近些年我国煤矿瓦斯抽采量迅速上升，2005年23.5亿m3，2008年已达到52亿m3。然而，约80%的瓦斯是采用卸压抽和采空区抽瓦斯的方法获得，抽出瓦斯的浓度较低，55%以上的抽采瓦斯浓度低于30%。低浓度瓦斯接近燃烧爆炸浓度限，出于安全性考虑，现行规程规定：浓度低于30%的瓦斯不得利用。使得抽采瓦斯的利用率在逐年下降。不符合节能减排和循环经济的发展思路。
为保证能源充分利用，防止破坏环境，近些年来，我国不断加大瓦斯技术研究。瓦斯发电技术，是抽取煤矿井下瓦斯气体，将其输送至内燃机气缸，通过吸气与压缩、做功与排气过程，推动发电机旋转。近些年来，低浓度瓦斯发电项目成功之后，在某种程度上，优化了能源结构，通过促抽采，实现煤矿良性循环发展。
在2006年以前，我国煤矿瓦斯量丰富，每年能够抽取纯瓦斯量5000万立方左右，然而，只有450万立方浓度的高瓦斯输送到煤气公司，以供居民使用，其他低浓度瓦斯排放至大气，浪费了洁净资源，造成环境污染。
在2006年7月，我国焦作煤业集团加大研发力度，对瓦斯发电立项考察，在同年11月份，瓦斯发电工程进入动工和设备安装阶段。通过几年运行和发展，瓦斯发电技术积累了一定经验。然后，通过技术交流和异地调研，不断创新、改进技术流程不合理之处，获得较好效果。
因而，研究低浓度瓦斯抽采、输送、利用、排放环节的安全保障技术并形成系列标准能有效规范低浓度瓦斯抽采、排放、输送和发电利用各环节的安全行为，促进瓦斯抽采利用产业的迅速发展，提升中国节能减排的技术水平。
二.煤矿瓦斯水雾输送系统和发电技术
首先，瓦斯水雾输送系统。对于低浓度瓦斯，建立水雾输送系统，是通过水位自控阻火器和瓦斯管道，混合细水雾和瓦斯进行输送，将低浓度瓦斯输送到瓦斯发电机组，实现发电。系统进气技术：“抽放泵、水位自控阻火器、瓦斯管道阻火器、低温放散阀、防爆电动碟阀门、水雾输送系统、溢流水封阻火器、放散阀门、旋风重力脱水器、瓦斯发电机组”。在水雾输送系统中，将矿井瓦斯所抽放的瓦斯气体，输送至始端水位阻火器，利用雷达，对水面进行监控，实现自动放水、补水，确保水位不变，提升输送系统可靠性、安全性。利用水位自控阻火器，和瓦斯管道阻火器连接，实现阻火速每秒1220m，能够有效阻火，确保系统可靠性、安全性。对于瓦斯管道，设置专用阻火器之后，安装低温放散阀门。如果管道内瓦斯压力比设定值要大，放散阀门会自动打开。对于湿式放散阀门，安装防爆碟阀门后，再安装水雾发生器。如果溢流脱水阻火器安装后，连接自动放散装置，利用防爆闸阀门，自动控制放散，对压力扰动进行调整。如果每台瓦斯发电机组能够配置一组重力脱水和旋风装置。待脱水之后，通过瓦斯专用阻火器、手动碟阀门，实现发电机组发电。
其次，燃气发动机工作原理。对于瓦斯气体，进入到发电机组内燃机气缸内，通过吸气与压缩、做功与排气过程，推动发电机旋转，发动机完成一个循环，活塞运动两次，主轴和发电机连接，旋转两圈之后产生电能，实现化学能量转换成机械能量，再实现机械动能转换成电能过程。对于燃气发动机，可循环运动产生热量，通过机油、冷却。对于机组自带换热器，可实现冷却水循环换热。
三.煤矿瓦斯的进气系统工艺流程改造
进气系统是煤矿瓦斯发电站的重要组成部分，针对瓦斯水雾输送系统，处于试运行期间，就暴露诸多问题。因此，对该技术进行改造，可达到预期效果。
首先，调整低温放散阀门位置，在防爆碟阀门前安装，避免发电机故障跳闸之后，将防爆碟阀门自动关闭，导致运行人员无法及时打开抽放站，将瓦斯气体排空，引起抽放泵憋气故障。瓦斯抽采泵房、输气站加压机房和低浓度瓦斯管道系统中所选用的电器设备、仪表均应满足矿用防爆要求。
其次，因瓦斯管道长期存在气体混合物，收到长期腐蚀下，产生氧化铁渣，堵塞阻火器，影响瓦斯流通，导致燃气机组无法正常运行，不能满负荷出力。同时，材质、设计原理决定了拆卸清洗难和体积大。为了增加维修方便度，经过分析和调研，改进了瓦斯管道。对于瓦斯管道，在专用阻火器前后位置，安装波纹膨胀节，确保瓦斯起到的阻火器清洗方便。安全设施安设段管道应选用钢管，其他输送管道可选用非金属管；瓦斯输送管应采取防腐蚀、防漏气、防砸坏、防静电等措施。同时，在实践时，更新了输送管道材质，选择新型耐用磨损和防腐蚀材质，取代钢制管道，减少阻火器清洗次数，节约防腐处理成本，降低人工劳动强度。
第三，对于雾化泵的管道设计，选择Y型过滤器，更换出口管过滤器，选择C型细过滤器，采取双重过滤器，对杂质清理，防止杂质堵塞水雾系统喷嘴器，确保瓦斯气体能够彻底雾化，确保输送安全。
第四，对于每台机组的重力脱水器和旋风，在水排水过程中，均含有少量瓦斯。在主回水总管和排水管间隔，设置隔离球阀，避免脱水器在检修过程中，雾化水池的残留瓦斯，顺着主回水管进行倒灌，导致瓦斯泄漏。
第五，针对瓦斯管道的末端设计，一般为小型自动放散阀门。如果瓦斯气体发生压力突变，系统会自动启动放散阀门，将部分瓦斯排放，维持压力处于小范围波动状态，降低系统扰动，解决瓦斯压力突变的紧急停机问题。在现场施工时，尽可能缩短瓦斯泵房、溢流阻火器之间的距离，防止低浓度瓦斯产生非水雾化输送问题。
四.循环水系统工艺流程的创新改造
对于冷却水循环系统，在水泵泵前，安装Y型过滤器在吸水管内，设置闸阀，将水池杂物清除干净，保证冷却水畅通。同时，必须控制好发电机缸温度，提升泵效率。在水池安装家属网，避免秋季树叶散落到池中，发生泵堵塞，引起故障。在清洗Y型过滤器时，将闸阀关闭，避免发生水池水泄漏。安装吸水泵的出口管道时，需设置旋体式逆止阀，避免停泵重锤效应，破坏叶轮。另外，为方便循环水泵的拆卸，安装伸缩节于泵体两头。将循环水池标高调高，确保循环水泵体低于水位，让冷却水自动灌入到泵，省略启动泵前的注水程序。
五.结束语
近些年来，我国瓦斯发电技术日益发展，瓦斯发电站数量逐渐增多，每年CO2排放量逐年减少，节能减排效果理想，社会效益明显增加，基本实现了瓦斯气体零排放。同时，对于瓦斯发电技术，我国技术人员还需加大研究力度，不断创新、改造循环水系统和进气系统，优化工艺流程，提高瓦斯能源利用率，促进社会绿色、节能发展。
参考文献：
[1]吕元.煤矿通风瓦斯的蓄热氧化处理装置研究[D].中国科学院研究生院（工程热物理研究所），2012.
[2]王飞.绿色矿业经济发展模式研究[D].中国地质大学，2012.
