采煤工程中存在的問題分析及對策

陳建剛

內蒙古上海廟礦業有限責任公司 內蒙古 鄂爾多斯 016299

引言

雖然我國在近幾年大力發展新型能源用以調整我國現代化進程中的能源供給結構,但不得不承認的是煤炭能源依舊是我國能源消耗中損耗量最大的一種。這就意味著我國煤炭資源的開采尚不能停歇,還需要對采煤工程中的設備、技術、安全和環境保護等方面的問題進行處理,以期能夠提升采煤作業效率和質量。

一、探究采煤工程中存在的問題

(一)設備問題

在采煤工程中,用于煤炭開采的設備基本上決定了采煤工程的效率和進度[1]。先進的設備能夠為煤炭開采工程奠定堅實的機械化基礎。一方面,我國的煤炭開采設備需要根據開采地域的實際情況來進行配備,但是由于大規模的煤炭開采量和地方經濟發展水平的限制,采煤工程存在設備使用時間長、老化現象嚴重、故障發生頻繁等現象,煤炭開采設備和支護設備長期未得到及時的改造與革新;另一方面,投入煤炭開采工程的設備進行更新換代需要以大量的資金作為后盾,但是目前部分企業在煤炭開采的設備資金投入力度方面尚有欠缺。

(二)技術問題

隨著煤炭能源的日益開采,淺層的煤炭資源已經開發殆盡,這就意味著我國的煤炭開采工程要想更加縱深的地處進行開發。但是在愈來愈深的煤礦井構筑過程中,也對煤炭開采的技術提出了更高的要求?？v深不同的煤礦井和復雜的地下情況決定了采煤技術工藝的多樣化,需要利用不同的開采技術適配差異化煤礦井下的煤炭開采工程。如果忽視煤炭開采的地質狀況、技術工藝選擇等客觀性的問題將會嚴重影響煤炭開采的實際效率,甚至誘發無法彌補的安全事故。

(三)安全問題

安全保障是采煤工程中一切作業的大前提,只有工作人員的生命安全得到了充分的保障,才能實現開采效率的提高。但是在部分礦區的煤炭開采過程中還存在著多種安全隱患,嚴重威脅著工作人員的生命及財產安全。第一,采煤技術的不合理使用,如果在煤炭開采期間,相關技術人員沒有對施工附近的地質環境進行足備的考察,盲目使用爆破技術,如果爆破的指標超過了地質的可承受范圍,就會導致現場出現塌方,嚴重威脅工作人員的生命安全。第二,在煤炭開采之前,相應的負責人應該向工作人員明確采煤施工規范,如果施工人員的開采操作失誤明顯,將有可能對工作人員的安全造成一定的威脅。第三,防護措施不到位,部分煤礦井開采區在對工作人員進行個人防護時,如果防護措施不夠健全,比如在煤礦井的高濃度粉塵環境中,工作人員吸入了大量的粉塵顆粒,容易對個人身體健康造成極為嚴重的損傷。

(四)環境問題

部分煤炭企業缺乏自然環境的保護意識[2]。煤礦井的長期開采雖然能夠對當地的經濟發展起到良好的助推作用,但同時也不可避免的對周圍的地質穩定程度造成了不可逆的消極影響,如果煤礦井附近的地質松動明顯,穩定性不佳,在受到震動后在很大程度上會出現塌方事故,不僅會威脅工作人員的生命財產安全,而且還會對當地的自然生態產生破壞,影響地域的生態平衡。不僅如此,煤炭開采過程中產生的大量污染源都會如廢氣、廢渣、廢水等“三廢”未經處理流入自然生態中,嚴重威脅了生態環境中的生物多樣化和自然生態。當下,不少主營煤炭開采的企業尚未貫徹好“既要金山銀山,又要綠水青山”的可持續發展理念,對當地的生態環境造成了嚴重的破壞。

二、解決采煤工程中問題的對策

(一)優化升級采煤設備的性能

采煤設備的運行狀態與煤炭開采的效率息息相關,提升采煤設備的質量,優化采煤設備的性能對煤炭開采的效率具有積極的促進作用。因此,相關負責煤炭開采的企業在設備方面應該有所動作,一方面,加大資金成本投入,推動用于煤炭開采的設備性能升級和新型設備的引進,依靠先進的采煤設備來提高煤炭的開采量,以增值更大的經濟效益和煤炭資源提取量。另一方面,應該定期開展對工作人員的培訓,帶領負責煤炭開采人員學習新型設備的使用、養護與維修,確保工作人員能夠良好的掌握設備的使用與后期維護。針對每次設備的改造升級和新設備的引進,可以開展兩到三次的培訓,幫助工作人員認知、了解與夯實設備理論基礎和實際操作要點,確保設備的性能可以最大程度的發揮出來。除此之外,在支護設備方面,相應的企業也要提高重視程度,支護設備關乎著工作人員和采煤設備的安全,所以支護設備的質量保障尤為重要,要認真檢查和測定支護設備的使用壽命,針對已經出現老化、松動、腐蝕銹蝕等現象存在的支護設備應及時替換,提高支護設備的質量,為工作人員的生命財產安全以及采煤設備的安全提供必要的保障。

