一、煤炭开采技术概述
露天开采是指用机械或爆破的方法将矿床开采到地面的一种方法,在露天矿开采中,由采区工程组成的运输、排水、爆破等生产系统,以及与之相适应的通风、排水等辅助生产系统,是露天开采生产系统的组成部分。采区工程由采区开拓工程和采煤工程组成。采区开拓工程,包括开拓巷道、井巷工程、井筒等;采煤工程包括回采工作面、采区巷道和采煤工作面内的一切作业。我国现阶段煤炭开采技术种类非常的多,这些技术很多都是在以前的开采技术基础之上衍变而来的,煤炭深矿井开采技术,这项开采技术的关键就是深矿井开采的关键技术是:煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等[1]。
二、煤炭开采技术与采煤工艺的基本原则
在采煤工作中,为了使矿井获得较高的经济效益和社会效益,必须遵循安全性、经济性、高效性三个基本原则。煤矿作业既要保证工人生命安全和健康,又要保证井下工作设备的安全和稳定运行,这就要求在设计开采方案时,必须充分考虑煤矿生产的安全性。煤炭企业是以营利为目的的企业,其目的是追求经济效益最大化。因此,在进行煤炭开采时必须从整个生产系统的角度出发进行设计和实施,综合考虑原煤开采、运输、选煤、机电设备等多个环节的经济效益,以最少的投入获得最大的经济效益。矿井在开采过程中,通过选择合理的采煤工艺技术和采煤方法,充分利用矿井资源是实现煤矿高产高效和安全生产的根本途径[2]。
三、煤炭开采技术与采煤工艺选择的主要影响因素
煤矿的开采是一项复杂的系统工程,涉及到采煤工作面的地质条件、煤层赋存条件、煤层顶底板及巷道布置等,这些都是煤矿开采中必须考虑的因素。煤层赋存条件是影响煤矿开采方法和采煤工艺的重要因素之一,不同类型、不同赋存状态和不同开采条件的煤层,选择的采煤方法和采煤工艺也不尽相同。在确定采煤方法时,一方面,应对煤层的赋存条件进行分析,如煤层赋存的地质构造是否有利于采煤作业、煤层顶底板情况、巷道布置、瓦斯和煤尘爆炸等事故发生的可能性,是否存在煤尘爆炸和瓦斯爆炸危险等。另一方面,应对采煤工作面的顶板情况进行分析,顶板事故主要有冒顶、片帮、压顶和底板垮落等。因此,在确定采煤方法时,应尽量采用对煤层顶板影响小、工作面顶板压力小的采煤方法和工艺。而对于开采条件差,煤层赋存不稳定的煤层则不应采用综合机械化采煤工艺。
煤炭的开发利用对生态环境的破坏有潜在性和潜伏性。开采过程中引起的地表塌陷、地面裂缝、地下水和空气污染,以及土地资源和水资源的破坏都会严重影响当地的生态环境,破坏当地的生态平衡。所以,在进行煤炭开采时,必须考虑对生态环境造成的影响。煤矿开采对环境造成的主要影响是地面塌陷、水体污染和空气污染。在选择煤炭开采技术与采煤工艺时,应充分考虑对这些方面产生的影响,在采煤过程中尽量减少对地面建筑物和居民生活环境造成的影响;尽可能采用新技术、新工艺和新设备,减少对水资源和大气环境产生的影响。总之,在进行煤炭开采技术与采煤工艺选择时,必须充分考虑生态环境保护因素,以达到合理、高效、环保、低成本地进行煤炭资源开发利用[3]。
四、煤炭开采技术与采煤工艺的未来发展趋势
(一)智能化采煤技术
随着智能化、信息化时代的到来,煤矿开采技术也在不断地改进和完善,而智能化采煤技术便是其中的一个重要方向。智能化采煤技术是一种智能、自动化、信息化的采煤方式,它主要是将传统的人工操作转化成计算机程序控制。智能化采煤技术的基本工作原理是:通过分析和运用先进的信息处理技术、传感技术、控制技术等,实现对煤矿开采的全过程监控,并根据煤矿开采环境的变化情况,自动调整开采设备。以智能化综采工作面为例,在采煤过程中,通过监测人员与设备之间的通讯,自动调整截割参数、行走参数和行走速度等,实现采煤过程中的自动化运行。根据实际情况,合理选择设备和布置巷道,达到安全高效生产。在煤矿开采中应用智能化采煤技术之后,可以提高采煤效率、减少工人劳动强度、降低事故发生率,为煤炭开采行业带来更多的经济效益。同时,煤矿开采技术在不断发展和完善的过程中也会不断出现新问题和新矛盾。因此在对煤矿开采技术进行改进和创新时必须以提高煤炭资源开采效率为目标,加大科技创新力度[4]。
(二)绿色采煤技术
随着我国工业的不断发展,煤矿开采技术也在不断地发展。在我国众多煤矿开采技术中,绿色采煤技术也是十分重要的一项开采技术。所谓绿色采煤技术,就是指在煤炭开采的过程中,不对环境造成任何污染,实现资源的合理开发利用。而在传统的煤炭开采过程中,往往会造成大量的煤炭资源浪费,不利于我国煤炭开采行业的健康发展。因此,为了实现对煤炭资源合理利用、提高我国采煤技术水平、降低对环境的破坏程度,需要在当前我国煤炭开采技术和采煤工艺基础上,积极研发新能源采煤技术。另外,在当前世界各国都高度重视绿色能源开发利用的情况下,我国也应当加强对绿色能源开发利用的重视程度和研发力度,这样才能确保我国煤炭资源开采行业实现可持续发展。
(三)无人化采煤技术
煤炭行业是我国的传统支柱产业,对国民经济发展起到了至关重要的作用。但在当前煤炭开采过程中,存在着生产效率低、资源浪费严重、环境污染严重等问题,因此需要大力发展煤炭开采技术与采煤工艺,提升煤矿开采的现代化水平。在无人化采煤技术发展过程中,需要考虑到以下几个方面:其一是自动化控制技术的应用,自动化控制技术是采煤工艺中的核心技术之一,能够实现采煤工作的自动化控制。当前无人化采煤主要应用于开采条件较好的煤矿,通过将遥控系统、监控系统和计算机信息技术相结合,可以有效提升采煤工作的安全性。其二是远程监控与故障诊断技术的应用,由于其他的煤矿开采工作人员长期工作在危险的环境中,这对煤矿开采工作人员的身体健康和生命安全会造成严重威胁。因此需要在无人化采煤中应用远程监控与故障诊断技术,可以及时发现和解决问题。
结语
综上所述,随着社会经济和科学技术的不断发展,煤炭资源开采技术和采煤工艺也在不断进步和完善。这不仅为煤炭资源开采带来了很大便利,同时也为我国国民经济持续稳定增长提供了有力保障。只有这样才能保证煤矿企业在激烈的市场竞争中立于不败之地,同时促进我国国民经济健康、持续、稳定发展。