新型材料在煤矿工程中的应用

摘要：随着经济的快速发展，能源供应的压力也随之加大，为了保证经济发展过程中所需的能源供应以煤炭为主的能源行业扩大规模发展。但是我们看到的煤炭供应量不断增加的同时也不时的听到各种矿难事故的发生，可以说煤炭能源的开发利用有着血的代价。而这种矿难事故多发的原因与我们的煤矿工程的技术、质量及采煤作用中的一些突发事件有着密切的联系。为保证安全生产的实现和煤炭供应量的充足，我们便要供煤矿工程入手，从工程所用材料入手，在保证整个矿井作用环境安全的前提下配合相应的检修维护措施，从而实现煤矿的安全生产。本文从新型材料出发，将其与煤矿工程的联系予以列明，并在此基础上分析新型材料在煤矿工程中的应用。

关键词：新型材料 煤炭工程 应用

一、新型材料及其特点

作为技术发展物质基础的材料，根据不同的标准分为不同的种类。新型材料是相对于传统材料而言的，是针对社会经济发展的需求在传统材料的基础上研究发明的具备更加优异的性能结构和具有特殊效应的功能材料，这些材料的使用满足的新技术革命的要求和现代工业发展的需要。在科学技术不断发展的背景下，新材料的种类已经突破了传统材料的分类界限，材料组成成分及合成技术的交叉使用使得不同的材料间存在一定的交叉关系。

新型材料在研发过程中便是在传统材料的基础上做出了有针对性的改良和创新，使得新型材料具备更佳的性能，比如在韧性、传导性等方面的差别。因此，新型材料的特点我们可以概括为以下几个方面。首先，新型材料是科技进步的结果是一种知识的累积和聚集，在研发过程中存在跨学科的知识构建和整合应用。其次，新型材料作为一种新型的研究领域和产业，其研究开发需要大量的资金，并且存有很大的风险。最后，新型材料开发成功投入使用能够带来直观的技术效果和经济效益。新型材料的优异性能及其质量能够保证采用该种材料的工程的质量和寿命。这种优异的性能和质量是传统材料所不能具备的，能够解决工程中所面临的一些难题，保证工程的质量和安全，这也便是新型材料研究开发和应用的价值所在。

二、新型材料与煤矿工程

煤矿工程根据矿井的特点会存在不同的技术难度和施工难题。在一些煤炭资源丰富的露天矿区，煤矿工程更多的关注机械生产作业的可能性和范围，以及开采地区生态环境的保护等。但是更多的煤矿则是深入地表以下的矿井，在矿井挖设、井内巷道的设置以及相关梁柱及采掘机器的安装等都需要一定的技术和物资材料的支持。在煤矿工程井下部分，由于其位于地下几十米甚至几百米，井口直径的大小、井下的设施直接关系煤矿生产的安全。因此，在煤矿工程材料的选择上要考虑井下可能存在的部分塌方、漏水、瓦斯带来的起火等问题，为解决该种复杂地质条件下的诸种问题便要采用具备相应的抗压性强、防水或者防火的材料，保证煤矿工程本身不存在安全隐患，为煤矿的安全生产提供物质基础。

新型材料的研发正是为了解决该种问题，针对煤矿工程中可能面临的问题，我们可以有针对性的选择施工材料。就矿井工程而言，在传统材料不能使用或者无法实现工程目标时，新型材料的因其更为优异的性能而受到人们的关注。综合运用化学、化工、材料等技术研究开发的新型材料，能够更好的解决煤矿工程所面临的生产环境保证及生产过程中所产生的采煤区土地裂缝塌陷等问题。

新型材料优异的物质结构及特殊性能，能够满足煤矿工程对于材料质量、安全性能等方面的要求，将新型材料应用于煤矿等复杂地质环境工程中是科学技术发展的一种必然结果，两者的结合能够带来更大的经济和社会效益。

三、新型材料在煤矿工程中的应用

新型材料在煤矿工程中有着广阔的应用空前和发展前景，而新材料的应用也给煤矿工程的安全和生产安全的实现提供了物质保障。具体到材料的应用，我们可以从以下几个方面来考虑。

首先，是煤矿工程设计之初，充分考虑各种因素，针对矿井下的情况选择恰当的新型材料。任何一项工程的建设是从设计开始，煤矿工程也不例外，在设计的过程中应该充分考虑该矿区内煤层的厚度、蓄煤量的多少和可供开采期限，这些都会对矿井的设计、材料的选择以及煤矿工程的施工等产生直接的影响。在考虑上述资源方面的因素外，还应该综合考虑矿区的地形地貌，水文地质情况，地下水资源的勘探等也是必不可少的环节，只有充分考虑这些因素时，我们在煤矿工程开工建设时才能有的放矢的选择工程所需材料，保证煤矿工程的安全。

其次，在施工过程中注重新型材料应用的技术问题。新型材料的作用的发挥需要相应的技术保障。在使用新型材料时，根据不同材料的特点采用不同的技术，如针对高分子材料采用灌浆技术等，在矿井下使用该种技术时充分考虑环境和地质因素可能对材料本身带来的影响，及时改进技术保证工程的质量。新型材料应用技术应该贯穿到煤矿工程生产作业的全过程，在矿井建设完成投入生产之后便会有材料和基础设施的磨损、故障等问题，相伴而生的也便会有新型材料设备的维修护养技术的开发和应用，只有将技术贯穿运用到煤矿工程及煤矿生产的全过程，才能更好的保证矿井基础设施的质量和安全，从而保证煤矿安全生产的实现。

再次，采矿区的回填及地表的修复工作应该充分利用新型材料及其技术。煤矿的开采为我们的社会经济和生活提供煤炭资源的同时也造成的地下空洞的形成，随时都可能产生地表塌陷。为避免该种现象的产生，便要求我们在开采之后做好相应的回填工作，在回填的同时，对于采矿区的地表裂缝等进行治理。回填材料的选择应该是受压力比较强且寿命长不会产生新污染的材料，这种材料可以是传统材料也可以是新型材料。在回填及地表裂缝的治理中，新型材料的应用能够实现资源的节约和环境保护的，也能够实现矿区的地质安全。

最后，在新型材料的选择和应用时应该坚持一定的标准。材料标准的确定是实现工程安全的重要保证，在煤矿工程中，材料的选择尤其重要。针对矿井下渗水、瓦斯浓度等因素都会带来一些直接的危害，这些在威胁煤矿工程寿命的同时也威胁着矿工的生命安全。因此，材料的选择应该严格遵守防水及抗温抗压等级和系数要求；在施工过程中，严格遵循操作规范，避免不必要的灾难事故的发生。当我们严格执行该种便准并且将新型材料技术充分合理运用，也便为煤矿工程的安全奠定了物质基础。

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