矿井采矿技术存在问题及优化研究

矿井采矿技术存在问题及优化研究

张雪峰

平煤股份十一矿  河南省平顶山市  467000

摘要：中国矿井的开采与利用已有较长历史，但矿井开采技术却是在改革开放以后才迅速发展起来的。其中中国各行各业都在积极地吸收科技知识，并迅速地将其应用于实际生产，正是在这种大环境下，中国矿井开采技术才得以迅速发展，其开采效率与品质均有明显的提高。但是，由于矿山作业的危险性较大，尤其是地下矿山作业，其不确定性大，对作业技术的要求也较高。地下采矿技术和现代装备的配合，可以确保地下采矿的安全、优质地进行。 

关键词：矿井采矿；问题；策略

引言

无论是基础设施技术、能源技术还是采矿技术，安全管理都是建设顺利运行的重要基础，特别是在高投资风险和复杂工艺工程的矿井中，安全技术管理已经是矿业公司长远发展的一个重要前提。在采矿工作中采矿人员不仅面临困难的地下作业条件，而且面临许多危险的技术因素。尽管在井下作业之前可以消除部分安全风险，但并不能从根本上防止安全风险的发生，甚至可能导致许多重大安全事故。

1矿井采矿技术分析

1.1矿井绿色开采技术

近年来，随着国家对环保问题的高度重视，矿井工程采矿技术与施工管理中均需要关注环境问题，强调采矿过程中绿色技术的应用。从现阶段矿井绿色开采技术应用方面分析，主要包括地下脉石充填技术与地下煤气化技术，地下脉石充填技术在回用中能够充分利用矿井作业后废弃巷道中的不同废石，将其直接用于采空区的填充与灌装，实现对矿井作业中废石的循环利用，减少固体废弃物污染；地下煤气化技术属于综合性能源生产新技术，通过该技术使用可将地下煤炭资源在原地转化为可燃气体，实现地下固体矿物向气体燃料的转变，并能够直接使用，减少中间环节造成的相关污染。

1.2地下采矿技术和硬顶板采矿技术

随着矿井开采深度的日益增加，当露天开采技术无法满足实际生产要求时，则需要使用地下采矿技术。所谓地下采矿技术指的是通过灵活设计与布置生产矿山巷道，并综合科学的掘进程序、回采工艺等完成地下深层煤炭资源的开发与利用。地下采矿技术用于地下深层区域的矿井开采，相应的作业危险性更大，如在深层矿井开采作业中极易发生瓦斯爆炸、矿井坍塌等，很容易造成机械设备或者人员被掩埋等重大安全生产事故，同时地下援救工作难度也更大。

2矿井采矿技术存在问题

2.1采矿时自燃现象

煤炭是易燃物，破碎的煤炭或采空区中的煤炭与空气接触，与空气中的氧气产生化学反应，积累热量，当热量积累到煤炭的自燃温度时，就会引发煤的自燃。这种缺陷在地下矿井中不易被察觉，因此，必须立即采取措施加以解决。由于地下矿井的工作环境相对封闭，呼吸到煤炭燃烧的有毒气体后，容易造成慢性的煤中毒。煤炭的自燃还有可能导致有害气体的扩散和爆炸，对井下开采的工作人员来说，是一个无法预防的安全问题。即使开采技术再好，也不能彻底杜绝煤炭的自燃。因此，在井下作业时，要做好防火的准备，并对煤炭的自燃进行及时的处理，从而阻止这些危险的事故的进一步发展。

2.2矿井深浅发展问题

在施工作业早期，浅层区就已经被挖掘出来了，随着浅层区的挖掘，矿产资源的储量越来越少。于是，深井机械设备应运而生，并被应用到了更深的地方。如果是在深层进行采矿，必须要考虑地质环境和矿产资源的富集，否则将会对该地区的环境造成破坏，不但会消耗大量的人力物力，而且还会损耗大量的设备，是一种投入与产出不符的工作。在进行深层次的采煤时，也要注意工作人员对矿山的适应性，对地下矿井进行通风，降温等，加大排风量，使深层的煤层温度降低。