中图分类号：TD824 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0036-01
众所周知，我国是一个资源大国，尤其是煤炭资源，煤炭资源的开采对我国经济的发展水平起着非常重要的作用，煤炭资源的应用在我们的日常生活中无处不在，当今，世界各国对煤矿的开采主要采用露天开采的方式，尤其是在对大型煤矿开采时，尽管露天开采技术拥有许多的优点，但是，目前我国的煤矿开采技术仍然存在许多的缺点，因此，在我国的煤矿开采技术中需要引进先进的技术来完善我们现在已有的煤矿开采技术，半连续开采技术作为一种新的煤矿开采技术，应该将其引进我国。
1.半连续开采工艺自身的特点
半连续开采工艺是在传统开采工艺的基础之上发展而来的，传统的开采工艺分为连续开采与间断开采两种工艺，因此，半连续开采工艺就结合了这两种开采工艺的特点，集聚了这两种开采工艺的所有优点，成为了一种新的有效开采工艺，如今在许多的国家被广泛的应有。半连续开采工艺主要分为两种：（1）单斗―自动移动式破碎站半连续工艺（2）单斗―卡车+半固定破碎站半连续工艺。
1.1 应用半连续开采工艺所需的条件
在煤矿的开采工程中，应用半连续开采工艺时需要考虑较多的应用条件，主要包括：地质条件（煤层，土层，地质结构）、气候条件等。倾斜度较为缓和的煤层，煤层厚度大约在2到3层以及地址结构较简单的露天煤矿，有利于半连续开采工艺的开展实施。在我国大多数的露天煤矿在地质与气候上都符合条件，但是在一些气候温度比较低下的地方由于温度较低的原因将会影响半连续开采工艺的实施，因为，当温度低于零下10摄氏度时一些机器上的部件容易被剥离物中的泥岩类物料冻黏住，阻碍工程的进度。
1，2 半连续开采工艺中的关键技术及发展程度
在半连续开采工艺中起着主导作用的主要包括：破碎站、破碎机、转载站、分流站、表土剥离，破碎站作转载物料的地点，在半连续开采工艺中扮演着重要的作用；破碎机主要应用于煤炭的破碎工作流程中，目前，在半连续开采工艺中半固定破碎技术已经发展的相当的成熟，它的机型各种各样，不同环节配备的设备较为合理，因此这种半固定破碎机被广泛的运用；转载站点被应用于煤矿开采的过度环节中，在半连续开采工艺中也是不可缺少的；分流站可以引导岩石的分流，调节运输系统的运输数量；表土剥离顾名思义就是在煤矿开采的前期将地表的土层剥离开，从而有利于实施煤矿的开采。在煤矿开采的这些技术之中，我国在破碎机的应用上技术最为成熟，尤其是在“单斗―卡车+半固定破碎站半连续工艺”这种工艺技术之上，破碎机作为半连续开采工艺系统中的关键设备，因此，在煤矿的开采中发挥着巨大的作用。但是我国在自动移动式破碎站半连续工艺中的技术有待进一步的完善，为了改善我国传统开采技术的不足之处，因此，我国需要对一些我们尚未成熟的技术进行进一步的研究，完善半连续开采工艺技术。
2.半连续开采工艺在大型露天煤矿开采中的应用
随着我国露天煤矿在所有的煤矿中所占的比例不断的提高，工艺设备的研发技术以及设备的制造水平不断得到发展优化，我们在煤矿的开采过程中提出了更高的要求，首先从保护环境的角度考虑煤炭的开采需要节能环保，其次从开采的效率出发，煤炭开采应该做到生产集约化、产品系列化，这些煤炭开采的条件要求为半连续工艺的发展提供了充分必要的条件。
2.1 确定煤矿开采的条件
在半连续开采工艺技术的应用工程中，首先应当确定煤矿开采的条件，前文中我们已经分析了煤矿开采的条件主要是地质条件和气候条件，在煤矿开采时我们应当考虑地质层的厚度，煤层的坡度，气候的温度，根据这些条件选择一种最具优势的半连续开采工艺系统方案。
2.2 选择半连续开采工艺中应用到的设备
在半连续开采工艺中设备的选择尤为重要，在选择设备时我们应该综合考虑各方面的因素，既要考虑技术方面的因素又要考虑经济、管理方面的因素，综合各方面的因素考虑后，我们才可以选择一台适合不同煤矿开采情况下的设备，例如在破碎机的选择时，我们在技术方面应当考虑到，岩质的性质、硬度，破碎机的生产能力、型号、机身的重量等等。
2.3 考虑在半连续开采工艺中会出现的问题
在煤炭开采过程中每一个开采环节我们都需要非常的谨慎，在确定煤矿开采的条件和选择好开采设备后我们将会开展煤炭开采的工程，在这个过程之中，有许多的问题需要我们考虑，主要包括：针对冬季冻土层和树木杂物的处理问题；采用松土机或者钻机穿孔爆破的问题；破碎机选择的问题及一些其他技术方面的问题，而且在煤炭的开采中还要考虑一些经济上的问题，只有在这些问题都得到充分的考虑后，半连续开采工艺技术在煤炭开采过程中才可以被熟练地应用，提高煤炭开采的效率。
3.结语
综上所述，半连续开采工艺技术在我国不断的发展，经过这些年来的技术改进，半连续开采工艺技术已经在露天煤矿开采中得到广泛的运用，但是由于一些设备的成本过高而且只能进口，所以使得很多煤矿开采的企业在充分考虑各方面的因素后不得不放弃使用这种技术，因此，半连续开采工艺在我国的发展脚步变得较为缓慢。由于半连续开采工艺集聚着诸多的优点，它不仅可以节能减排，而且可以提高工作效率，因此，在大型露天煤矿的开采中我们应当尽量使用半连续开采工艺技术。对于已经开采的矿山，在扩大开采的规模或者重新进行开采的工程中，可以将传统开采技术经过改良变成半连续的开采技术，这样不仅可以在经济上做到节约而且在时间和效率上也得到了提高。因此随着科学技术的发展，我们应当不断的改进完善露天煤矿的开采技术，使我国的露天煤矿开采技术不断向前发展，从而带动中国资源开采技术的进步。
参考文献
中图分类号：TD263 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0262-02
1 概述
众所周知，煤矿行业的经济效益蒸蒸日上，煤矿机械化自动化程度也是越来越高，在煤矿生产过程中，煤矿生产是一项复杂的工艺技术，它的生产条件环境的恶劣性，以及煤矿各生产环节的工艺相当复杂，各方面的因素给机电设备的管理，特别是连采工艺，在采用连续采煤机的采煤方法，而且连采机电设备比如连续采煤机、梭车、破碎机、锚杆机等，它们的使用范围也在不断的扩大，因此对设备的各方面的要求也变得更加严格，对设备的管理也随之严格，这就对机电设备的管理和生产工作有了更高的要求，提出了很多新的问题和挑战。中国神华神东煤炭集团锦界煤矿采用连续采煤机及其配套设备施工。从而形成连续采煤机掘进工作面割煤、装煤、运煤、清煤等工序全部机械化作业的施工方法。这样对机电设备的检修与技术改造的重要性就不言而喻，检修技术的好坏对实现连采设备价值最大化起到了更为关键的作用。
2 煤矿连采机电设备检修工艺的发展现状
随着我国的科技水平不断提升，大型机电设备广泛应用于煤矿生产过程中，与之相结合的检修工艺也不断发展和进步，但目前我国的检修工艺相比国外先进水平还有很大的差距，需要不断努力，提升我国的检修工艺水平，保证煤矿的正常生产。煤矿在生产过程中，需要大型机电设备不间断长期使用，机电设备通常需要在恶劣的生产环境中大功率长期运转，机电设备发生故障的频率相对较高，采用完善的检修工艺可以及时发现机电设备中的存在的安全隐患。 目前，我国的检修模式较为单一，主要采用以自主检修为主，以机电设备供应商提供的技术服务为辅的检修模式。 我国的检修工艺相对较为落后，缺乏先进的检修仪器和检修方法，同时缺乏完善的检修标准体系，检修工人大多根据自己的工作经验采用自定的检修标准来进行检修。 随着我国煤矿业的快速发展，对检修工艺提出了更高的要求，不断创新和发展煤矿连采机电设备检修工艺，提高煤矿连采机电设备的安全性，对于保证煤矿生产的安全性具有重要的现实意义。神东煤炭公司锦界煤矿在设备管理上推行精益化管理，并取得了很好的效果。
3 煤矿连采机电设备检修流程中存在的问题
3.1 没有建立健全标准的检修流程
没有建立健全标准的检修流程是目前我国煤矿连采机电设备检修过程中存在的主要问题，严重影响了煤矿生产和检修的安全性，为此，神东煤炭集团公司投入人力、物力，认真编写了连采设备检修标准作业流程并编纂成册发放到各矿并组织各矿认真学习推广，各矿根据实际将流程制成卡片，让检修工随身携带，检修工在检修过程中随时对照卡片，发现错误之处及时纠正，同时主管机电的领导利用班前会和井下检查时间对检修工进行提问流程掌握情况，回答的好坏直接影响检修工的绩效考核，公司的这种做法值得全国煤矿效法与学习。
