现代化煤矿工艺技术在采矿工程中的应用.pdf

2023.7 矿业装备/190 引言创新煤矿开采工艺技术，主要是为了更好地适应愈来愈严峻的开采环境，打破传统煤矿工艺技术对于采矿工作的各种限制，全面提升采矿工程质量和效率，对采矿过程的资源消耗进行严格控制，并且有利于更好地保护环境1。现代化煤矿工艺技术跟随采矿工程不断发展也在不断优化，但依旧具有巨大的进步空间，因此需要深入研究其在采矿工程中的有效应用。1 现代化煤矿工艺技术的重要性 采矿工程与国家经济发展之间存在密切联系，将现代化煤矿工艺技术应用至采矿工程当中，有助于采矿效率的大幅度提升，并且还能够有效保障采矿工程的安全性。采矿工程为很多行业发展提供了大量的矿产资源。但是，矿产资源分布环境比较特殊，在具体实施过程具有较大的难度，还会受到诸多不确定性因素的影响，例如煤矿在实际开采过程中会伴随着较大的安全风险。应用现代化煤矿工艺技术可以替代原本的人工作业方式，在较短的时间内便可以完成开采任务，还可以免去人工开采的各种失误，与矿山行业现代化发展步伐更加契合。煤矿开采过程中的安全事故，会对开采人员人身安全以及行业可持续发展产生明显的负面影响，煤矿工艺技术是否合理属于安全事故发生的一项重要诱因2。应用现代化煤矿工艺技术，可以更好地控制整个采矿过程的危险因素，将安全事故的发生概率降到最低。2 现代化煤矿工艺技术在采矿工程中具体应用2.1 空场采矿工艺技术的应用在众多现代化煤矿工艺技术当中，空场采矿工艺技术得到了较为广泛的应用，在具体应用过程中必须要参考矿区实际情况，结合特定标准科学划分现场矿块为多个矿房和矿柱，针对其具体特点选择对应的煤矿工艺技术。为了提升矿房回采的安全性和效率，应当对采矿区矿石、围岩等围护引起高度重视。房柱法、阶段性以及分段法在采矿工程中的应用较为普遍，主要是因为这些工艺技术具有较为突出的优势。在具体应用空场采矿工艺技术的过程，需要先开发现场的矿房资源，借助矿柱支撑矿房，为整体结构安全性提供保障。另外，还需要合理优化地下环境及条件，充分利用现场空间环境，实现开采范围的有效扩大，确保最大限度地开发和利用矿产资源3-4。在全面完成矿房厂区开采作业之后，需要立即开采矿柱区域，在这一过程同样需要严格管控现场环境，降低环境因素产生的干扰。2.2 填充采矿工艺技术的应用填充采矿工艺技术具有明显的现代化特点，可以有效改善回采前期工作效果，一般需要将填充材料放置在特定的采空区当中，实现采空区支撑强度有效提高，确保后续采矿作业可以在比较安全的作业环境中进行。另现代化煤矿工艺技术在采矿工程中的应用吕林奎（潞安化工集团新元公司，山西晋中 031700）摘要：煤矿开采工程环境较为恶劣，对于煤矿开采的工艺技术要求十分严格。为了提升煤矿开采效率，现代化煤矿工艺技术的合理应用引起煤矿行业的高度重视。以现代化煤矿工艺技术在采煤工程中的应用作为研究对象，查阅大量相关文献并结合以往工程经验，对现代化煤矿工艺技术的应用现状及发展趋势进行分析，期望可以为相关工作的优化提供理论参考。关键词：现代化煤矿工艺技术；采矿；工程20/矿业装备 MINING EQUIPMENT工 艺外，作业人员还需要全面分析复杂的现场环境，依据分析结果选择具有针对性的填充支架和材料，以此来大幅度提升采矿区围岩的支撑强度。在实际应用填充采矿工艺技术的过程中，应当科学合理应用向下分层填充方法，既有利于整体作业效率的提升，还能够对安全事故的发生进行有效控制。作业人员还需要在全面调查现场之后，全面掌握地压信息、围岩安全系数以及坍塌可能性之后，再开始应用填充采矿工艺技术，更好地应对各类不确定因素。在具体填充过程，必须要在完成某一区域填充之后，再继续填充下一次同区域。相关技术人员不仅要对可替代性更高的填充材料进行深入研究，还应当注重填充流程的优化，以此来对填充成本及效率进行有效控制5。采矿工程一般都包含较为广泛的面积，不同采矿区域自然条件差异明显，因此需要着重加固容易发生坍塌和滑坡的现场岩体，尤其要科学加固现场破碎性岩体。