2.3没有重视采矿工程的安全管控工作

尽管安全管控工作在采矿技术中的重要性总体上比过去大得多，但有关行为主体往往缺乏足够的安全监督意识和知识，也没有对相关的安全风险或威胁进行适当的分析和评估，采矿过程中主观忽视常常引起安全问题或者意外的。另外，从思想上看安全监管的重要性没有得到充分重视，在实践中，类似的安全制度和机制往往没有得到充分实施。因此，相关生产活动往往不受监管，不符合安全管理要求，可能导致矿场发生严重安全事故，会给人身安全带来极大的危险。比如，在开采期间，有关的工人没有达到开采安全标准和要求，也没有严格遵守相关的安全监督机制，管理采煤机气体泄漏报警的运行和维护，在实际的生产、施工中，经常会产生大量的气体。未在开采之前做过严密的测试和防范措施，严重限制了开采过程，超限使采煤机运行不安全稳定，对开采质量和效率产生了非常严重的影响。同时，尽管能够持续工作，但是在开采的时候，工人们通常都会把瓦斯报警系统关掉，他们对这种设备的重要性和保护作用还不够了解，对开采技术的整体生产构成了巨大风险。

3矿井采矿技术存在问题的优化策略

3.1降低自燃概率

在矿井中，由于煤的氧化放热大于耗热率，如果没有得到充分的释放，则会导致煤的自然燃烧，因此，必须对其进行严格的控制。在矿井中，煤的自燃是不可避免的，而火灾是矿井的一大灾难，且大多集中于采空区附近，因此，对采空区附近的火情进行分析研究，并提出相应的防治对策，对于保障矿井的安全，降低煤的自然燃烧带来的人员、财力和物力损失，具有重要的现实意义。

3.2采用智能化矿井开采技术

在中国，煤炭的储存条件十分复杂，要根据煤层的储存基础、开采目标量，以及当地的经济和科学技术水平，来选择一种有针对性的煤炭智能化开采方式。矿井智能化开采模式吸收了物联网、云计算、人工智能等新一代信息技术，它拥有一套稳定可靠的技术和工艺，并且具备了较高的可操作性。智能矿井管理系统主要由井下控制系统平台、统一作业平台和信息感知等几个部分组成。井下控制平台包括了矿井的生产、运输、洗选三个部分，是矿井智能化生产的核心。矿井作业平台是矿井作业的主要执行器，是矿井作业安全的保证。信息感知系统是实现智能信息分析和决策的基础，它可以探测到矿井中的各种生产因素。以智能煤炭为核心，以数据处理、通信为辅助手段，实现煤炭生产的智能化。针对不同煤层的特点，采用了相应的矿井智能开采方式。

3.3提升施工安全意识，加强素质培养

目前，采矿项目仍有大部分工作需要手工完成，因此需要推进施工人员安全意识全面培训，树立安全生产理念，明确安全工作的重要性。管理者必须增强项目风险评估意识，仔细规划，合理施工，促进安全生产。一方面，矿业企业要积极组织和实施工人安全意识和职业培训，使工人充分了解安全施工的技术规范和要求，确保工作质量和安全。另一方面，矿山还应定期对操作人员进行安全生产评估，建立和完善安全建设奖惩制度，进一步规范人员的工作。此外，企业需要开发人才激励体系，结合安全生产，显著提高安全性。总之，企业需要重视员工素质培训，组织系统培训，提高员工技术水平，提高设备性能，增强员工安全意识，通过奖惩方案不断完善矿山安全管理。

结束语

随着矿井井下开采技术的发展，针对在开采过程中存在地表塌陷、煤炭自燃，以及机器的使用和运输管理等问题，都要持续进行优化。通过对井下开采技术的优化措施进行分析，可以持续提升工人的安全保护意识和设备的使用技能，并优化巷道等多个方面。保证矿产安全和提高开采技术，不仅是对矿山工作人员和矿山机械的安全保证，也是对周边的生态环境以及国家资源的保护。

参考文献

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