，而不考核职工的文化素质，造 成了素

5、质较低的一线职工漠不关心煤矿安全生产的学习，缺 乏主动钻研操作工艺的精神，加上员工来源的多样性，各自 的生活习惯不尽相同，员工之间有隔阂，认为自己在煤矿企 业就是出劳务，凭体力打工挣钱，没有危机感和团结意识， 大部分员工缺乏提高自身素质的动力，缺乏积极进取心和必 备的安全生产素质。煤矿企业传统管理模式没有做到“以人 为本”，忽视倾听一线职工的心声，只是注重劳动技能的培 训和职工的机械服从，没有充分考虑员工的生活需求和职业 发展渴望，不尊重职工个人的创新能力，管理层与一线职工 的沟通交流不够深入，生产现场存在的问题往往被忽略或隐 瞒，一线职工参与企业的生产决策过少，遏制了其关心企业 的积极性，企

6、业管理成为少数人的工作，官僚作风严重，深 层次的隐患不能及时发现，改进工作的最佳时机转瞬即逝， 安全生产存在许多隐患。总而言之，伴随着国内煤矿开采技术的发展，煤矿企业在生产期间运用机电设备的智能化、一体化程度越来越高， 生产系统变得更加复杂，生产组织的层级也越来越多，其管 理难度也不断加大。同发达国家相比，我国整体的煤炭开采 技术还比较落后，有待发展，其主要发展方向相对清晰。2. 国内煤矿开采技术主要发展方向近年来,小煤矿生产逐渐暴露出“安全性差“生产效率低” “污染环境”等问题，我国主要通过煤矿产业政策 引导和利用优胜劣汰的淘汰机制关闭生产技术和生产设备 落后的小煤矿，国家“十五”和“十一五

7、”计划继续对综采 装备技术研发给予重点支持，普及机械化开采和消除不规范 的煤炭开采现象。地方政府通过财政补贴等政策引导，加快 引进环保绿色开采技术和先进生产设备开采煤矿，提高煤炭 开采的效率与单位面积的产量，增大安全系数，通过集约化 经营、规模化生产实现科学管理提高企业的核心竞争力，做 大做强煤矿企业。同时扶持生产良好的小煤矿发展，升级其 机械化、半机械化开采技术和装备，改进小煤矿的采煤理念 和工艺，提高采煤工作面的单产和工效；提高小煤矿的综采 控制技术水平，最大限度地减少安全事故发生率。2. 1实现煤矿可持续开采先污染后治理的发展道路已经被证明是不可持续的，煤矿开采技术将更多地采用环保绿色开

8、采方法。煤炭地下气化技术是我国煤矿企业较广泛运用的一种环保绿色开采方法， 此技术是在地下气化炉的条件下，对煤炭资源进行新型绿色 开采的工艺。它综合运用具有高科技含量的技术，燃烧深埋 在地下的煤炭，并进行有控制的热化学反应，收集可燃性气 体，使其转化成为气态能源，最后通过管道运输，把煤矿井 下固体开采转换成气体开采。煤炭地下气化技术具有投资 少、安全性高、回报快、和煤炭结合开采、开发等技术优势, 尤其适于二次开采、赋存条件复杂和优质煤不多的煤矿，具 有广阔的市场前景。我国的第一个煤炭地下气化开采发电技 术于2007年在内蒙古乌兰察布建成，实现了煤气开采后经 过输送，直接利用燃气轮机发电。今后我国

9、应继续进行较大 规模的地下气化试验来探索煤炭地下气化开采产业化可能 遇到的问题，尝试生产可靠的传感装置以控制燃烧位置和燃 烧速度，并探索连续、稳定生产应用的途径。 具体 的煤矿环保绿色开采方法运用的技术可能有差异，但其过程 往往都包括改进和完善现有的采煤方法和开采布置，简化生 产系统，优化巷道布置、优化歼石排放，实现开采方法、开 采布置与煤层地质条件的最佳配置，最终目标是减少对环境 的污染，实现经济效益和环保效益的统一。例如传统u+l型 通风方式，要投入大量时间去准备新的采煤工作面。而沿空 留巷工艺的采用，大量减少了掘进量，使沿空巷道继续服务 下一个工作面。环保绿色开采可以优化开拓矿井部署和采

10、区及工作面 参数，改进采煤技术，增加煤巷开采数量，完善煤矿巷道布 置工艺体系，实现歼石废料综合利用。煤矿开采中产生的大 量歼石固体废弃物，是污染、占用矿源周围土地资源的主要 因素。根据因地制宜原则，实行全煤巷布置单一煤层开采， 歼石基本不运出地面，将矿区内的歼石废弃物充填到煤层采 空区空间内，提高来回运输效率，帮助综采与综掘同步发展。 同时，对歼石进行综合开发，用来发电供热、制造建筑材料 等，实现煤矿砰石废弃物的再利用，从而减少污染简化生产 流程3。2. 2机电一体化设备迅速普及近些年来，我国在智能化监控和自动化开釆方面的改进 创新有所突破，无人值守智能监测、微处理器信息化集中控 制等技术运用

11、范围不断扩大，未来煤炭行业的发展方向是机 电一体化设备迅速普及，离开智能化监控和自动化开采技术 将寸步难行。建立智能化监控和自动化控制系统是为了实现 对工作面开采率、掘进面、煤矿运输、排气、水电供应、排 涝和故障诊断等主要生产环节的自动控制，减人不减效，运 用和控制智能机器人下井采矿，减少在危险区域职工下井采 矿的次数，在微处理器、传感设备与摄像设备之间建立连接, 起到监控作用，实时记录煤矿开采的温度空气环境和煤矿开 采情况，及时反馈给地面控制人员以指导井下作业，做到矿 井生产可视化管理，实现矿井高效且安全生产和大幅度提高 劳动生产率和企业经营绩效的目标。2. 3科学管理企业，提高职工素质科学

12、管理要求企业加强文化建设，既要制度管人提高生 产效率，又要建立企业与员工的心理契约，杜绝制度化管理 的绝情、呆板弊端，运用文化调和手段，对管理工作中存在 的矛盾及利益关系做人性化处理，发挥安全文化的导向作 用。煤矿开采行业是科技技术更新较快的行业，对员工的综 合素质要求很高，在煤矿开采设备机械化和自动化程度越来 越高的新形势下，企业对自身管理体系和职工的专业素质要 求越来越高。煤矿开采是高危行业，如职工没有掌握煤矿安 全知识，进入矿井的人员人人都可能是事故的制造者，人人 又可能是事故的受害者。所以进行全员培训是每一个企业必 须要做好的工作，特别是随着新技术和新工艺的不断发展， 更需要对全体员工不断地进行培训。3. 结束语煤炭作为我国的重要燃料资源之一，其开采过程运用的 技术设备、生产效率、安全性受到社会的广泛关注。未来的 煤矿开采技术和设备朝智能化、自动化、机电一体化方向发 展，绿色开采和战略保护性开采是我国煤矿开采体系的重要