以某煤矿南刀柱式工作面开采为例，主要应用充填开采工艺技术，在这一过程还对煤矸石和尾煤充分利用，促进充填率的全面提升，并且为整个采空空间密实度提供了有力保障，应用物理力学性能良好的采空区填充材料，对压缩变形量进行有效控制，可以对地表沉陷和煤层塌落等问题的发生有效抑制。2.3 崩落采矿工艺技术的应用在实际应用过程中，应当结合现场具体情况，科学分析围岩危险系数比较高的区域，有效应用崩落采矿技术促进围岩危险系数的降低，以此来有效预防和控制现场的安全风险。对崩落采矿技术进行详细划分，主要可以分为底柱崩落处理措施和无底柱分段崩落处理工艺技术措施。对崩落采矿技术进行详细划分，主要可以分为底柱崩落处理措施和无底柱分段崩落处理工艺技术措施。崩落采矿工艺技术目前在采矿工程中的应用，主要体现在有底柱分段崩落处理方式方面，在这一过程需要密切关注阶梯高度、横截面尺寸、底柱高度以及矿石稳定性等。而无底柱分段崩落处理，必须要依据现场实际条件科学分段矿块，在分段进路上需要处理好出矿、落矿，全面提升整体作业的便捷性6。如果在实际进行矿产资源开采时，主要应用的为漏斗形结构，此时需要严格控制各个阶段之上的分段底柱高度大约为 5m；如果应用的为无底柱分段崩落工艺技术措施，考虑到这一技术措施本身的在机械化方面就具有明显优势，合理应用这一技术有利于明显降低整体人力成本的投入，这也是该项技术在矿产资源实际开采工作中得到较为广泛应用的一个重要原因。2.4 溶浸采矿工艺技术的应用在应用溶浸采矿工艺技术的过程，需要综合考虑各方面的因素。采矿工程实施过程相关作业人员需要综合分析矿体化学物质的性质，在矿堆或者矿层当中注入适合的工作剂，经过质量传递、化学浸出水动力等一系列作用之后，成功转化矿体形态。在具体应用溶浸采矿工艺技术的过程，应当科学分析现场矿体分布以及结构特点等，采取对应的措施加固岩体，对开采作业过程岩体失稳引发的事故进行有效防范。溶浸液配置对于溶浸采矿效果会产生直接影响。溶浸采矿工艺技术的应用范围还在进一步拓展，作为一项新型工艺技术，其应用的关键点在于全面考察开采区域实际的环境和土壤情况，并且还应当反复调研和试验。该项工艺技术对于技术人员的专业能力具有相对较高的要求，不仅要具有扎实的专业知识储备和广阔的知识面，更重要的是需要动手能力也较强。确保应用溶浸采矿工艺技术的技术人员可以结合矿产特性完成相关药剂的配置，之后倾倒于特定位置，确保化学药剂与接触物产生化学反应之后，再对目标矿物进行开采。值得注意的是，在应用该项公益技术时，完成目标矿物开采之后，必须对化学反应所留下的废弃物进行完全清除，否则将会严重污染和破坏自然环境。2.5 岩体加固工艺技术的应用矿产资源分布不具备明显的规律性，采矿作业一般都需要面对较为复杂的作业环境。在实际开采过程受到地质条件、机械设备和气候因素的影响，采空区周围岩石稳定性会明显下降，应当安排专业采矿作业人员，对现场岩体稳定性进行深入调查，以此为依据应用相应的锚索工具加固岩体，之后才可以继续进行采矿作业。一般在采矿工程中，会将岩体加固工艺技术和填充工艺技术以及空场工艺技术结合在一起，大幅度提升作业环境的安全性。在具体的岩体加固过程，主要可以选择支护法或者注浆法等7。2.6 无废开采工艺技术的应用采矿工程同样需要响应国家号召实现可持续发展，因此需要注重绿色节能环保开采技术的应用，在这一过程中无废开采工艺技术逐渐得到广泛应用。采矿工程推进过程会产生大量的尾矿和废石，以往都是依赖于人工2023.7 矿业装备/21的方式进行清理，耗费了大量的人力和物力，还会明显破坏周边环境。应用无废开采工艺技术，主要是对矿石回采和清运环节进行优化，采取特定工艺技术实现废石和尾矿等材料的循环利用，主要可以将其作为回填材料，促进资源转化率的明显提升。在实际应用这一工艺技术之前，应当充分调查采矿区域，对采矿方案及流程进行全面优化。