3.2 机电设备的日常检修工作有待进一步加强
目前，我国的煤矿连采机电设备检修工作主要以事后检修为主，没有注重日常的检修工作，没有及时发现机电设备中存在的故障并进行检修。 另外，检修人员并没有结合机电设备的特点制定科学合理的日常检修内容，很难保证机电设备长期安全、高效、稳定地运转。
3.3 检修工艺的技术含量有待进一步提升
检修工艺的技术含量相对较低也是目前我国煤矿连采机电设备检修过程中存在的主要问题。 首先，采用先进的动态监测技术可以使机电设备的维修过程趋于动态化，有利于及时发现机电设备的安全隐患;其次，随着信息化网络技术的快速发展，信息化网络技术广泛应用于我国各行业中，在检修过程中适当运用信息化网络技术可以显著提升检修过程的质量。
4 检修工艺是实现连采设备价值最大化的关键手段
4.1 制定合理的机电设备检修标准作业流程
在煤矿的生产过程中，制定机电设备检修标准作业流程至关重要。 检修标准作业流程不仅能够保证质量，而且能够保障设备正常运转。 主要从以下三方面制定检修标准作业流程：①从范围方面，根据相关规定，制定检修的范围和阶段;②从检修程序方面，按照一定的顺序对机电设备进行检修;③从检修范围方面，不同的检修阶段对应不同的检修范围，如从小修到大修对应的是从仪器的外部清洗到零件的更换。 通过制定机电设备检修标准作业流程，可以有效地降低机器故障的发生率，提高机器运作的效率，减少人力、物力和财力的浪费。
4.2 煤矿连采机电设备的检修工艺改进
在机电检修的过程中应有管理人员全程陪同，监督机电设备的检修过程。 检修完成后进行试验，试验成功后才能将机电设备投入使用。 机电设备在煤矿生产的过程中非常重要，因此要提高对机电设备的重视度。因此企业还要不断引进先进的机电设备以及检修技术，对已有的设备加以改造，制定出一个经济、安全、环保的检修改造方案。大型机电设备广泛应用于煤矿生产过程中，显著提升了煤矿的生产效率，具有明显的经济效益，为我国经济发展做出了巨大的贡献。 大型机电设备的安全性要求极高，因此，管理人员必须结合日常检修和管理的实践工作，建立完善的检修制度，采取合理的检修方法，及时发现机电设备中存在的安全隐患，将煤矿安全事故的发生率降到最低。
4.3 加强煤矿连采机电设备检修工作
（1）对煤矿连采机电设备进行日常的检修。
加强煤矿连采机电设备的日常检修工作，例如煤矿生产部门一天可以至少花费两小时的时间在检修工作上。检修工作对于连采机电设备的正常运行，保证企业生产，具有很重要的作用，从而对煤矿企业的生产起着至关重要的作用。它可以将连采机电事故消灭在萌芽状态。
（2）对煤矿的连采机电设备进行定期的检修
每一个生产线的矿井都要执行定期的检修计划。除了各个生产线的正常检修外，每一个矿井还可以根据自身的设备的运转情况进行定期的检查、技术测定，安排一年的设备停产检修计划，主要解决设备的零部件磨损，严禁出现零件超负荷运转的现象，对于需要技术鉴定的设备要抓紧时间等，以确保连采机电设备的性能处于良好状态。
5 神东煤炭集团公司在实现连采设备价值最大化的成果展示
5.1 连采胶带机集中控制系统
随着煤矿井下自动化水平不断提升，主运输集中远程控制系统应用效果显著，如今面对煤炭行业产能过剩的严峻形势，为了响应国家“工业4.0”的战略计划，实现自动化减员增效、煤矿“无人则安”的发展目标。锦界煤矿智能矿山再提升项目启动后，本着“标准化、产品化、智能化”的建设目标，对连采队胶带机自动化系统继续改造，实现了连采胶带机及连采供电系统集中远程控制，取消机头岗位工，消除了人工岗点化操作的不安全因素，提升了连采胶带机运行安全等级（见图1）。
5.2 梭车与破碎机联动装置
连采工作面主要通过连采机耙爪，煤机运输机，梭车，破碎机及胶带机一系列设备进行煤炭转运，其中各环节都要有人员去操作开停设备。我矿通过对梭车及破碎机电控箱进行改造，实现梭车与破碎机的联动功能。利用无线发射器将梭车和破碎机的信号连接起来，使用电磁阀来控制破碎机滚筒和运输机的启停，实现自动功能。当梭车第一次运行到距离破碎机大约10m时，灯光语音报警装置发出“破碎机启动请注意”的警告，延时3.5s后破碎滚筒运行，同时灯光报警装置开始“红灯闪烁”，破碎滚筒运行后输送机立即启动，延时3min后输送机自动停止运行。
6 结语
1煤矿开采技术发展现状
随着科学技术的不断发展，采矿工艺技术也将加快创新，提高煤矿开采企业的经济效益。当前，煤矿开采技术的应用也存在着不容忽视的问题。
1.1煤矿开采效率低下
煤矿开采作业是一项特殊的工程作业，系统性强，覆盖面广，只有建立在机械化和自动化技术上的开采工艺技术才能够保证采矿效率。但在当前的技术水平下，煤矿采矿中依旧沿用传统的开采模式，污染高、效率低、浪费严重。
1.2环境污染问题突出
毋庸置疑，煤矿采矿作业一定程度上会造成生态环境污染，尤其是部分地区长期采用长壁采煤法。如果不及时对工艺技术进行升级改造，将对煤矿开采地区的生态环境造成不可修复的损失。部分煤矿开采区通过深挖开采，严重威胁地下水资源的安全。
2煤矿采矿工程中的采矿工艺与技术分析
2.1空场采矿工艺技术
就目前的煤矿开采工程而言，空场采矿工艺的发展日臻成熟，应用效果好，应用范围大，更多地被煤矿回采作业所采用。空场采矿工艺操作便捷、前期投入低、采矿效率高，备受煤矿采矿企业的青睐。在采用空场采矿工艺技术进行煤矿开采前，要全面掌握采矿区域的地质结构，细化煤矿层分布，并采用回采方式进行作业。由于这种工艺模式下的采矿作业，会对采空区进行回填，因而在高效完成采矿的基础上，还可提高采矿作业的安全系数。当然，这种工艺技术方法并不是十全十美的。比如，对煤矿层细化分析不够，会影响矿柱和矿区空间比例的协调与平衡；在矿柱回收时，会面临着因爆破力过大而影响岩层稳定的问题[2]。所以，工程技术人员要根据采矿工程实际，制定最优化的空场采矿工艺技术方案。
2.2崩落采矿工艺技术
崩落采矿工艺技术的主要应用范围是易发生矿层塌陷或岩层崩落的采矿区域，可对煤矿采矿作业进行有选择性的回采。目前，该技术在煤矿采矿实践中的应用正在逐渐扩大。同样，在崩落采矿工艺实施前，也要充分分析煤矿岩层应力，确定煤层崩落点位，合理掌控崩落力度及其对附近煤层产生的影响。该工艺技术尽管能够准确掌控煤层崩落预期，有效控制开采过程，形成相关数据分析，但其受地质情况的局限较强，事先分析不足极易造成危险。
2.3填充采矿工艺技术
填充采矿工艺技术是一项新发展起来的采矿技术，主要在煤矿采空区进行人工防护。由于煤矿资源的过度开采，迫使诸多煤矿开采企业不得不进行深挖开采，不利于开采安全作业，降低了开采效率，而填空采矿工艺技术则能够很好地避免上述问题，有效杜绝地表岩层的塌陷，提升作业安全性。该工艺技术通过填充采空区，进行回采，因此要充分掌握地压信息，全面了解煤矿开采作业区域内围岩的安全系数和坍塌可能性，从而通过科学合理的有效途径，构建起安全可靠的作业环境。当煤矿开采不断深化，采矿区的采空区域会越来越大，为确保其作业安全，应该提前规划做好回填，避免出现坍塌等地质问题。但通常而言，回填工作会存在不同方面的难度。第一，回填难度系数高，因为回填作业施工环节复杂，作业进展慢，当某一区域彻底回填完成后才能回填下一个采空区域。第二，全面回填需要较多的回填材料，而回填材料的成本较高，不利于回填作业成本的有效管控。这些问题的存在，需要工程技术人员不断推陈出新，创新开采技术与回填材料，优化回填工艺流程，以最大程度上提高工作效率，降低成本。
2.4机械化采矿工艺技术
机械化采矿工艺技术的应用范围可以包括地下开采和露天开采[3]。对于埋藏在地表深处的煤矿资源，可以采用地下开采技术，通过剥离岩层、土层进行作业。相对而言，地下开采的成本比露天开采的成本高，但对周边岩层土层的污染较低，生态环保效果较好。对于裸露在地表的煤矿，可以采用安全系数高相对较高的露天开采技术。该种技术工艺适合大规模机械化操作，降低煤矿贫化率。随着生态环保、低碳节能理念的不断深入，更多的采矿实践倾向于采用机械化采矿工艺。
2.5无废开采工艺技术
矿井水是矿井开采过程中产生的地下涌水，在开采过程中会受到粉尘和岩尘的污染，是具有煤矿行业特点的废水。大量矿井水的流失，不仅造成水资源的极大浪费，而且还污染了矿区周围农田及地表水系。对矿井水进行处理并加以利用，不但可防止水资源流失，避免对水环境造成污染，而且对于缓解矿区供水不足、改善矿区生态环境、最大限度地满足生产和生活用水需求具有重要意义。
