煤炭资源井工开采

~ 1.2.2.1 井工开采的主要特点分析
我国近90%的煤炭产量来自井工开采。这种开采方式需要在地下开凿一系列井巷（图1-2），面临着复杂的自然条件。井工开采的主要特点包括矿井通风、瓦斯、煤尘、顶板、火、水五大灾害的存在[1，2]。
图1-2 煤炭井工开采
(1)矿井通风：由于地下作业的特点，地面空气在进入井下并流经各作业场所的过程中，会掺入有害气体和矿尘，导致空气成分变化。此外，地热作用、人体和机械散热以及水分的蒸发等因素，使得井下空气的温度和湿度显著升高，形成不良的气候条件。因此，矿井通风是必不可少的。
(2)瓦斯、矿尘灾害：在煤炭开采过程中，瓦斯和矿尘的产生是不可避免的。瓦斯和矿尘在特定条件下可能引发爆炸，造成人员伤亡和财产损失；同时，矿尘还可能导致矿工患上煤矽肺等疾病。
(3)顶板灾害：在地下采掘过程中，矿山压力的作用可能导致顶板垮落。如果顶板管理工作存在缺陷，顶板事故将难以避免。
(4)矿井火灾：矿井火灾是煤矿生产中的主要灾害之一。一旦发生矿井火灾，不仅会导致煤炭资源的损失，打乱各项工作的布置，还可能引发瓦斯、煤尘爆炸，扩大灾害程度和范围。
(5)矿井水灾：在矿井建设和生产过程中，地面水和地下水可能通过各种通道涌入矿井。为确保矿井的正常建设和生产，必须采取各种措施防止水进入矿井，或者将进入矿井的水排至地面。然而，当矿井涌水超过正常排水能力，或在采掘工作时挖透老塘积水或岩溶水等地下水体时，矿井水害便难以避免。
1.2.2.2 井工开采的主要作业内容
(1)井工开采方法与工艺：采煤方法与工艺的不断完善是采矿发展的主题。采煤工艺的发展推动了煤炭开采各个环节的变革。目前，壁式采煤法在全球井工开采中普遍应用，占据核心地位。长壁采煤工艺中，针对缓倾斜、倾斜煤层，目前采用的采煤方法与工艺有缓倾斜薄、中厚煤层单一长壁综采，缓倾斜厚煤层倾斜分层长壁综采，缓倾斜厚煤层一次采全高长壁综采，缓倾斜厚煤层放顶煤长壁综采等。长壁工作面向集中、高效方向发展，工作面长度不断增大。
(2)技术装备：井工开采技术装备总体趋势是根据煤炭开采条件，以高产高效、减人增效、安全可靠为目的，向大型化、集约化、自动控制、无人工作面发展。
(3)采场围岩控制技术：国内大型煤矿采场多采用重型液压支架支护，巷道支护则以锚杆支护为主。中、小型煤矿回采面多采用单体液压支柱、金属支柱支护，巷道支护多以锚杆为主，砌碹、金属支架为辅。针对不同条件的支护技术和材料不断推出。
1.2.2.3 井工开采存在问题剖析
(1)采煤技术水平较低，技术装备较差，煤机制造技术落后。与国外同行业相比，在机电一体化、智能化、自动化的控制技术，产品可靠性技术，数字集成技术与计算机辅助设计技术方面，仍然存在较大差距。
(2)重大科技攻关课题难以实现，重大安全技术问题难以解决。我国煤矿在“一通三防”及防治水、矿井深部地压、冲击地压、高温害和支护等方面存在许多技术难题，严重威胁着煤矿安全生产。
(3)专业技术人才面临青黄不接的状况。国有煤矿中，大专以上程度的技术人员比例偏低，而个体煤矿相应技术人员的比例更低。

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