(二)選擇合適的煤炭開采技術

1、煤炭開采技術的科學化運用

(1)爆破開采技術

爆破開采技術是傳統煤炭開采技術的主要方式,以炸藥爆破手段對煤炭原材料直接進行爆破開采。正常情況下,可以分派指定數量的人工和采集設備來對爆破落下的煤炭進行采集,并裝到運輸車中完成運送工作。具體流程可以分成兩大部分,一部分是爆破,一部分是運輸。前者需要工作人員尋找到合適的煤層爆破點,然后完成鉆孔、炸藥填裝以及引線拉扯等引爆工作;后者是依靠人工利用鏟具或鍬具來對爆破下來分散的煤塊進行采集并集中裝運到運輸設備中。爆破開采技術下煤塊的散落面積較大,而且需要耗費大量的人力和時間,開采效率較低,大型的煤礦企業注重煤炭的開采效率,爆破技術并未大規模使用,但是對于煤層較薄、大型機械無法開展工作的情況下,爆破技術具有明顯的作用,一些中小型的煤炭開采企業還堅持著爆破開采技術的運用。

(2)機械開采技術

機械開采技術主要是通過機械設備在采煤工作面進行作業來完成煤炭開采一系列流程[3]。先是利用采煤機對煤層進行鉆進和破碎,破碎的煤炭掉落進提前預備好的刮板運輸機中,并按照鋪設的軌道進行運輸,最后利用支架對整體的工作面進行固定。機械開采技術具有減少人力資本、安全性能高、粉塵量小等優勢,適合大多數煤礦井下作業,在我國的煤炭開采行業中得到了較為普遍的應用。

(3)水力采煤技術

水力采煤技術主要是利用高壓水流對煤層進行破碎并通過水力來完成提取、運輸等采集流程。該技術的工藝較為簡單,沒有過多的復雜性,而且開采效率較高、裝備搭配靈活,安全性也有較高的保障。針對一些穩定性能不佳、傾斜幅度大和一些煤層不規則的煤層可以考慮使用水力采煤技術對煤層進行破碎開采。

2、考察周圍地質情況

在采煤過程中,采煤技術的應用要避免盲目性和隨意性,需要相關人員根據具體情況具體分析,及時考察煤礦井附近的地質情況和水源狀況等自然條件的限制,并將這些限制性因素綜合進煤炭開采中,在權衡利弊之后選擇合適的煤炭開采技術。例如,如果煤礦井周圍的地質松散脆弱,穩定性不佳,就不適合使用震動幅度大、效果劇烈的煤炭開采手段,以爆破技術為主的開采方式就不適合在這樣的地質條件下應用,如果未經考察便任意使用開采技術,勢必會造成嚴重的危害。再如,煤礦井的縱深如果已經毗鄰水源,工作人員在進行施工作業時,就要充分考慮水采方式的應用是否會對水源造成污染,影響水質等方面的問題,避免在實際施工中出現類似問題,進而導致與當地居民發生爭執等不必要的麻煩。

3、不斷研發新技術

隨著我國煤炭開采工程的深挖,將會遇到越來越多類型的新問題,現有的煤炭開采技術未必可以適用于更加縱深的煤礦井作業。因此,為了能夠幫助工作人員在開采技術的選擇上有更多回旋的余地,相應的煤炭開采企業應該加大科技研發力度,不斷創新煤炭開采技術,避免因原有的開采技術不適應縱深煤礦井的煤炭開采而導致開采效率低下或易造成開采事故等問題的出現。另外,如果煤炭開采企業的開采技術相較于其他同類型企業的技術更加先進,將會顯著提升企業在市場中的競爭力,進一步拓寬企業的發展空間,帶動企業獲取更高的經濟效益。當企業在新技術的作用下獲得較高的利潤之后,就可以再分流出一部分資金專門用于技術研發,從而為開采技術的不斷演變、升級和新型技術種類的研發奠定資本基礎。在雙方循環往復、相互促進下,企業的煤炭開采量和經濟效益都得到了穩步提升。

(三)提升采煤工程現場的安全管理水平

1、樹立安全意識,嚴守行為準則

在采煤工程中,煤炭開采企業想要保證煤炭開采的正常運行,除了在設備和技術方面下功夫之外,還需要對施工期間的安全管理給予足夠的重視。企業管理層人員要樹立安全開采理念,在企業內部進行全體職工的煤炭開采安全教育講座,動員廣大勞動工作人員認真聽取有關煤炭安全開采的注意事項,豐富和提升一線員工和一線領導人員的安全理念認知水平。工作人員在煤炭開采期間能夠科學合理運用開采技術與開采設備,可以正確識別和判斷安全隱患,進而從工作人員的主觀層面降低了安全事故發生的概率。除此之外,煤炭開采的現場負責人員要為工作人員明確開采紀律,確保工作人員的開采行為符合各項開采標準,推動煤炭開采的準確化和規范化。對于工作人員在施工期間的違規行為要予以懲罰,并以身作則,發揮領導的先鋒帶頭模范作用,事無巨細都堅持以行為標準作為衡量工作的標尺,進一步彰顯行為標準的權威性,降低因工作人員工作不達標而引發的安全隱患。