矿井水水质状况随煤矿开采的品种、类型、方式以及煤矿所处的区域和地质构造等不同有较大的差异。矿井水按水质主要分为4类：洁净矿井水、含悬浮物矿井水、高矿化度矿井水和特殊污染型矿井水。
除了洁净矿井水可直接利用外，矿井水的利用都需要相应的矿井水处理技术，主要包括含悬浮物矿井水处理技术、高矿化度矿井水处理技术和特殊污染型矿井水处理技术。
1.高矿化度矿井水处理技术
1．1高矿化度矿井水的水质特点
高矿化度矿井水中含有大量的钙、镁、钾、钠、硫酸根等离子，这些离子总量大于lg／L，水质多数为中性或偏碱性，带苦涩味，俗称苦咸水。高矿化度矿井水又可分为微咸水(矿化度为1～10 g／L)和咸水(矿化度为10～50 mg／L)。我国煤矿高矿化度矿井水含盐量在1一10 g／L，少数达10 g／L以上。高矿化度矿井水主要分布在我国北方矿区、西部高原、黄淮海平原及华东沿海地区。
1．2处理方法和原理
目前国内主要有：药剂法、离子交换法和膜处理法。较常用的方法是膜处理法。膜处理法主要包括电渗析法和反渗透法。目前电渗析法基本淘汰不用，主要采用反渗透法处理高矿化度矿井水。反渗透法原理是以压力为推动力的膜分离方法，脱盐率高达95％以上。由于高矿化度矿井水的特殊性，膜污染和膜结垢是影响反渗透系统工作效率和使用寿命的重要因素。为了减小膜污染，必须增加前处理工艺，一般采用“机械过滤器一活性炭过滤器一保安过滤器”三级过滤工艺，也可用超滤代替前面的三级过滤。为了解决膜结垢问题，必须投加阻垢剂，阻垢剂的选择和投加量应通过试验来确定。
1．3工艺流程和处理效果
高矿化度矿井水处理作为工业用水的工艺流程：矿井水一前处理一阻垢剂投加—反渗透装置一出水。实践表明，该技术结垢控制良好，运行稳定可靠，脱盐率一直保持在95％以上。
2.含悬浮物矿井水处理技术
2．1含悬浮物矿井水的水质特点
含悬浮物矿井水中主要包含煤粉、岩粉和黏土等，含悬浮物矿井水具有悬浮物粒径差异大、质量轻、沉降速度慢等特点。煤是有机物和无机物的复合体，不同煤化阶段的煤分子结构大小不同，煤粒表面所带电荷数量也不相同，因而其亲水程度各异。
由于含悬浮物矿井水中煤粉的作用，尽管有时矿井水悬浮物不是很多，可黑色却十分明显，感观性状差。含悬浮物矿井水中悬浮物的含量每升为几十至几百毫克，少数超过1 g／L。但在井下水仓清仓时，悬浮物含量每升最高可达上万毫克。不同的含悬浮物矿井水，由于悬浮物含量和煤屑占悬浮物的比例不同，使得化学需氧量(COD)差异较大，但COD是由于煤屑中碳原子的有机还原性所致，在水中十分稳定，它将随着悬浮物的去除而消失，故不需要进行生化处理。
2．2处理方法和原理
含悬浮物矿井水处理采用“混凝一沉淀一过滤”的方法，出水可达到工业用水的标准。混凝通常采用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺药剂配合投加。矿井水混凝反应后，再进行沉淀，实现固液分离，去除大颗粒的悬浮物，细小的悬浮物，再用过滤的方法去除，出水达到工业用水标准。过滤的滤料通常为无烟煤、石英砂。
如果矿井水处理出水要作为生活饮用水，除采用“混凝一沉淀一过滤”的方法外必须增加吸附方法去除水中有机污染物的工艺。吸附原理是利用物质强大的吸附性能来去除矿井水中有机污染物。目前用于矿井水处理的吸附剂是活性炭，活性炭具有丰富微孔结构和表面憎水性，其对水中某些污染物有极强的亲和力，是有效的去除方法。
2．3工艺流程和处理效果
含悬浮物矿井水处理作为工业用水的工艺流程如图l(a)所示。该实用处理技术在全国十几个矿区的一百多个煤矿中进行实际应用，工程投资省，水处理成本低，处理效果好。含悬浮物矿井水处理作为生活饮用水的工艺流程如图1(b)所示。
图1 含悬浮物矿井水处理工艺流程
含悬浮物矿井水处理技术，水处理成本低，处理出水水质可靠。
3.特殊污染型矿井水处理技术
3．1含氟矿井水处理技术
含氟矿井水的氟浓度一般在1—10 mg／L，如果矿井水处理后作为饮用水，我国规定生活饮用水不超过1 mg／L。含氟矿井水的处理方法主要有活性氧化铝法、电渗析法、电凝聚法、絮凝沉淀法等。絮凝沉淀法由于需要投加大量铝盐才能去除少量的氟，所以适合矿井水含氟不大于4 mg／L，且水量小于30 m3／d。由于适合的水量较小，絮凝沉淀法实际在煤矿矿井水处理除氟中基本没有应用。电渗析法除氟主要适合高含盐量的矿井水的一并处理。目前，在煤矿应用较多的除氟工艺是活性氧化铝法。活性氧化铝是一种白色颗粒状多孔吸附剂，由各种含水氧化铝煅烧而成，具有很大的表面积，其吸附交换能力随着比表面积的增大而强化。在除氟和再生过程中，铝离子起关键作用，形成了铝氟配合物，与氟离子的交换反应如下：A1203·A12(S04)3·nH20+6F-===A1203·2AlF3·nH20+3；含氟矿井水处理工艺流程：含氟含悬浮物矿井水—预沉调节池一去悬浮物净化处理系统—活性氧化铝过滤除氟系统一出水供用户。
3．2含铁矿井水处理技术
大多数含铁矿井水的铁含量一般在10 mg／L以下，pH值在6～7，除铁处理后出水可作为工业用水。含铁矿井水处理方法和原理是将二价铁氧化成三价铁，再采用过滤去除铁。铁的氧化法主要有充氧氧化法、氯氧化法、高锰酸钾氧化法、臭氧氧化法等。过滤采用的滤料主要有石英砂、无烟煤或锰砂滤料。
采用充氧氧化法的除铁工艺流程：含铁含悬浮物矿井水一预沉调节池一去悬浮物净化处理系统—氧化过滤除铁系统一出水供用户。
4.结论
对矿井水进行处理并加以利用，不但可防止水资源流失，避免对水环境造成污染，而且对于缓解矿区供水不足、改善矿区生态环境、最大限度地满足生产和生活用水需求具有重要意义。
参考文献：
矿山企业多数远离城市和交通要道，地理位置偏，所以各种燃料、配件的库存量大，种类多，资金占用也多，技术进步又容易造成库存存货的淘汰。同时矿山采装、运输、矿物加工成本占生产成本的比例高达40-80%,选矿和混矿对矿产品售价影响极大。矿山企业的这些特性使得供、产、销各个环节的物流管理显得极为重要。目前，矿山生产管理主要关注生产的工艺过程，而忽视了将每一个工艺环节连在一起的、并且伴随每个工艺环节同时出现的物流活动，还没有树立起生产物流的观念。因此，在“数字矿山”建设中引进物流管理理念十分重要。由于矿山企业的特殊性，矿山物流不能直接采用一般企业物流的管理模式，因此在数字矿山实施过程中对矿山物流如何管且管得好是本文重点研究和解决的问题。下面结合露天煤矿数字矿山及物流体系建设谈谈自己的看法。
2.数字矿山总体结构
何为数字矿山，数字矿山与矿山自动化、信息化有何区别和联系，目前在国内还没有达成统一的意见。但普遍认为：数字矿山是数字地球、数字中国在矿山中的开发应用，数字矿山从更高的层次、系统论和一体化的角度对矿山进行数字化、信息化管理，更深入、更有效地为矿山生产、经营和管理提供服务，为矿山持续、高效、科学的发展提供重要保障。
根据国内矿山的特点及其信息化建设的现状，结合数字矿山技术的最新进展，确定数字矿山的建设原则如下:（1)根据矿山具体条件及发展需要，结合国内外技术的最新进展情况，分层次建立开放式数字矿山总体框架，对各层次的系统范围和内容可进行扩充，也可扩充更多层次;（2)系统建设应与矿山主要业务信息化管理相适应，既保证各业务系统的独立运行，又实现各业务系统的有效集成和整合;（3)系统建设要充分考虑到技术的先进性、成熟性、实用性、规范性和可扩展性，使各组成部分易于开发和实施，并可方便地纳入到数字矿区、数字行业、数字中国中。
按照上述原则确定的数字露天煤矿总体结构如图1所示。从图1中可以看出，数字矿山自下而上可分为以下六个层次：
①基础数据层。即数据获取与存储层。数据获取包括利用各种技术手段获取各种形式的数据及其预处理；数据存储包括各类数据库、数据文件、图形文件库等。该层为后续各层提供部分或全部输入数据。
②模型层。即表述层。如空间和矿物属性的三维和二维块状模型、矿区地质模型、采场模型、地理信息系统模型、虚拟现实模型等。该层不仅将数据加工为直观、形象的表述形式，而且为优化、模拟与设计提供输入。
③设计优化层。如工艺流程模拟、参数优化、设计与计划方案优化等。该层为把优化解转化为可执行方案或直接进行方案设计提供手段。
