我國煤礦開采技術發展的方向探討
在當今科技經濟發展的新形勢下，煤炭開采技術的研究必須麵向國內國外兩個市場、麵向經 濟建設主戰場，立足於煤炭開采技術的前沿，立足於中國煤炭發展戰略所必要的技術儲備， 立足於煤炭工業中長期發展戰略所必須的關鍵技術的攻關，立足於煤炭工業工程實際問題的 解決，重點從事中長期研究開發和技術儲備，跟蹤產業科技前沿，開發有自主知識產權的以煤礦開采技術及配套裝備為主導的核心技術，占領技術製高點。
1 采煤方法和工藝
采煤方法和工藝的進步和完善始終是采礦學科發展的主題。采煤工藝的發展將帶動煤炭開采 各環節的變革，現代采煤工藝的發展方向是高產、高效、高安全性和高可靠性，基本途徑是 使采煤技術與現代高新技術相結合，研究開發強力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采 煤設備和生產監控係統，改進和完善采煤工藝。在發展現代采煤工藝的同時，繼續發展多層次、多樣化的采煤工藝，建立具有中國特色的采煤工藝理論。我國長壁采煤方法已趨成熟， 放頂煤采煤的應用在不斷擴展，應用水平和理論研究的深度和廣度都在不斷提高，急傾斜、 不穩定、地質構造複雜等難采煤層采煤方法和工藝的研究有很大空間，主要方向是改善作業 條件，提高單產和機械化水平。
開發煤礦高效集約化生產技術、建設生產高度集中、高可靠性的高產高效礦井開采技術。以 提高工作麵單產和生產集中化為核心，以提高效率和經濟效益為目標，研究開發各種條件下 的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝，簡單、高效、可靠的生產係統和開采布置，生產過 程監控與科學管理等相互配套的成套開采技術，發展各種礦井煤層條件下的采煤機械化，進一步改進工藝和裝備，提高應用水平和擴大應用範圍，提高采煤機械化的程度和水平。
（2）開發“淺埋深、硬頂板、硬煤層高產高效現代開采成套技術”，主要解決以下技術難題。
硬頂板控製技術，研究埋深淺、地壓小的硬厚頂板控製技術，主要通過岩層定向水力 壓裂、傾斜深孔爆破等頂板快速處理技術，使直接頂能隨采隨冒，提高頂煤回收率，且基本 頂能按一定步距垮落，既有利於頂煤破碎，又保證工作麵的安全生產。
硬厚頂煤控製技術，研究開發埋深淺、支承壓力小條件硬厚頂煤的快速處理技術，包括高壓 注水壓裂技術和頂煤深孔預爆破處理技術，使頂煤體能隨采隨冒，提高其回收率。
頂煤冒放性差、塊度大的綜放開采成套設備配套技術，研製既有利於頂煤破碎和頂板控製， 又有利於放頂煤的新型液壓支架，合理確定後部輸送機能力。
兩硬條件下放頂煤開采快速推進技術，研究合適的綜放開采回采工藝，優化工序，縮短放煤 時間，提高工作麵的推進度，實現高產高效。5～5.5m寬煤巷錨杆支護技術，通過寬煤巷錨 杆支護技術的研究開發和應用，有利於綜采配套設備的大功率和重型化，有助於連續采煤機 的應用，促進工作麵的高產高效。
（3）緩傾斜薄煤層長壁開采。主要研究開發：體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤機 、刨煤機；研製適合刨煤機綜采的液壓支架；研究開發薄煤層工作麵的總體配套技術和高效開采技術。
（4）緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長壁綜采。應進一步加強完善支架結構及強度，加 強 支架防倒、防滑、防止頂梁焊縫開裂和四連杆變形、防止嚴重損壞千斤頂措施等的研究，提 高支架的可靠性，縮小其與中厚煤層(采高3m左右)高產高效指標的差距。
（5）各種綜采高產高效綜采設備保障係統。要實現高產高效，就要提高開機率，對“支架 —圍岩”係統、采運設備進行監控。今後研究的重點是：通過電液控製閥組操縱支架和改 善 “支架—圍岩”係統控製，進一步完善液壓信息、支架位態、頂板狀態、支護質量信息的自 動采集係9 7 312 3 4 8 : 來源：煤礦安全生產網
2 深礦井開采技術
深礦井開采的關鍵技術是：煤層開采的礦壓控製、衝擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通 風、井巷布置等；需要攻關研究的是：深井圍岩狀態和應力場及分布狀態的特征；深井作業 場所工作環境的變化；深井巷道(特別是軟岩巷道)快速掘進與支護技術與裝備；深井衝擊地 壓防治技術與監測監控技術；深礦井高產高效開采有關配套技術；深礦井開采熱害治理技術 與裝備。
3 “三下”采煤技術
