煤矿采矿技术在应用过程中存在的问题及对策分析
摘要
关键词
煤矿;采矿技术;安全生产;环境保护;技术创新;可持续发展
正文
中图分类号:TD82
煤炭资源的开采一直是全球能源产业的核心部分,对支撑国家经济发展起着不可或缺的作用,随着技术进步和社会需求的演变,煤矿采矿技术的更新换代已成为行业发展的必然趋势。但伴随技术革新的同时,新的挑战也随之而来,尤其是在安全生产、环境保护和效率提升等方面的问题日益凸显。为了实现煤矿行业的健康、安全与绿色发展,必须深入分析问题根源,并制定全面有效的对策。
1 煤矿采矿技术应用背景
1.1全球能源结构与煤炭的地位
煤炭作为化石能源的重要组成部分,在全球能源结构中扮演着不可或缺的角色,尽管近年来可再生能源的发展势头强劲,但煤炭仍然是支撑全球工业发展和民生用能的关键来源。根据国际能源署的数据显示,在2022年,煤炭在全球一次能源消费中占比约27%,在发电领域的占比更高达38%。发展中国家由于人口增长和工业化进程,对煤炭的依赖程度更高。因此,提高煤矿开采的安全性、环境友好性和经济效益,对于实现全球能源可持续利用至关重要。
1.2国内外煤矿开采技术发展概况
在煤矿开采技术方面,国际上已经取得了长足进步,大型煤矿企业普遍采用了智能化、自动化和机械化的先进技术,提高了采煤效率和安全水平,例如澳大利亚的一体化远程控制系统可实现矿井智能监控和远程操作;德国的连续开采技术极大提升了矿井的回采率;美国的综采自动化技术减少了工人的露天作业时间等。我国作为煤炭生产和消费大国,近年来也加大了煤矿技术改造力度,诸多新型采煤技术和装备不断问世并在煤矿领域广泛应用,但与国际先进水平相比,仍有一定差距。
1.3煤矿行业面临的经济社会环境变化
当前,煤矿行业正面临来自多方面的环境影响和挑战。能源结构正在发生调整,新能源和可再生能源的快速发展会在一定程度上分流对煤炭的需求,环保形势也日益严峻,煤炭开采和利用对生态环境造成的压力与日俱增,绿色低碳发展已成为必由之路。安全生产问题尚未彻底解决,各类事故仍然时有发生,给行业发展蒙上阴影,人力成本不断上升,人才短缺也制约着煤矿业的发展步伐。与此同时,市场竞争加剧,盈利空间受到一定程度的挤压。面对这些来自经济、社会、环境等多方面的变化,煤矿企业迫切需要加快技术创新和管理变革,不断提升自身竞争力,适应新形势的挑战。
2 安全生产问题及对策
2.1矿井安全事故类型与原因分析
矿井安全事故主要包括瓦斯爆炸、冒顶片帮、水害、火灾、机械伤害等多种类型,导致这些事故发生的原因较为复杂,大致可总结为以下几个方面:矿井地质条件的复杂性容易引发顶板冒落、瓦斯涌出等安全隐患;生产设备老化导致安全防护措施跟不上;安全投入不足,重视程度不够;安全管理制度落实不到位,监管执法存在薄弱环节;从业人员安全意识淡薄,违章操作时有发生;应急处置预案准备不充分,一旦发生事故处置滞后。总的来说,解决好安全生产问题仍将是煤矿业的重中之重。
2.2安全生产管理体系的优化
完善安全生产管理体系是保障煤矿安全的重要环节,首先要建立健全安全生产责任制度,厘清各级管理人员和作业人员的职责,落实主体责任,要加强安全投入,为安全设施配备和安全技术改造提供足够资金保障。建立风险管控和隐患排查治理的长效机制,对安全隐患实行分级管控,此外还要制定完备的安全生产规章制度和操作规程,并坚持监督检查,确保各项制度落实到位,同时也要重视安全文化建设,增强全员的安全意识和责任心。
2.3安全技术装备的现代化升级