④执行与控制层。如自动调度、流程参数自动监测与控制、远程操作等。该层是生产方案的执行者。
⑤管理层。包括MS、ERP与OA等，其中MS、ERP部分含供应物流和销售物流的管理功能。
⑥决策支持层。依据各种信息和以上各层提供的数据加工成果，进行相关分析与预测，为决策者提供各个层次的决策支持。
3.露天煤矿物流特点及存在问题分析
矿山物流是一个系统物流，属于工业物流范畴，是发展现代工业化生产方式、提高企业利润空间的有效手段。它存在于矿业产品的开发准备、生产过程和销售活动的全过程之中，是生产矿业产品以及组织矿物销售等一系列物料实体的运送搬运等动态流转过程，是一个由矿业的供应物流、生产物流、销售物流、回收物流、废弃物物流构成的物流系统如图2。露天煤炭物流系统除了具有一般工业企业物流系统和煤炭物流的共同特点外，还具有自身的特点：
(1) 生产物流包括产品实体和废弃物两部分物流。露天煤矿的生产物流不仅包括煤炭产品实体），还包括剥离物废弃物），且剥离物产量通常远远大于煤炭、排弃占地面积大；而煤炭库存质量标准要求不高、不需包装。
(2) 生产环节复杂，易污染环境，作业场所时空变化大。露天煤矿生产通常分为穿孔、爆破、采装、运输、排卸、破碎、洗选等多道工序，工序复杂，各项工序作业均易污染环境，随着生产的不断进行，采掘工作面及排土工作面的时空变化大。
(3) 供应物流与销售物流没有直接联系。煤炭企业所需的生产物资都是辅助材料，不构成产品的实体，供应物流量的大小由矿山的采剥总产量决定，其运输方向与销售物流相反，所以煤炭企业的供应物流与销售物流在运输工具和管理方法上没有直接联系。长期以来，我国矿山企业包括数字矿山建设不同程度地存在“重生产、轻管理”的思想，对生产环节以及内部管理比较重视，缺少物流管理意识，没有认识到物流作为企业的“第三利润源泉”在降低成木、提高效益、增强市场竞争力中的作用，将物流活动置于附属地位，没有从物流管理的高度实现供应物流、生产物流、销售物流、回收物流、废弃物流进行综合管理。。物流管理专业化程度不高，仅在MIS系统、ERP系统中部分实现了供应物流、销售物流的功能（图1的管理层部分)，而忽视了将每一个工艺环节连在一起的、并且伴随每个工艺环节同时出现的生产物流、回收物流、废弃物流的物流活动，即在图1的执行控制层还没有树立生产物流的理念。下面结合露天煤矿的特点，重点论述后在矿山建设中需要重点解决的生产物流、回收物流、废弃物流等问题。
4.露天煤矿数字矿山建设需要重点解决的物流问题
(1)生产物流。露天煤矿的生产物流不仅包括煤炭产品，而且还包括废气剥离物，且剥离物产量通常远远大于煤炭，排土需要占用较大的土地空间。因此露天矿煤矿生产物流，重点解决采煤、剥离、排土之间的关系问题。
露天矿开采工艺分为连续工艺、间断工艺、半连续工艺、无运输倒堆工艺等多种形式。这些工艺选择受矿岩性质、矿床赋存情况、地形条件、设备价格等多种因素限制，属于采矿工艺设计问题，其中连续工艺、无运输倒堆工艺的物流调配固定，而间断工艺均大都采用汽车运输方式，系统的机动灵活性为物流调配提供了有利的前提条件，且间断工艺露天矿运输环节费用占生产成本的40%〜60%,因此对间断工艺进行物流研究具有重要的意义。间断工艺的生产物流应重点解决以下几个问题：
①在排土方式选择上，优先采用内排。露天矿内排就是在采出有益矿物的同时将剥离的土岩排在采空区形成的内部排土场中。内部排土具有巩固非工作帮边坡稳定、少占用耕地、缩短排弃运距、便于复垦造田和恢复生状等优点。因此在条件允许的情况下，尽量采用内排。内部排土的露天矿在同一时间、同一空间，同时存在着采出与回排两种作业，这就给管理和技术上实现合理的物流调配提出了新问题，合理的物流调配更能体现内部排土的优点，取得更好的经济效益。
②采煤与剥离的统一考虑。露天矿采煤与剥离的统一考虑就是将采煤与剥离的装载点与卸载点通过统一的或局部统一的路径联系起来，共同纳入到一个系统中，进而提高运输系统的整体效率，使露天矿的运营费用最低，产生最好的经济效益。并尽量减少采煤与剥离物流的交叉和逆动。
③采剥与内排的统一考虑。露天矿内排的形式不外乎端帮环线及中间桥式或两者兼而有之。中间桥存在时，采剥与内排就拥有一个共同的底盘标高，就是说采剥工作面与排弃工作面仅差排弃段高，也就是在物流调配中采出的装载点与排弃的卸载点距离较近。假如把采剥与内排统一考虑，充分利用空车资源，就可以利用采出的返空车在剥离工作面装载后通过中间桥或端帮环线、排弃工作面移动坑线运输道路系统进行排弃，排弃完后再在采出工作面装载。这样形成一个闭合链，链中运输设备重载行程远大于传统的空重行车半对半，从而显著提高运输系统的整体效率。之所以说是整体，就是包含剥离与采出、端帮环节与中间桥。在研究采剥与内排个关系问题上，应重点研究主要交叉道口的车流密度和主干道路面负荷、端帮和中间桥的布置问题、内排段高的合理取值等问题。
④设备、路径的统一考虑。设备的统一考虑就是为了方便、简化设备的管理，这里仅指设备的维修保养和配件供应，更重要的是采装与运输设备的型号搭配，尤其是运输设备性能和型号的统一，以便于互换和运行组织，包括装载、卸载和运行速度控制等。路径的统一考虑，就是采煤工作线、剥离工作线和排土工作线相兼顾；固定坑线与移动坑线相兼顾，包括中间桥与端帮环线相兼顾、采掘工作帮移动坑线与内排工作帮移动坑线相兼顾；道路的维护与修筑相兼顾。
⑤自动化调度系统的实施。露天矿自动化调度系统用于在汽车运输露天矿中对卡车、电铲等进行实时优化调度，系统的主要功能就是通过对电铲、卡车、推土机等设备的位置、状态等信息的采集，实现对设备位置及工作状态的实时跟踪、显示，优化调度卡车运行，及时准确查询统计当前生产情况。目前该系统总体技术己经成熟，并在国内个别露天矿投入使用。采用露天矿自动化调度系统进行物流优化调配，对提高矿山产量、节省费用、取得较高经济效益具有重要的作用，国内间断工艺露天矿应优先采用该系统。
(2) 回收物流。露天煤矿的回收物流主要包括生产过程中部分消耗的废旧物资的回收利用、煤炭开采过程中的顶底板损失以及伴生煤矸石的综合利用3个部分，此外，由于大型露天煤矿通常建有选煤场和坑口电厂，因此还包括选煤场的煤泥、坑口电厂所产生的粉煤灰和煤渣等。对煤炭回收物流的研究,应集中在加强对回收物流的管理和再生资源的综合利用技术研发上。一方面要通过技术和管理手段减少废弃物流的发生量，另一方面要对废弃物中的再生资源进行处理利用，变废为宝。研究和利用的重点如下：
废旧物资的回收利用：露天矿的生产设备价值高达数百万乃至数千万元，发动机、总成、轮胎等价格昂贵。应开发配件寿命跟踪系统软件，价对格昂贵、附加值高、可重复利用的配件进行使用、维修、报废等跟踪，一方面提高再生资源利用水平，另一方面也为供应物流选择质高价低的供应商提供依据。该系统应与供应物流图1中的MS、ERP)、生产物流图1中的生产调度系统）紧密结合。
顶底板损失：采用先进的设备和工艺，减少顶底板采出损失，如液压铲、刨煤机、推土机辅助处理等。
煤矸石利用：
热能利用：流化床燃烧技术，洗煤泥-煤矸石混烧技术等。
矿物成分利用：建材利用技术，高硫煤矸石提取硫磺或制取硫酸技术。
煤泥的利用：流化床燃烧，煤泥水混合燃料，煤泥型煤等。
粉煤灰利用：制取高水充填材料、制备分子筛等。
煤渣的利用：燃烧水泥熟料，硅酸盐建材原料，烧结建材制品等。
(3) 废弃物流。露天矿山废弃物大体可分成两种：一是生产过程中产生的剥离物，二是劳动工具、装备、设施的更新报废物。其中剥离物是生产物流的重要组成部分，因此,可能的最优采购批量(Q>)为2000单位。
1煤矿采矿作业的特点
采矿作业具有一定的危险性，为了有效避免事故的发生，工作人员必须充分了解采矿作业的主要特点：①矿产资源的固定性，采矿作业的工作对象为矿产资源，它们是自然界存在的固定矿体，且具备一定的不可再生性，因此，矿址是无法随意选择的；②采矿人员的流动性，我国分布着很多中小型矿产企业，但这些企业的规模较小，生产力较低，加之工作环境恶劣、工人报酬低等因素，采矿工作中难免存在人员流动问题；③矿资的不可再生性，随着矿产资源的快速开发，矿资逐渐呈现枯竭趋势，为了保证矿资的原量供应，就需要进行深层开发，这不但增加了开采难度还降低了生产效率，甚至造成贫矿的出现；④矿产资源质量不稳定性，作为一项收益高、风险高的项目，矿产开发需要投入大量资金，加之其开采周期较长、开采条件复杂等因素，标准化开采简直遥不可及，极易影响矿资质量；⑤开采难度较大，采矿作业具有很大风险且多数在井下进行，实现自动化与机械化具备很大难度。