2.7 机械化采矿工艺技术的应用对于煤矿资源分布比较深的区域一般需要应用机械化采矿工艺技术，对岩层和土层进行机械化玻璃，以此来高效开采煤炭资源。在具体开采过程，需要先应用相关探测技术对煤层具体位置进行明确，并且全面分析煤层具体的分布情况，对多种采矿工艺进行综合应用，确定最佳的开采方案。为了实现煤炭资源的顺利开采及运输，需要挖掘巷道，这一过程主要应用的地下采矿工艺技术包括硬顶版开采技术以及深井开采技术。在应用硬顶版开采技术之前，需要全面深入分析煤层压力及埋藏深度。深井开采技术的应用，需要先全面分析煤矿地质资料，对巷道分布进行优化设置，同时完善上距离通风措施，提前制定瓦斯防突处理措施。2.8 深矿井开采工艺技术的应用深矿井开采工艺得到有效的应用，部分深井开采过程主要存在冲击地压以及低热等多种危害，在应用深矿井开采工艺之后，有助于采矿作业危险系数的降低，促进作业安全稳定性的提升。深井开采技术应用的主要表现为需要在原本立井的深度上进行延伸，实现煤矿开采强度的有效提升。传统煤炭开采所应用的技术相对来说较为落后，因此基本上集中在浅层煤矿资源的开采，很少进行更深的挖掘。深井开采技术的应用有助于煤矿资源利用率的进一步提升和开采成本的有效降低。由于深井开采技术主要针对深层次资源进行开采，相应的管理难度也将增大，同样需要面对更加严峻的环境问题，这些问题的存在都对深井开采技术的进一步应用和创新产生明显限制。并且，深井开采技术对于机械设备也具有较高的要求，主要要求机械设备可以更换排水，同时还需要应用最新的开采系统设备，实际操作具有较大难度。除此之外，深井开采技术应用过程还需要对作业面温度有效控制，主要是因为大部分深井开采温度都超过 40，为了保证开采安全性，必须要将开采温度降下来。3 现代化煤矿工艺技术在采矿工程中的应用趋势展望采矿工程想要实现可持续发展，在应用现代化煤矿工艺技术的过程，需要对其智能化、绿色化以及风险防范等引起重视。智能化技术对于各个行业的发展都会产生重要影响，降低开采过程对生态环境的破坏以及影响属于现代化煤矿工艺技术应用的关键。例如，如今已经开始应用的“5G+无人矿山智能采矿”方案，主要应用智能化技术，以此来数字化监控采矿整个过程，有助于大幅度提升采矿效率、质量以及安全性，避免明显扰动生态环境。另一方面，还需要深入研究 GPS 技术、GIS 技术以及 RS 技术等在采矿工程灾害事故动态预警中的应用。4 结束语采矿工程的现代化发展对于相关工艺技术也提出了更高的要求，空场采矿、填充采矿、崩落采矿、溶浸采矿、岩体加固、无废开采以及机械化开采等工艺技术在采矿工程中逐渐得到广泛应用，全方位提升了工程质量、效率及安全性。今后需要进一步提升现代化煤矿工艺的智能化程度和绿色节能环保性，以此来对采矿工程进度、成本、效益以及污染等进行更加严格地把控。参考文献1 宋世杰.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用 J.矿业装备,2022(3):116-118.2 张修民.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用探究J.现代工业经济和信息化,2022,12(5):168-169.3 闫梦鑫.现代化煤矿工艺技术在采矿工程中的应用分析J.当代化工研究,2022(5):129-131.4 王超.现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用研究 J.世界有色金属,2022(1):21-23.5 王国彪.现代化煤矿工艺技术在采矿工程中的应用分析J.矿业装备,2021(4):62-63.6 毛忠勇.现代化采矿工艺技术在非煤矿山工程中的应用J.世界有色金属,2021(15):35-36.7 王飞.现代化采矿工艺技术在非煤矿山工程中的应用 J.中国设备工程,2021(7):188-189.