提高數值模擬計算和相似材料模擬等，深入研究開采上覆岩層運動和地表沉陷規律，研究滿 足地表、建築物、地下水資源保護需要的合理的開采係統和優化參數，發展沉降控製理論和 關鍵技術，包括用地表廢料向垮落法工作麵采空區充填的係統；研究與應用各種充填技術和 組合充填技術，村莊房屋加固改造重建技術，適於村莊保護的開采技術；研究近水體開采的 開采 設計、工藝參數優化和裝備，提出煤炭開采與 煤礦城市和諧統一的開采沉陷控製、開采 村莊下壓煤、土地複墾和礦井水資源化等關鍵技術。
4 優化巷道布置，減少矸石排放的開采技術
改進、完善現有采煤方法和開采布置， 以實現開采效益最大化為目標，研究開發煤礦地質 條件開采巷道布置及工藝技術 評價體係專家係統，實現開采方法、開采布置與煤層地質條件 的最優匹配。
總結推廣神華集團大柳塔礦、潞安漳村礦實行全煤巷布置單一煤層開采，矸石基本不運出地 麵，生產係統大大簡化，分別實現無軌膠輪、單軌吊輔助運輸一條龍，從井口直達工作麵， 同時實現了綜采與綜掘同步發展，生產效率大幅提高的經驗的同時，重點研究高產高效礦井 開拓部署與巷道布置係統的優化，簡化巷道布置，優化采區及工作麵參數，研究單一煤層集 中開拓，集中準備、集中回采的關鍵技術，大幅度降低岩巷掘進率，多開煤巷，減少出矸率 ；研究矸石在井下直接處理、作為充填材料的技術，既是減少汙染的一項有力 措施，又簡化 了生產係統，有利於高產高效集中化開采，應加緊研究。
5 采場圍岩控製技術
(1)進一步完善采場圍岩控製理論。以科學合理、優化高效的岩層控製技術來保證開采活動 的安全、高效、低成本為目標，深入 總結我國幾十年的礦山壓力研究成果，以理論 03manbetx (解 析法)、現代數學力學(統計 03manbetx 預測、數值法)和實測法相結合運用先進的計算機技術，深 入研究各種煤層地質及開采條件，如急傾斜、大采高、大采深采場礦山壓力顯現規律及圍岩 破壞與平衡機理，不斷完善采場圍岩控製技術。
(2)研究堅硬頂板與破碎頂板條件下應用高技術低成本岩層控製技術。 目前，由於應用高 壓注水、深孔預裂爆破處理堅硬頂板和應用化學加固技術存在工藝複雜、成本高的問題， 因而需進一步研究開發新技術、新工藝、新材料來解決這些問題。
(3)放頂煤開采岩層和支架—圍岩相互作用機理。研究放頂煤開采力學模型、圍岩應力、頂 煤破碎機理、支架—頂煤—直接頂—基本頂相互作用關係；運用離散元等方法研究頂煤放落 規律，提出放煤優化準則和提高頂煤回收率的途徑。
(4)支護質量與頂板動態監測技術。在 總結緩傾斜中厚長壁工作麵開展支護質量與頂板 動態監測方麵，應進一步在堅硬頂板、破碎頂板、急傾斜、放頂煤工作麵開展支護質量與頂板動態監測，同時應不斷完善現有的監測技術，發展智能化監測係統，改進監測儀表，使監測儀表 向直觀、輕便、小型化方向發展。
(5)衝擊地壓的預測和防治。通過計算機模擬研究衝擊性礦壓顯現發生的機理；進一步完 善 衝擊性礦壓顯現監測係統9 7 3 1 23 4 8 : 來源： 煤礦安全生產網 ，發展遙控測量和預報技術，完善衝擊性礦壓綜合防治 措施的優化 選擇專家係統。
(6)研究開發新型的支護設備。研究硬煤層、硬頂板放頂煤液壓支架，完善液壓支架性能和 快速移架係統，開發耐炮崩、輕 型化單體液壓支柱和厚煤層巷道錨索和可伸縮錨杆。
6 小煤礦技術改造和機械化開采技術
實施國家關閉小煤礦，淘汰落後生產技術和生產設備，提高平均單井規模的技術政策，開發 小型煤礦機械化、半機械化開采技術和裝備，改進小煤礦的采煤方法和開采工藝，提高采煤 工作麵的單產和工效；提高小煤礦的頂底板控製技術水平，最大限度地減少頂底板 02manbetx.com 率。
7 煤炭地下氣化技術
煤炭地下氣化技術是將處於地下的煤炭進行有控製的燃燒，通過對煤的熱化學作用而產生可 燃氣體的過程。煤炭地下氣化技術屬於一種特殊的采煤方法，它屬國際首創。煤炭地下氣化技術具有投資少、工期短、見效快、用人少、效率高、成本低 、效益好等優點，尤其適合我國煤礦地質條件複雜、劣質煤比例高、“三下”壓煤嚴重的具 體國情，具有廣闊的推廣應用前景。應繼續研究完善“長通道、大斷麵、兩階段”和“礦井 式氣化”兩種典型煤炭地下氣化工藝，進行較大規模的地下氣化試驗研究，摸索實現“兩個 控製、三個穩定”的技術途徑，並實現連續、穩定生產探索應用的途徑。
參考文獻
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2 錢鳴高，何富連，李全生等.綜采工作麵礦壓顯現與支護質量監控.中國煤炭學報，199 5(7)：48～51
3 中國煤炭產業國際化發展戰略研討報告.中國經濟導報社，北京中經通投資谘詢有限責任公司
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