煤礦采煤綜合機械化采煤工藝分析

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摘要:煤礦資源是珍貴的不可再生資源，在世界經(jīng)濟發(fā)展過程中占重要地位，中國正處于發(fā)展中階段，也處于重要的轉(zhuǎn)型階段，處理好資源與環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展的關系是重中之重。綜合機械化采煤工藝可以帶動煤炭上中下游產(chǎn)業(yè)快速聯(lián)動發(fā)展，減少資源浪費和環(huán)境污染現(xiàn)象的發(fā)生。近年來，國家更加重視煤炭開采技術，積極運用綜合機械化采煤工藝煤炭已是大勢所趨。機械化采煤工藝的大量應用提高了煤炭開采效率，同時也增加了煤炭效益。故而，探究采煤工藝與綜合機械化開采技術的應用具有現(xiàn)實意義與指導作用。

關鍵詞:煤礦開采;綜合化機械;采煤工藝

我國現(xiàn)階段不僅在大力發(fā)展經(jīng)濟，同時也十分重視環(huán)境保護工作。近年來，我國注重企業(yè)改革，在不斷淘汰落后高耗能產(chǎn)業(yè)并發(fā)展先進新能源產(chǎn)業(yè)。在這樣的發(fā)展形式下，煤炭作為重要的能源資源，作為國民發(fā)展的命脈，不僅國有企業(yè)要積極改革，民營企業(yè)和外資企業(yè)也必須轉(zhuǎn)型升級才能生存。故而，我們應積極采用綜合機械化采煤工藝，同時應對其有更全面、多樣化的認知。

一、綜合機械化煤礦采煤現(xiàn)狀

從現(xiàn)今我國采煤機的使用情況著手，若結合目前采煤機械化運用的成套設備的綜合技術特征來看，我們可將煤層厚度歸納為0.65-1.30米、1.10-2.40米、1.70-2.60米、2.00-3.20米、2.50-4.40米這五段區(qū)間。從目前形式來看，我國在采煤技術方面已有一定成效，但是，為了滿足市場不同需求，同時也為了能夠在煤礦開采市場中占據(jù)優(yōu)勢地位就需要煤炭企業(yè)不斷更新完善煤礦開采技術。煤礦開采技術的發(fā)展需要相關人員具備創(chuàng)新的意識與能力，只有這樣才能實現(xiàn)煤礦開采的長遠良性發(fā)展。現(xiàn)在比較突出的問題在于煤礦開采運用機械化的程度比較弱，這主要是由于未曾合理運用先進技術以及設備，進而最終導致在煤礦開采過程中無法實現(xiàn)機械化的管理以及操作。倘若僅僅通過人力完成煤炭開采及管理工作，這對于煤炭企業(yè)而言成本將是較高的，同時工作效率也與運用綜合機械化開采工藝的差距較大，人力開采煤礦的方式目前已無法滿足社會市場發(fā)展需求。因而就需要相關企業(yè)對煤礦開采技術進行研究考慮，提高自身技術水平，從而能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)長遠健康運行。

二、運用綜合機械化開采工藝的目的

（一）優(yōu)化產(chǎn)能結構煤炭產(chǎn)業(yè)具有高污染、高耗能、轉(zhuǎn)型困難的特點，但倘若企業(yè)要想長久發(fā)展下去，便要及時進行轉(zhuǎn)型升級，優(yōu)化產(chǎn)能機構。綜合機械化開采工藝能夠最大限度地開采煤炭資源，降低開采成本，進而提高開采效益以及經(jīng)濟效益。我們可以重點發(fā)展開采區(qū)，處理好開采區(qū)邊緣范圍，以技術作為主力，使污染范圍達到可控，在煤炭資源開采區(qū)范圍外種植農(nóng)產(chǎn)品或者植被，在廢棄的煤坑中挖成魚塘，人工養(yǎng)殖淡水魚。如此一來，即能夠發(fā)展農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)，同時還可以最大限度地利用土地資源。

（二）提高效率和安全生產(chǎn)煤炭在鋼鐵、化工以及發(fā)電等領域中有著舉足輕重的地位，在絕大多數(shù)領域，煤炭都會污染環(huán)境，且開采過程較為艱辛，因此，我們應加快推動綜合機械化開采工藝的運用，在科技的加持下從根本上提高開采效益，保障職工生命安全。綜合機械化煤礦開采工藝便順應了該需求，以云南宏發(fā)煤礦為例，該民營企業(yè)為礦區(qū)科技轉(zhuǎn)型投入大量資金，效果可見一般，第一，對礦道運輸系統(tǒng)進行改善，使運輸進出速度至少提高1.5小時，第二，積極運用綜合機械化煤礦開采工藝實現(xiàn)了礦井上下通訊系統(tǒng)有線和無線網(wǎng)全覆蓋，在安全開采上下足了功夫。