2煤矿工程采矿技术分析
（1）缓倾斜薄煤层开采技术。缓倾斜薄煤层开采技术所用的刨煤机，具有体积小、功率大、开采效率高及安全可靠等特点。但为了能更好地保证煤矿开采工作安全顺利进行，还需研制一套与薄煤层开发相匹配的煤机综采液压支架及其它配套技术。（2）缓倾斜厚煤层开采技术。对缓倾斜厚煤层的开采需使用一次性开采技术，这项技术特别注重加强支架结构强度，因为只有达到一定强度，才能防止出现滑倒等现象。同时，也能避免顶梁焊缝出现开裂或四连杆变形等现象的发生，另外一次性开采技术还保护了千斤顶可以安全工作，进而提高开采工作的安全可靠性。（3）深层井开采技术。在煤层开采过程中，深层井开采技术的重点工作包括控制矿压、防治冲击地压、瓦斯和热害及深井通风和井巷布置等。该项技术主要应用在地热危害性很大、冲地压较低和煤层岩石抗压力低的地段，为了更安全地开展开采工作，在进行开采前，需重点研究深井围岩状态及其应力场的分布特点和深井场地的环境变化情况。（4）填充开采技术。填充采矿工艺技术指的是在回采工作前进期间，选择合适的填充材料对于采空区进行补足，通过一定的支撑强度达到安全生产的目的。面对特殊开采环境的情况下，在填充材料的基础上还可以联合支架支撑，确保采空区一年的支撑强度。该工艺技术的应用，能够显著改善回采工作的安全性，减少事故的发生、提高企业的生产效率和经济效益。（5）溶浸采矿工艺技术。溶浸采矿工艺技术属于化学开采方式，在开采前期对当地的地质环境进行勘探，结合矿产资源的化学与物理特性深入分析，选择合适的溶浸液灌注到矿层中，与目标对象发生一系列的化学反应，把将要开采的矿产资源固体转化为液体，能够很好地实现对矿产资源的开发。溶浸采矿工艺技术的安全系数高、对矿产资源的开采和利用率高，同时能够满足节能环保理念，是非常具有应用前景的工艺技术。
3煤矿采矿工艺技术的改进策略
（1）完善政策制度。没有规矩不成方圆，煤矿企业的管理与发展离不开完善的政策制度，企业管理者不应只看眼前利益，要重视科技创新的应用。当地政府可以通过制定政府补贴等政策鼓励倡导煤矿企业技术创新，对于不愿意进行技术创新的企业，政府也可以制定强制与鼓励措施，实现奖罚并重，提升企业对先进工艺技术的认识度。除此之外，国家还应制定完善的工作制度，明确煤矿行业的工作目标、开采流程，并严格划分管理者的岗位职责，制定各种管理办法，使工作人员可以有法可依、有章可参，工作中各司其职，避免违法操作，实现采矿技术的规范化，进而提高企业的生产效率。（2）工艺技术智能生态化。当前社会是知识经济的时代，各类先进的信息技术被广泛应用，煤矿行业也不例外，只有将自动高新的技术手段不断应用于煤矿开采作业，才可以真正实现煤矿开采技术的智能化发展。相较传统的煤矿开采技术，无人开采将是主要的智能化发展方向，它不但可以节约人工成本，还可以确保工人安全，为煤矿企业创造更高的经济效益。除此之外，生态化也是煤矿开采技术的发展方向，煤矿开采过程中难免会产生大量的废气、废物，给矿区周围的环境造成了极为严重的污染。为此，煤矿开采技术不但要实现智能化，还要在降低污染的基础上实现生态化发展，保护人们的生存环境。（3）建立塌陷预警系统。煤矿开采工作的安全系数极低，企业亟需借鉴全球定位系统与地理信息系统的优势组成先进的地理位置信息主体，建立煤矿塌陷的预警系统。比如，在采矿过程中，企业可以采用3s技术综合分析方法，全面监控矿区表面的塌陷区域，并根据遥感图像分析判断，在分析采矿资料的基础上建立井下矿区的灭害管理系统，以保证工作人员监测、记录、管理井下的煤矿数据信息，在储存分析的基础上实现信息的动态反馈，从而有效预防煤矿事故，做到安全生产。经过长期的技术研究，我国在借鉴国外先进经验的基础上，已经初步形成了一套完善的煤矿开采技术系统，例如，以填充为导向的成套技术，以废石处理为导向的整套技术资源等。采矿工艺技术的高低，直接影响着企业的经济效益，只有不断开发研究开采技术，才可以确保煤矿行业不断发展，并取得明显进步。（4）提高采矿人员素质。煤矿开采技术的应用，离不开专业技术人员的支持，影响企业效益的首要因素便是工作人员的综合素质。由于煤矿开采工作的独特性，工作人员从事的工作大都繁琐复杂、重复性高，需要工作人员具备较高的技术素质。因此，煤矿企业应定期开展各种技术培训活动，一方面，应教授采矿人员熟悉使用各种设备，了解采矿中的技术知识，使每一位工作人员对采矿有一个大致的了解；另一方面，还应着重培养工作人员的安全意识与责任意识，注意采矿中的细节问题，尽力避免意外事故的发生。
4结束论
总之，现代化采矿工艺技术在采矿工程中具有较大的应用优势，能够显著改善工作的安全性，提高开采效率和质量，推动矿业的稳定与持续化发展。在新的时代背景下，矿山采矿工作应当结合安全与环保理念，积极开发绿色开采技术，在提高矿产开采经济效益的同时，提高采矿带来的环境与社会效益。
参考文献：
[1]翟戈,钟磊磊.对采矿作业中采矿工艺技术应用的问题分析[J].煤矿现代化,2015,(3):8-10.
中图分类号:td92 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)07-0064-01
1 概述
开滦集团唐山矿业分公司选煤厂是一座矿井型炼焦煤选煤厂，始建于1959 年，生产工艺为跳汰- 浮选工艺，初始设计处理能力为1.8mt/a，随着矿井产量的增加、原煤煤质、经济形势和煤炭市场的变化，跳汰- 浮选工艺处理能力小、设备老化、精煤损失多等许多问题和不足，严重制约了选煤厂的发展。2006 年，选煤厂进行了重介工艺改造，生产工艺由原来的跳汰- 浮选工艺变为重介- 浮选工艺，采用以三产品重介旋流器为代表的不分级、不脱泥分选工艺，改造后设计能力达到3.0mt/a。
2 三产品重介质旋流器的工作原理
旋流器是利用阿基米德原理，使颗粒在离心力场中产生离心沉降而进行分选。三产品重介旋流器是由由一台圆筒旋流器和一台圆筒圆锥旋流器串联而成，其工作原理是：合格悬浮液以一定的工作压力沿切线方向进入第一段旋流器，原料煤则从顶端沿轴向以自重方式进入，在离心力作用下，轻物料（精煤）随着中心内螺旋流由位于中心底部的溢流管排出；重物料（矸石和中煤混合物料）向旋流器壁移动，在外螺旋流的作用下由底流口排出，进入第二段旋流器；进入第二段旋流器的是经过浓缩的重介质浓度较浓和粒度较粗的悬浮液，这就为一段重物料去二段分选创造了高密度分选的条件，进入二段旋流器的物料其分选过程与一段旋流器相同。
3 三产品重介旋流器在唐山矿的使用效果
唐山矿选煤厂两台3gdmc1300/920a三产品重介质旋流器投入运行后，使选煤厂生产能力大幅提升，年入洗原煤由2.7mt提升至3.0mt，2010年以来逐步达到了4.0 mt；同时，原煤分选效率也进一步提高，精煤损失量少，排矸能力强，彻底解决了跳汰分选时中煤、矸石带煤高的问题，而且产品结构灵活、质量稳定。另外，以3gdmc1300/920a型无压给料三产品重介质旋流器为代表的不分级不脱泥的分选工艺，采用一套悬浮液循环系统一次分选出精、中、矸三种产品，大大简化了生产流程，而且设备本身构造简单，操作容易，无运转部件，又不消耗动力。
4 使用中出现的问题
4.1 三产品重介旋流器一、二段连接管频繁堵塞
唐山矿选煤厂的三产品重介旋流器一段由直径1300mm的圆柱和二段直径为900mm的圆锥组合而成，一、二段连接管为200×200mm的空心四方柱。自投产以来，由于该矿毛煤中杂物较多，而原有的跳汰工艺对原煤筛分、破碎、除杂等环节要求不严格，导致时常有大块物料、铁丝、电缆、井下锚杆等进入三产品旋流器，堵塞旋流器一、二段连接管，导致原煤无法分选，全部从一段溢流口排除，造成精煤严重污染的事故。由于旋流器一、二段连接管全封闭，堵塞后无法及时处理，严重影响选煤厂的正常生产。
4.2 煤质恶化后二段旋流器分选效果差