安全技术装备的现代化升级是提高安全生产水平、防范安全事故的重要举措,推广使用智能化安全监测设备具有重要意义,例如可穿戴式监测设备能实时采集矿工的生理参数,及时发现异常情况;无线数据传输系统能够实现远程实时监控,随时掌握现场安全状况;智能瓦斯监测仪能精准测量瓦斯浓度,及时预警。采用先进的防灾救援装备也是非常必要的。智能头盔不仅能保护矿工头部,还集成了通讯、照明等功能,大大提高了救援效率;防毒面具能有效阻隔有毒气体,保障救援人员的人身安全;便携式照明设备能够为救援工作提供必要的能见度。这些先进装备的使用无疑能够显著提高应急救援的时效性和成功率。应用新型支护技术从根本上预防冒顶等重大安全事故的发生。高强度锚杆支架能够为井下提供更加可靠的支撑力;流体力学固化充填技术能够有效填补采空区,减少冒顶的风险。与此同时,优化通风、防尘等配套系统,为安全生产营造良好的环境,也是装备现代化升级的重要内容。推广智能监测设备、采用先进救援装备、应用新型支护技术,并优化相关配套系统,是安全技术装备现代化升级的具体路径,对于提高安全生产水平、防范各类安全事故具有重要意义。
2.4 职工安全教育与应急演练的常态化
加强职工的安全教育和应急演练是促进安全生产的重点工作内容,必须常态化推进,合理有效的安全教育能让职工牢牢树立安全意识,熟练掌握各项安全作业规范和应急处置程序,从思想上为安全生产奠定基础。安全教育不应流于形式,要与实际生产情况紧密结合,用深入浅出、通俗易懂的方式向职工阐释安全知识,让他们真正理解并内化各项规章制度、安全操作规范的重要性。可采取现场教学、多媒体展示、案例分析等多种形式,运用具体生动的例子加深职工对安全知识的理解和记忆。与安全教育并重的是应急救援演练。定期组织各类模拟突发事故情况的实战演练,能有效锻炼职工的应急处置能力,提高预案执行的时效性和针对性。通过不断演练,职工能熟练掌握逃生自救技能,熟悉各类事故的处置流程,确保一旦发生实际情况能够做出正确反应。此外,煤矿企业必须落实职工在岗培训制度,确保新入职人员接受系统安全教育培训,旧员工也要持续接受新知识新规范的培训,使安全教育和应急演练真正常态化,只有将安全教育和应急演练作为日常工作持续深入推进,才能从根本上提高全体职工的安全意识和应急处置水平,为安全生产保驾护航。
3 环境保护问题及对策
3.1煤炭开采对环境的影响评估
煤矿开采活动对生态环境造成了诸多不利影响。首先是对地表和地下水体的污染,井田涌水和矸石排矸将大量悬浮物和化学污染物排放到水体中,其次是大气污染问题,开采和运输过程产生的粉尘和机械排放的尾气,使矿区和沿线地区的空气质量受到严重影响。再者是矿山开采引发的生态破坏,如植被遭到破坏、动物栖息环境遭到破坏,水土流失和地面塌陷等地质灾害频发。另外,煤矿有害气体排放也会加重温室效应和大气污染,总的来说,不可持续的采矿方式给当地环境带来了沉重负担。
3.2绿色采矿技术的研发与推广
为了最大限度减少煤矿开采活动对环境的损害,可持续发展理念下的绿色采矿技术应运而生,其核心是追求资源的全面合理利用,在获取所需资源的同时,尽量减小对生态环境的破坏。具体来说,绿色采矿技术包括:采用清洁高效的开采方式,如无污染开采、高产能无污染爆破等;加强矿山水资源的循环利用,减少外排;综合利用矿石资源和矸石等固体废弃物;完善矿区污染物收集和处理系统;加大对煤层气的利用比例等。通过广泛推广这些先进适用技术,实现资源开发与环境保护的有机统一,是煤炭开采绿色发展的必由之路。
3.3矿区生态修复工作的策略与实施
无论是生产中的矿山还是已关闭的弃矿,都应积极开展生态修复工作,对于煤矿开采造成的水体污染,通过建设运行净化处理系统,实现矿井涌水的回用及尾水达标排放,针对扬尘污染,重视洒水压尘、植被覆盖固尘等措施,从源头和途径上减少粉尘产生及扩散。面对地表塌陷、植被破坏等地质生态问题,通过科学的矸石区设计、土地复垦和植被重建等,恢复矿区的自然生态面貌,对付矿区废气污染,优化通风系统、利用除尘脱硫装置等技术,减少矿井瓦斯和有害气体的无组织排放。
3.4环保法规与政策的完善与执行