三、綜合機械化采煤工藝運用的技術

（一）采用數(shù)字化技術數(shù)字化發(fā)展是未來工業(yè)發(fā)展的大方向，是工業(yè)4.0實現(xiàn)的基礎，綜合機械化開采工藝采用數(shù)字化技術，進行分析和控制，采用現(xiàn)場視頻監(jiān)控技術和現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測技術能夠?qū)崟r、實地探測和反映開采情況，及時對相應地點狀況突發(fā)狀況進行指令。例如，機器通過數(shù)字化分析監(jiān)測出開采區(qū)將會有地震或者洪水，此時便要及時將工作人員和工作機器撤到安全區(qū)域，減少損失。同時，采用大數(shù)據(jù)分析技術，可以精準開采煤炭資源，對煤礦區(qū)進行邊緣劃分，對非煤礦的地區(qū)進行保留，作為農(nóng)作區(qū)或者居住區(qū)，只開發(fā)煤炭區(qū)域，這樣不但減少了資源浪費，而且這也一定程度上保護了環(huán)境，有利于可持續(xù)發(fā)展，符合智慧煤礦建設的訴求。

（二）采用自動化技術自動化發(fā)展是能源企業(yè)升級進步的表現(xiàn)，因為它代表著企業(yè)的發(fā)展高度，當然，這也是國家科技水平發(fā)展的表現(xiàn)，自動化的外在表現(xiàn)是機器工作，越是在重工業(yè)去越是有更大作用，煤炭資源大多來自于山區(qū)，煤炭開采中，會遇到各種不同的地質(zhì)狀況，也面臨著不同的地質(zhì)氣象災害，以中國山西大同為例，泥石流和山體滑坡造成的災害非常嚴重，有時會造成人員傷亡。自動化技術可以很好地改善這種情況，對于危險地質(zhì)區(qū)可以使用機器來完成，創(chuàng)造適合作業(yè)的機器去完成以前只能人來完成的操作，可以大大減少工人傷亡，保障人身安全。近兩年5G技術取得重大突破，幾百米深度的礦區(qū)也可以通過遠程操控，使機器進行作業(yè)。

（三）運用3S技術3S（圖1所示）簡單來說既是遙感技術、地理信息技術、全球定位技術，他們是中國先進科技的代表，是20世紀以來偉大的科技成就，他們可以快速的傳播和分析信息，在各個領域都有著重大的用途。同時，它也是綜合機械化開采工藝發(fā)展應用的一個側影。由于采礦區(qū)情況較為復雜，其周邊環(huán)境大多為高山河流，傳播信號較容易受到阻隔，且有些危險點和爆破點難以定位。此時3S系統(tǒng)便可以發(fā)揮較大作用。遙感技術能夠依據(jù)衛(wèi)星顯示圖像及時預測危險，進而推斷出相同階段較為安全的區(qū)域，以便于在遇到危險的時候能夠快速逃離，地理信息系統(tǒng)可以分析地表圖層，在不同的地表和深度使用不同的器械，減輕器械損壞程度，節(jié)省開采成本，全球定位系統(tǒng)應用最廣，在礦區(qū)可以局部定位，一旦礦區(qū)發(fā)生安全事故，可以快速采取措施，最大限度保障工人的生命。

（四）煤礦勘探技術的合理應用煤礦的勘探技術是煤礦企業(yè)在開采過程中運用的一項基本技術，同時這項技術也能夠預測出煤礦開采的效果，這對于煤礦開采前景的有效評估起到至關重要的作用。相關專業(yè)的勘探人員應具備各種開采經(jīng)驗，同時，勘探人員的專業(yè)技術應處于較高狀態(tài)。為此，勘探人員便需要對開采的煤礦所在地進行研究及分析，明確勘探所在地的地質(zhì)狀況是否符合煤礦開采要求。通過不同的地質(zhì)狀況依據(jù)以往開采技術進行相應改進完善，從而能夠有針對性的運用綜合機械化開采工藝。相關專業(yè)人員應當將自身技術能力同現(xiàn)實需求相結合，進而以更高的水平發(fā)揮出綜合機械化開采技術的優(yōu)勢，使得煤礦開采結果更加合理。

