煤矿开采技术向智能绿色开采方向的转型思考

煤矿开采技术向智能绿色开采方向的转型思考

刘晓磊

摘要：随着我国经济和社会的飞速发展，科学技术的不断进步，新技术、新设备大量应用于煤矿开采，煤炭开采的效率越来越高，对生态环境的破坏越来越严重，而国家政府及国民保护生态环境的意识越来越强，传统的开采技术已满足不了国家政府及国民对生态环境建设的需要。煤炭开采企业大力推广智能绿色开采技术，为解决煤炭开采对生态环境造成的影响而不懈奋斗。智能绿色开采技术在实现煤矿开采安全高效的基础上，深入研究智能化绿色开采技术解决煤炭开采破坏生态环境的问题，摸索智能化绿色开采技术的发展方向。煤矿企业应深入探索综采工作面智能绿色开采技术实践及应用，为煤矿企业向智能化绿色开采转型发展奠定坚实基础。

关键词：煤矿开采；智能绿色开采；安全性能；具体方案

中图分类号：TD714 文献标识码：A

引言

随着人们对环境污染问题重视程度的不断增强，煤炭开采对生态环境的破坏问题越来越多地引起人们的重视。人们迫切希望煤矿企业深入研究有效的煤炭开采技术，在保证不破坏、污染环境的基础上进行煤炭开采。目前，智能绿色开采技术在众多开采技术中脱颖而出，能够有效解决生态环境的破坏问题，推动煤炭开采技术的发展和进步。煤矿企业在进行智能绿色开采技术研究时，要着重分析研究安全问题和生态环境保护问题，积极研发和创新智能绿色开采技术，不断推动智能绿色开采技术的创新发展。

1 煤炭智能绿色开采技术的价值作用和发展前景

随着我国煤炭开采技术的不断进步，各种新技术和新设备应用于煤炭开采中，为煤炭开采技术的发展提供了良好的科技基础，智能化开采技术越来越受到煤矿企业的重视，成为煤炭开采技术重点研究的课题和方向。国家政府和人民对环境保护问题的重视使得煤矿企业深入探索绿色环保的开采技术，推动煤炭开采技术进一步向智能绿色开采方向发展。目前，我国对于煤炭智能绿色开采技术的研究取得了一定的成效，为煤炭企业朝着绿色、高效、安全方向发展提供了有利条件。煤炭智能绿色开采技术能够有效提高煤炭开采效率，提搞了煤炭开采工作的安全性，实现了煤炭开采过程的可视化、智能化，有效解决了煤炭开采破坏生态环境的问题，推动煤炭开采技术朝着自动化、智能化、绿色开采的方向发展，为煤矿开采技术向着智能化、绿色开采发展指明了方向。

2 提升煤炭智能绿色开采技术水平的具体方案

2.1 采空区充填技术

为有效解决以往采矿活动造成的各类环境污染以及破坏问题，煤矿企业逐渐采用适宜的绿色开采技术，采空区充填技术作为绿色开采技术的关键技术手段，越来越多地应用于煤炭开采过程中；采空区充填技术核心的技术手段是使用矸石、粉煤灰、建筑垃圾、水泥砂浆等填充材料有效填充采空区，使采空区围岩结构稳定可靠，解决煤炭开采活动可能引起的严重岩层沉降以及地表坍塌问题。从采空区充填技术的实际应用来看，比较实用的为空隙注浆胶结填充方法和交替胶结充填方法相结合的采空区充填技术。空隙注浆胶结填充方法可有效填充开采活动引起的各个空隙，不仅可以增强围岩整体性，还可以实现冒落带的优化处理，确保煤矿企业的安全生产。交替胶结充填方法使用水泥砂浆和混凝土胶结充填材料形成相应膏状充填体对采空区进行填充处理，有效地控制地压活动以及阻止岩层发生大规模移动，增强围岩的整体稳定性，维持原有的生态环境，最终实现煤炭的智能绿色开采。