2、制定完備的采礦方案

采礦方案的制定是否科學、完備,對采煤工程的實際工作效率具有不可忽視的影響。煤礦的開采方案是煤礦采集作業的綱要,總領性的記錄了施工作業中各方面的要點,如采煤所選的技術、負責開采的設備、開采的地點、地質要素和對生態環境的影響等多樣化的內容,其中安全管理也是煤礦開采方案中的一項重點內容。設計人員在對采礦方案進行編制時,針對安全管理一項,需要調出以往煤炭開采工程中常出現到了安全事故類型并抄錄事故發生的原因。據此來作為本次采礦方案中安全管理應急預案制定的重要參考材料。如果在采煤工程的場地中不慎出現了與以往同類型的安全事故,就可以及時啟動應急預案,將事故發生的影響降到最低。

3、加強政府部門的監管

政府部門介入煤炭開采的全過程。加強對煤炭企業的開采工作監管力度,能夠真正落實企業的安全管理工作[4]?，F階段,煤礦井的情況越來越復雜,誘發安全事故的因素包含于各個方面,企業想要對這些因素進行全方位的管控就需要建立起一套安全管理制度,在一線開采現場的領導層負責人要將安全管理制度向采煤工作人員進行明確,嚴格要求工作人員的開采行為要在安全管理的制度框架之內,不允許任何情況的逾越。但是在安全管理制度的實際貫徹落實中,一些經驗欠缺、管理能力不足的現場管理人員在落實安全管理制度時,抱有僥幸態度,沒有將安全管理的各項規章制度條例向工作人員傳達明確,進而可能導致工作人員的部分行為操作超出了安全管理制度允許的范圍,從而為安全事故的引發埋下了隱患。有鑒于此,政府相關部門要定期對采煤工程進行安全檢查,檢測煤炭企業在開展采煤工作時,是否制定了相應的安全管理條例和安全管理責任制以及是否切實落實。通過政府部門的監管,將有效提升采煤工程的安全等級,預防企業管理人員因制度落實虛假而誘發安全事故的現象出現。

(四)生態環境恢復治理

1、及時轉變觀念,采取環保措施

首先,煤炭開采企業要及時轉變發展觀念,不能以追求利益這樣片面的思想觀念作為整個企業的發展目標。在環保理念日益深入人心的大趨勢下,煤炭開采也應該重視生態環境的保護,堅持經濟發展與生態環保的理念雙結合,實現二者的統籌發展。其次,工作人員用于煤礦開采的采煤技術在研發過程中應當朝著綠色化、環?；姆较虬l展,杜絕以環境為代價來提高煤炭開采量的采煤技術。最后,采煤企業應引進“三廢”處理設備,廢水、廢氣和廢渣等固體廢棄物要經過相對應的設備加工處理達標之后再進行排放,最大限度的煤炭開采為環境帶來的污染。

2、采煤塌陷區復墾

對于采煤工程中出現的塌陷區域可以利用復墾手段將該部分區域土地修復成耕地水準,來實現正常的農作物種植生產。具體的操作技術可以分為以下幾種:

(1)土方回填

想要將采煤塌陷區恢復成正常的耕地就要對原有的塌陷區進行填埋,便涉及到了土方填埋技術。在回填之前要以實際情況為基準進行合理標高,避免出現與塌陷之前的地面標高差距過大的問題。在取土方面,取土的實際面積要考慮塌陷區的形狀和面積,并確定土坑坡的比值,被取土地域可以形成一個人工湖用以調節生態平衡和增強美觀性。

(2)生物復墾

對于塌陷區域面積過大而且穩定性特殊不穩定的區域,可以選擇不用加工處理而是進行直接利用[5]。例如,通過生物手段來對該地域的塌陷進行長期的緩慢修復,具體的生物手段可以采取網箱進行水產品的養殖、水生種植物的種植等。如果該部分地域的生態環境和氣候條件適合林業種植,可以選擇引進一定量因地制宜的樹種來實現還林,進一步調養和改善當地生態。

結語

綜上所述,我國煤炭能源的開采量和儲備量漸漸跟不上社會中的能源消耗,所以采煤工程要通過對設備、技術、安全、環境等方面的管理來實現煤炭開采量的提高兼顧環境的治理與保護,既保障了社會所需求的煤炭資源,又實現了人與自然的和諧發展,助推了煤炭開采的可持續進程。