（五）應用井下鉆探技術我國在煤礦鉆井勘探技術方面進行長期的研究分析，并且也取得了一定的研究成果。與此同時，在其他領域?qū)Φ刭|(zhì)的勘探也已不再滿足于表面工作，反而更加注重煤礦在開采過程當中的安全問題。現(xiàn)階段，國家為了能夠高效率的開采煤礦，正通過一系列政策鼓勵專業(yè)人士進行煤礦開采方面的研究。基于目前現(xiàn)代化開采煤礦的大環(huán)境下，履帶自行式全液壓鉆機（圖2所示）也正在逐漸的投入到市場當中，并且也符合人們對煤礦開采的期望。這項新技術的投入應用也為我國煤礦開采行業(yè)持續(xù)發(fā)展提供了一項技術支持。

四、綜合機械化開采工藝未來發(fā)展方向

（一）完善傳統(tǒng)采煤方式，實現(xiàn)集約化生產(chǎn)目前，我國煤礦的分布并不是相對集中的，它們都比較分散?；谶@個狀況就需要能夠集約化進行煤礦開采。例如，倘若地理環(huán)境等其他因素符合開采條件便能夠?qū)崿F(xiàn)一對一開采。然而，當各種客觀環(huán)境均相對復雜時，這種地區(qū)對煤礦開采的技術要求較高，可以通過多個井進行生產(chǎn)、一個井出煤礦，這種方式能夠最大程度提升開采效率，同時，整個煤礦開采環(huán)節(jié)也將更加簡單便捷，這也符合未來煤礦開采發(fā)展的實際需要。

（二）更新煤礦開采設備，實現(xiàn)高效配合勘探作業(yè)綜合機械化煤礦開采工藝在未來發(fā)展中將會摒棄人力操作及管理，同時將逐漸實現(xiàn)自動控制、機械化運用程度提高、電氣也能夠?qū)崿F(xiàn)一體化設計與運用。新型煤礦開采設備會逐漸使采掘、運輸技術實現(xiàn)一體化，提升相關機械設備的性能。對煤礦開采的機械設備進行更新完善，優(yōu)化相關的組合設備，從而能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦開采效率的提升，這對于現(xiàn)場的工人安全問題也提供了保障。

（三）引進數(shù)控管理，實現(xiàn)“網(wǎng)絡”帶動傳統(tǒng)煤礦業(yè)發(fā)展隨著現(xiàn)代化進程的推進，信息化社會會發(fā)展將更加迅猛，相關煤礦開采設備將與計算機等設備的聯(lián)系更加緊密。我們可以運用智能化手段、信息化技術以及網(wǎng)絡化等方式，對相關的設備實現(xiàn)數(shù)字控制管理。這種高科技設備不僅能夠分析出煤礦開采的各種條件是否符合開采要求，同時也能夠使開采過程中的操作更加的簡便。這種數(shù)控設備的開發(fā)研究能夠大大的提高管理的效率，同時運用互聯(lián)網(wǎng)也能夠?qū)崿F(xiàn)無形的管理和控制工作。

（四）中國現(xiàn)代化發(fā)展的帶動隨著5G時代的發(fā)展，工業(yè)發(fā)展的信息化水平將大大提升，5G下礦井已有實例。從總體上看，綜合機械化煤礦開采工藝是目前較為先進的模式采礦技術，未來綜合機械化煤礦的建設水平以及普及范圍將會進一步擴大。同時，在綜合機械化煤礦開采工藝的建設中還將有許多新技術展露鋒芒，例如，北斗導航系統(tǒng)，它通過接入互聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)精準定位。綜合機械化開采技術與智能化是緊密相聯(lián)的，大數(shù)據(jù)和人工智能的發(fā)展和在開采煤礦中的運用將推動綜合機械化開采工藝朝數(shù)字化、自動化的方向發(fā)展，進而實現(xiàn)遠程控制管理、遠程指揮診斷、無人駕駛以及智能開采的目的。

五、結語

運用綜合機械化煤礦開采技術的主要目的是高效率開采煤礦，并應在運用過程中為了保障安全而進行更新完善。在現(xiàn)階段中，我國煤礦資源匱乏，這便更需要煤礦企業(yè)在開采過程中提升開采效率，進而實現(xiàn)最大效率的資源利用。煤礦企業(yè)為了順應時展要求，應當不斷更新與完善自身技術，通過運用采煤自動化技術在實現(xiàn)經(jīng)濟效益的同時提升社會效益。

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作者：陳勝 單位：兗礦集團東灘煤礦安監(jiān)處