加强环境保护的法治建设和政策引导,对于推进煤矿绿色发展至关重要,不断完善煤矿开采和生态环境保护相关的法律法规,明确矿山企业的环保责任和义务,构建严格的监管执法制度。制定煤矿清洁生产促进政策,通过财税优惠、贷款支持等方式,鼓励企业采用清洁生产工艺和绿色采矿技术。建立煤矿生态环境修复基金,为修复治理工作提供专项资金保障。重视煤矿开采环境影响评估制度,对新建和改扩建项目的环评实施严格审查和监管,完善排污权交易和生态补偿机制,促进减排和生态保护。通过标本兼治,共同为煤矿绿色可持续发展创造良好环境。
4 效率提升问题及对策
4.1影响煤矿生产效率的主要因素
提高煤矿生产效率是煤矿企业持续发展的关键。影响煤矿生产效率的主要因素主要涉及采矿技术装备、开采布局与方法、配套系统、自动化智能化程度以及人力资源等多个方面,其中,采煤技术装备的先进程度直接决定了开采效率和资源回采率的高低,采用先进的高效采煤设备和工艺技术无疑将大幅提升生产效能。与此同时,合理优化开采布局、顺序和方法也是确保高效开采的重要前提。此外,矿井通风、运输等配套系统的完善与否也将影响生产连续性和稳定性,生产过程的自动化、智能化水平越高,管理效率也就越高,人力资源素质的高低,包括作业人员的专业技能和团队协作能力,同样对开采效率有着重要影响。
4.2高效节能技术的研究与应用进展
为不断提高煤矿生产效率,我国煤炭行业在高效节能采矿技术研发方面取得了一定进展,例如在采煤技术方面,大型高效液压支架、自动化综合机械化采煤技术、智能化采煤机器人等得到广泛应用,大幅提高了采煤效率和回采率。在通风方面,多项高效节能通风技术问世,如错距支撑充填开采通风技术、变压自动通风控制系统等,能够大幅降低通风能耗。在运输方面,高效高承载采煤机、智能无人驾驶矿车等装备被推广使用,实现了运输自动化和扩大运输能力。与此同时,各种智能控制系统、物联网和大数据技术也被广泛运用于生产管理,提升了资源利用效率和劳动生产率。
4.3生产管理流程的优化与智能化改造
除了硬件技术升级外,优化生产管理流程、推进智能化改造也是提高煤矿效率的有效途径,首先要全面推行精细化管理,对采掘、运输、通风、供电等各个生产环节实施精细化管控,尽量消除生产过程中的无效作业和浪费,加快智能化改造步伐,推广智能化设备,建设智能化控制中心,实现生产作业智能优化调度。坚持以信息化为支撑,加大生产运营管理系统和决策支持系统的应用,提高生产组织效率,大力推行现场物联网建设,实现作业现场全面感知,为提质增效提供数据支撑。
4.4人才培养与团队协作能力的提升
人力资源是煤矿企业的宝贵财富,也是提高生产效率的关键所在,要从队伍建设、教育培训、制度保障等多方面着手,建设一支高素质的矿山队伍,优秀人才的引进与培养是企业建设的重中之重,建立人才梯队,确保各层次各岗位人才需求。除此之外还要坚持开展全员岗位培训和技能实操训练,持续提升全员专业技能。建立科学合理的绩效考核激励机制,充分调动员工的工作积极性,此外还应注重团队协作意识和能力的培养,营造团结协作、共同奋斗的文化氛围,增强整体协同作战能力。只有人尽其才、人岗匹配,各个生产环节协调有序,整个煤矿生产系统的效率才能得到根本提升。
5结束语
综上所述,煤矿采矿技术在应用过程中确实面临着多方面的问题,但通过综合分析和针对性的对策,可以有效提高煤矿的安全水平,减轻对环境的负担,并提升生产效率。未来的煤矿行业应当注重技术的创新与应用,加强国际间的交流与合作,促进行业的健康发展,为实现可持续能源供应做出积极贡献。
参考文献
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作者简介:吴志龙(1991—),男,汉族,山西忻州人,本科,助理工程师,从事煤矿安全检查工作。
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