近年来，原煤煤质逐渐恶化，原煤中中煤和矸石的含量不断增加，2006年中煤与矸石产率合计42%，2011年，中煤与矸石的产率已达到53%左右，相比设计之初，二段旋流器入料量增加了10%左右。直径为920mm的二段旋流器，在这种煤质情况下，处理能力明显不足，中煤和矸石分选困难，中煤中明显有带矸石现象，情况严重时，二段旋流器底流口堵塞，导致矸石全部进入中煤，造成中煤污染，严重影响产品质量；选煤厂的小时处理量也受到很大限制，而减量运转，则延长了生产时间，降低了生产效率，增加了电力消耗，使生产成本大幅增加。
5 解决方案
5.1 完善原煤准备工艺
三产品重介旋流器分选工艺相对于跳汰分选工艺来说，对原煤准备工艺要求比较严格，尤其原煤粒度控制及除杂工序。唐山矿选煤厂的原煤准备工艺使用80mm分级筛对原煤进行预先筛分，筛上物进入选碎机破碎至80mm以下，与分级筛筛下物进入重介分选系统。在筛上物进入选碎机之前，有一道手选环节，拣出其中的劈柴、铁器等杂物。经现场观察，原煤系统的分级筛筛帮较低
，原煤在给入分级筛时，时常有大块物料蹦出筛帮，掉入筛下物运输机，进入洗选系统，另外分级筛、选碎机的筛板时常出现破损，也会导致超限物料进入洗选系统，而且手选环节也容易因工作效率问题出现杂物混入现象，最重要的是系统中还缺乏除铁环节。针对这些问题，从2008年开始，选煤厂对原煤准备工艺进行完善治理，加高了分级筛的筛帮，封堵了一切可能蹦出大块物料的渠道，加强了分级筛和选碎机筛板的管理，加强了手选除杂环节的管理，同时在原煤进入旋流器分选之前增加了除铁器，减少了铁器混入。另外，选煤厂通过对原煤粒度的分析与计算，在原有的筛上物运输与选碎机处理能力可以承受的情况下，将原煤分级筛筛孔尺寸由80mm降至70mm，并对选碎机的筛板孔径进行了相应调整，适当降低了分选粒度上限。另外针对旋流器一、二段连接管全封闭，堵塞后无法及时处理的问题，选煤厂与旋流器生产商家结合，给旋流器一、二段连接管增加了易拆卸的观察孔，方便堵塞时及时处理。
5.2 改造三产品重介旋流器二段
重介质旋流器是一个封闭的、相对容积很小的分选容器。对于两产品旋流器，有一个入口两个出口，其进入和排出的瞬间体积流量相等。底流口和溢流口排量的分配，在一定的条件下是基本固定的，当入选原煤中高密度物含量增加时，如果底流口的排放能力不足，一部分中等密度的煤颗粒和重介质将被挤向溢流口排出，降低综合分选效率。针对原煤中矸石含量增加导致旋流器二段入料量的增加，引起中煤矸石分选困难的问题，2012年10月，唐山矿选煤厂对目前的煤质情况进行了分析，通过与设计院研究，决定选用1100mm的圆锥形旋流器替换现有的920mm直径的圆锥旋流器，底流口由300mm相应放大到350mm。由于二段旋流器直径扩大，为了保证旋流器有足够的分选压力，选煤厂对介质泵进行了改造，将350zja-i-f93型介质泵的叶轮直径由870mm增加至930mm，保证旋流器的入料压力在0.3mpa左右。
5.3 取得的效果
通过对原煤准备工艺进行完善，旋流器一、二段连接管频繁堵塞的现象大幅下降，偶尔的堵塞，由于有可方便拆卸的观察孔，大大缩短了事故处理时间。旋流器二段的放大改造也比较成功，矸石排量明显增加，底流口堵塞现象基本消失，通过取样分析，中煤带矸石率大幅下降，保证了中煤产品的质量稳定。
6 总结
中图分类号： 文献标识码： A
C93
标准可以整合和引导社会资源，推动自主创新与开放创新，加速技术积累、科技进步、成果推广、产业升级以及全面、协调、可持续发展，为建设世界一流煤矿，引领煤炭行业发展，集团公司提出十大运营工程，其中标准化体系工程在世界一流煤矿建设中起着重要的作用，是实现指标引领向标准引领的重要途径，多年来，神新能源公司始终把标准化体系建设作为安全生产的重中之重来抓，通过标准化体系建设确保质量标准化落地，确保矿井安全生产，促进质量标准化精品矿井建设，实现零伤害的目标。
1、神新公司标准化体系建设现状
神新公司在实行标准化管理过程中，在贯彻落实国家关于标准化工作的法律、法规、政策、方针的基础上，建立健全以技术标准为主体核心，以管理标准为保障，以工作标准为基础的公司标准化体系，围绕煤炭企业正常、有序、高效运作。编制适合公司的技术标准和管理办法，并组织标准的实施和对标准的实施进行监督、检查和考核。
1.1 技术标准
技术标准是标准化管理体系的核心，是实现产品质量的重要前提，其他标准都要围绕技术标准进行，并为技术标准服务。公司结合自身情况认真分析并积极借鉴国家标准、行业标准，相继出台了采掘、矿压、机电和一通三防技术标准，包括《急倾斜煤层综放工作面顶煤超前预爆工艺标准汇编及相关规定》、《矿井采区设计及工作面开采设计规范》、《神新矿区冲击地压防治技术方案》、《矿压防治技术管理规范》、《神新公司采掘工作面顶板管理规定》、《神新公司矿压监测预警系统管理实施细则》、《一通三防实施细则》、《煤矿作业规程编制规范化实施细则》、《煤矿机电设备完好标准》、《煤矿井下供电的三大保护实施细则》、《煤矿机电设备检修、项修工艺》、《煤矿机电设备检修技术规范》等文件，明确了各专业技术规范。
管理标准是实现技术标准的重要措施，是对有关生产、技术和经营管理各个环节运用标准化原理所做的规定并涉及各个管理方面。为确保技术标准落地公司相继出台了《生产技术管理制度汇编》、《井巷施工管理办法》、《规范生产技术管理的若干规定》、《矿压防治管理办法》、《地质、测量技术管理制度汇编》、《煤炭煤质管理办法及考核办法》、《科技工作管理办法》、《矿井安全监控系统管理实施细则》、《矿压防治管理办法（试行）》、《矿用设备器材使用管理制度》、《关于进一步加强采掘工作面顶板管理工作的通知》、《本安质量标准化管理办法》等文件，同时成立了以总工程师为首的技术管理体系，随时召集技术委员会（委员会包含了公司总工程师、各部门及各矿技术管理人员等）召开技术研究专题会议进行研究、决策，为矿井实施技术标准提供了技术保障。
1.3 工作标准
工作标准是对各部门、单位的各类人员的基本职责、工作要求、考核办法所作的规定，包括职责权利、工作程序、办事细则、考核标准和相互关系准则等。结合矿井作业人员不安全行为、操作规程和作业规程，公司对从事井下采煤、掘进、通风的83个岗位工的作业标准进行了编写，完成了《煤矿井下岗位作业工艺标准汇编》，同时为进一步推进机电设备管理的精细化，规范检修操作工艺公司编写组织人员编写了《煤矿机电设备标准工艺汇编》，共分三个分册总计443项工艺，要求职工学习、掌握、运用标准，并在煤矿生产中反复坚持按标准作业，形成良好的习惯和规范的操作行为，达到安全、高效、有序生产。2013年神华集团编制完成了涵盖煤矿全部岗位的1668个“煤矿岗位标准作业流程”，神新公司认真组织学习并实施“流程”，查缺补漏、丰富完善，规范职工工作过程，提高作业标准，提高安全生产水平。
2、标准化体系建设存在的问题
2.1 对标准化体系认识不足，没有深刻理解标准化体系建设在安全生产中的关系，没有将标准化工作融入正常的工作流程中。
2.2 公司制定的技术、管理和作业标准达不到建设世界一流矿井的标准，达不到高标准的要求，与集团公司提出的“五高”建设方针和“四化”生产模式还有一定的差距。公司技术管理体系建立后没有做到全覆盖，现场执行时与标准有误差，存在执行标准不严或标准与实际不符的情况。
2.3 现有的装备、工艺、管理和队伍距离建设世界一流矿井还有一定的差距。神新公司规模化生产后，新技术、新装备和新工艺的应用推广与标准化体系建设不能同步，各类标准的制定与实施还需完善。公司各岗位作业工艺标准还只是局限于煤矿采掘、机电和通风工种没有覆盖地面及井下所有工种，岗位作业标准存在漏项。
3、标准化体系建设所采取的措施
3.1 解放思想，用先进的理念引导工作思路
要建设世界一流煤矿，就要有标准化基础支撑，建立健全标准化体系建设可促进煤炭科技进步，推动自主创新、提高科学化水平。新时期的标准化体系建设要求领导必须改变观念、开阔思路、不断创新，对标世界一流找差距、解放思想，用先进理念、一流装备、一流控制流程、一流团队，两年时间内，打造一个集团公司井工矿用人最少的标杆，集团公司露天矿效率最高的标杆，力争新建井工矿超神东，露天矿超准能，打造世界一流煤矿。
3.2 对标一流煤矿找差距
引入对标管理的理念和方法，通过与神东井工煤矿和准格尔露天煤矿为对标的对象，“横向到边，纵向到底”，形成企业之间、各煤矿之间、区队之间和班组之间的多级对标格局，以追赶神东、准能所能达到的最优标准为关键，强化生产管理的过程性对标，循序渐进的推行结果性对标，分析差距，衡量自身与神东、准能矿的不足，持续提高改进。 3.3 完善公司技术管理体系