2.2 绿色保水开采技术

在传统的煤炭开采过程中，煤炭开采后会导致含水层部分疏干，持续性抽取地下水资源以及节理裂隙逐步发育，使地下水位逐步降低，对周边的水资源造成污染，煤矿企业可采用保水开采技术对地下水流失进行控制。煤矿企业要贯彻绿色开采理念，保护水资源不受到污染。绿色保水开采技术利用保水开采技术和灌浆技术在煤炭开采防止采场突水的基础上，有意识地保护水资源并加以利用，使煤炭开采对矿区水文环境的扰动量小于区域水文环境，维持原有的生态环境；研究开采后上覆岩层的破坏规律以及地下水漏斗的形成机理，从采矿方法、注浆、合理利用水资源等方面采取措施，实现矿井水资源的保护及综合利用。实际的开采活动中，技术人员对采矿区域的土壤环境、地下水资源等信息进行采集，依照相关采集数据合理选择适宜的保水开采技术进行煤炭开采；相关管理部门根据开采地区的水源基本条件合理制定矿山用水规范，在保证开采活动顺利进行的前提下，有效减少污水排放，同时对开采产生的污水进行有效处理，经过处理后的污水可以用于消防灭火、洒水系统或设备冷却用水系统，有效减少煤炭开采过程中的水资源污染和浪费。

2.3 煤炭开采模拟及视频监控技术

煤炭开采模拟系统通过虚拟现实和三维仿真技术，搭建了完整、系统、可视化的应用平台，构建了一个非常接近煤炭开采过程的三维仿真环境，模拟综采设备自动化采煤的全部作业过程和作业空间。煤炭开采模拟系统提供基于虚拟现实的人机交互演练，多视角多井下煤炭开采环境进行多维度学习和认识，根据生产需要，有针对性的对某项任务进行探索，提前发现问题并及时解决，积累开采经验，进一步完善和改进煤炭开采技术。视频监控系统通过识别物体、空间等信息显示、采集和传输，显示当前煤炭开采状态，一组设备运行参数配合各种设备动态渲染，对照生产系统当前状态规划，来分析和处理确定物体的空间状态、管理物体的运动，发挥综合管理的效用，实现了各类设备运行参数的综合评价和目标优化，使开采活动从事后追查向预防为主转变，为智能化开采提供了实施基础。通过视频监控技术采集智能化开采数据，发现智能化开采过程中存在的问题，利用煤炭开采模拟系统反复仿真模拟智能化开采过程，对比分析，找出解决问题的办法，通过改进智能化设备或者智能化系统，完善和改进煤炭智能化开采技术。

2.4 井下数据分析系统

无论从管理角度和技术角度还是从系统操作及具体操作层面来看，数据分析都是推进煤矿智能化开采进程不可或缺的手段。智能化开采指智能化开采设备采矿过程与远程生产过程控制、信息通信运营网络和通信管理相联系的智能化开采过程。智能采煤过程中呈现的逻辑模块需要从众多传感器中获取煤炭开采过程的具体数据和信息，工作人员可以利用这些信息和数据来高效地分析煤炭开采规律以及智能化开采存在的各种问题。工程技术人员综合分析具体数据和信息，归纳总结找出解决各种煤炭赋存条件以适应智能化开采的各种环境，进一步完善和改进智能化开采技术。在煤矿开采过程中，准确的信息和数据分析系统支持员工更加清晰、全面地了解在煤矿开采过程中出现的各种困难和问题，针对性的解决问题，推动智能化开采技术的进步。

3 结束语

煤炭开采技术正朝着智能化、绿色化方向发展，煤矿企业要不断使用和研发新技术、新设备，优化开采方案，提高开采水平，推动煤炭行业的发展和进步，积极探索和应用智能绿色开采技术，改善生态环境，降低水污染，合理利用水资源，不断引进和培养高水平的技术人才，为煤炭开采技术的发展提供人才基础，用科技人才的创新发展推动煤矿开采技术的转型升级，推动煤矿开采技术朝着智能、环保、绿色、安全方向发展。

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