建立健全以总工程师为首的技术管理体系，明确技术管理责任，树立“认识有多高，工作标准就有多高”的思想观念，技术管理标准要高于行业标准、严于安全规程，并根据现场安全生产条件的变化，制定有针对性的措施，强化技术管理决策机制，组织召开学术会议、专题研讨、交流座谈等，发挥公司技术委员会职能和作用，为公司搭建安全技术管理交流平台，大力支持和推动安全生产评价、安全技术服务等规范发展，促进公司安全技术管理水平。
3.4 建立全覆盖的岗位标准作业流程，提升标准落地
依据集团岗位标准作业流程完善涵盖煤矿全部岗位的工作标准，做到公司每个岗位都有标准作业流程，大力推行岗位标准作业流程使工作程序化、规范化、流程化，让所有员工学习、掌握、运用标准，实现“应知、应会、应用”三跨越，并在作业中反复坚持磨练，形成良好的习惯和规范的作业动作，建立《流程》学习-应用-改进-反馈-修订补充的长效、循环机制，促进“煤矿岗位标准作业流程”安全、健康、可持续发展。同时以流程梳理为基础，开展企业标准体系建设，做好流程中的过程管控，通过建立流程与标准、岗位的关联关系，促进标准落地。
3.5 提高员工的标准化意识，加强标准化队伍的建设
标准化管理工作是一项群众性很强的基础工作，要求企业的广大员工具有较高的标准化意识，企业的标准化工作仅靠标准化管理部门人员的努力是远远不够的，它需要企业全体员工的支持和配合，这就需要公司领导干部充分认识标准化管理工作的重要性，加强标准化队伍的培训工作，以提高标准化管理水平，根据实际需要，积极开展标准作业流程的宣贯，组织实施岗位标准作业流程提高全体员工标准化意识水平，使标准化管理工作深入到基层中去，进一步扩大标准化管理队伍，保障标准化工作的有效运行。
3.6 提升标准化层次，建设一流煤炭能源企业
大力实施科技创新和管理创新，提高神新公司各矿采、掘机械化程度。积极推广应用先进适用技术、装备和工艺，改造和淘汰落后技术、装备和工艺。突破传统、创新设计，通过优化开拓布置，简化生产系统；实施主运输系统自动化，实现集中控制；采用装备大功率、重型化、高可靠性的先进装备，使资源和装备实现最佳结合；推广使用设备点检系统，实时监测设备的运转状态，及时进行检修维护，杜绝设备故障对生产的影响；使用工业电视监视系统，覆盖主要生产场所，实现主要生产过程的可视化；实施井下数据上传、安全监测监控系统、无线通信系统、井下人员定位等系统，保证了安全高效生产。
3.7 制定行业技术标准，创建一流煤炭能源企业
2铁棉联产矿渣棉生产工艺的优势
钢铁工业“十二五”规划中，明确指出把“冶金渣综合利用技术”作节能减排技术应用的重点推广项目．钢铁企业开发铁棉联产工艺，符合国家节能、环保政策，生产高端矿渣棉具有明显优势．
2.1原料优势
一个年产10万t的矿渣棉生产线，每年需高炉渣8万t，硅石7万t，白云石1万t．依托炼铁厂，建设矿渣棉生产线，使得高炉渣从高炉生产现场到运输到矿渣棉生产线，物流成本几乎为零;而硅石和白云石都是炼铁厂生产必需原料，质量稳定，且仅占炼铁的原料比重不足10%，无须单独采购，就地解决即可，这也充分地利用了钢铁厂的优势．
2.2能耗优势
出炉的高炉渣，其温度一般在1500℃左右，经计算可以发现，每t高炉渣含有1.6～1.8×106kJ的显热，折合60kg左右标准煤，标准煤热量为29.27MJ/kg．铁棉联产工艺的实施可以实现高炉渣的热装、热送，高炉渣显热回收效率可达到80%［4］以上．按照先进的冲天炉熔炼工艺工序能耗计算［5］，每熔炼1t熔渣的工序能耗为445kg标准煤，用于熔融过程的热量约6.0×106kJ(折合205kg标准煤)［5］，即在高炉渣热能完全利用的情况下，工序能耗仅有240kg标准煤．此外，钢铁厂具有大量的废热，这些热量通过合理的工艺措施，可以在矿渣棉板的固化、聚合过程中得到充分利用，不仅可以提高这些废热的利用率，同时也节约了生产矿渣棉板所需的热量．
2.3配套辅助设施优势
矿渣棉生产线所需配套辅助设施主要有供电、供水、供气三项．10万t/年的矿渣棉生产线装机容量一般在6000kW左右;所需软水满足200m3/h即可;压缩风压力0.2MPa．在钢铁企业里，以750m3高炉为例，软水流量一般在1500m3/h，且富余量较大，压缩风压力一般在0.4MPa以上，具备了发展铁棉联产工艺的基本条件．因此，铁棉联产工艺的配套辅助设施不需单独设计、建设，这也进一步地降低了生产建设成本．现代化的钢铁企业，不仅自动化技术水平高，而且管理团队也相当完善．铁棉联产工艺生产线的建成，无需单独配备相关的专业技术人员，甚至可以实现现场无人值守，生产线视频监控和计算机远程操作．这不仅可以使得员工免于矿渣棉生产过程中对其身心健康的损害，也对产品质量稳定性提供了保证．传统矿渣棉工艺没有利用熔融态高炉渣的显热，在二次熔融的过程中，使用冲天炉需要使用大量的焦炭，能耗成本严重削弱了其市场竞争力．为了获得市场份额，通过牺牲质量控制水平来降低成本，是矿渣棉生产厂的常规做法，如此也限制了矿渣棉工艺的进步．
2.4铁棉联产工艺技术的提出
随着钢铁工业节能技术的深入研究，围绕着熔融态高炉渣显热的充分利用技术，出现了一步法矿渣棉生产技术．但是由于工艺因素的限制，无法在吹制或离心成纤之前进行补热、调质、成分和温度的均化，直接将熔融态的高炉渣转化为矿渣棉．这样生产的矿渣棉纤维相对较粗，保温性能差，质量难以保证．本文提出了高炉渣氧煤混喷二次加热技术的铁棉联产工艺技术．在矿渣棉的生产过程中增加了调质炉，对熔融态的高炉渣进行二次加热、调质，均温，为提高质量、降低成本创造了条件.
3氧煤混喷二次加热技术的铁棉联产工艺
3.1铁棉联产新型工艺流程的设计
铁棉联产工艺技术是建立在对高炉渣显热充分回收利用的理念之上的，但不是简单地直接利用，而是必须经过高炉渣的转移运输、加热和调质等工艺环节，为了实现这些功能，就必须建立一个调质炉．该设备需要完成对高炉渣的再次提温加热、成分调整和均匀，而氧煤混喷二次加热技术的采用可以解决该问题．同时为了满足成分的要求，按照既定配比，加入硅石粉、氧化铁皮等辅助原料，将高炉渣酸度系数调整到1.3以上，以获得具有良好的成纤能力、合适的黏度和表面张力的熔体．之后通过常规的矿渣棉生产工艺流程，进行优质矿渣棉的生产，工艺流程如下图所示:
3.2氧煤混喷加热技术
氧煤混喷加热技术是借鉴SmeltingReduction熔融还原理论，将熔融态的高炉渣转入调质炉后，把氧煤混合喷枪通入调质炉，可控的定量煤粉在富氧、高温条件下剧烈燃烧，释放出超高热能，从而实现高炉渣的二次加热;同时反应过程中产生的CO2和CO把熔渣进行剧烈搅拌，使得高温熔体在熔融硅石粉、氧化铁皮的同时，实现了熔体自身的成分均一性．
3.3矿渣棉调质工艺简析
传统矿渣棉与岩棉的质量差别主要是因为:含氧化铁较低的熔体，在保证高温熔体的黏度的同时，熔体的酸度系数必须控制在1.2左右，很难超过1.3．熔体的Mk值在1.2左右时，在最佳成纤温度下有宽而稳定的黏度范围(1～3Pa•S)［7］，在这种情况下即使体温度上下波动100℃，其纤维质量和成纤率不受明显影响［8］．钢铁企业的铁棉联产工艺可充分利用钢铁企业的资源优势，以良好的质量控制体系运行为基础，优化配比结构，实现与岩棉生产工艺具有相同的质量控制目标如:Mk值、FeO含量和相应温度下的熔体黏度．通过表3我们可以看出，质量配比为75%的高炉渣、12%的氧化铁皮和13%的硅石粉组合形成的混合熔体的Mk值可以提高到1.41，甚至更高，可以按照岩棉的成分控制要求进行配比结构优化．试验室进行了试验，制取的矿渣棉纤维如图2所示．
3.4氧煤混合喷吹加热技术的铁棉联产工艺流程特点
(1)高炉渣的显热能够得到充分利用，仅有部分辐射热损失;(2)高炉渣的改质升温过程中，氧煤混合喷枪的氧气和煤粉都能够得到有效控制，因此加热效率高;(3)采用氧煤混合喷枪对高温熔渣具有强烈的搅拌作用，使得熔渣的成分和温度更加均匀;(4)建厂设备和人力投资低，氧煤混喷所需要的原料，氧气和煤粉在钢铁企业中容易得到;(5)能耗低，由于氧煤混合喷吹加热技术的应用，煤粉的燃烧得到强化，煤粉的充分燃烧为熔渣调质提供了足够的热量，每吨矿渣棉所需能耗将明显降低．
