我國煤礦開采技術發(fā)展方向初探

【摘 要】我國是煤炭大國，煤炭在能源結構中的地位十分重要。近些年來，隨著科技的全面發(fā)展，我國的煤炭開采技術以及煤機裝備也迅速提高，本文結合實際，首先介紹了煤炭開采的現(xiàn)狀與我國采煤設備現(xiàn)狀，然后分析出我國的煤炭開采發(fā)展方向。

【關鍵詞】煤礦開采；技術；發(fā)展方向；巷道；圍巖

1、我國煤炭開采的現(xiàn)狀

我國與煤炭開采技術水平相與國外發(fā)達國家相比，仍然落后。一是在機電一體化、智能化、自動化的控制技術等技術裝備上不高；二是在產品可靠性技術、數(shù)字集成技術與計算機輔助設計技術等制造技術上仍有差距三是很多中小型礦井仍然采用以炮采的落煤方式，工作面走向長度過短。四是機械化程度和工效較低，在采煤機械化系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)、采場圍巖控制系統(tǒng)、巷道準備系統(tǒng)和輔助運輸系統(tǒng)技術裝備都普遍不足；五是我國煤炭開采專業(yè)技術人才青黃不接，技術人員匱乏和層次低使技術措施不到位，制約煤礦生產安全技術和管理水平。

采煤方法與采煤的工藝的不斷完善與發(fā)展是采煤科學進步的標志，當前，我國、俄國以及歐洲的一些國家主要采用長壁采煤方法，美國與澳大利亞等國則多采用短壁采煤方法。隨著工業(yè)和信息技術的飛速發(fā)展，我國的煤礦開采技術也不斷進步，綜合機械化能力大大提高，巖層控制理論和技術的逐步改善，井下作業(yè)的安全性與工作效率也大大提高，微處置器、計算機及專家系統(tǒng)的應用、自動化和機器人開采技術不久的將來會成為新的井下采煤系統(tǒng)從而取代全人力和半自動的開采方式。

2、我國煤炭開采發(fā)展方向

2.1我國采煤方法與工藝要逐步完善

高產、高效、高安全性和高可靠性是現(xiàn)代采煤方法與采煤工藝的發(fā)展方向，結合現(xiàn)代高新技術，不斷研究開發(fā)強力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采 煤設備與生產監(jiān)控系統(tǒng)，逐步改進與完善采煤工藝是建立具有中國特色的采煤工藝理論的基礎。當前，我國長壁采煤方法取得了一定的進步，放頂煤采煤的應用以及急傾斜、不穩(wěn)定、地質構造復雜等難采煤層采煤方法和工藝的研究不斷提高與發(fā)展。具體走向：一是開發(fā)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要逐步提高；二是開發(fā)“淺埋深、硬頂板、硬煤層高產高效現(xiàn)代開采成套技術”，要解決眾多采煤技術上的難題；三是傾斜薄煤層長壁開采技術、薄煤層工作面的總體配套技術和高效開采技術應不斷進步；四是各種綜采高產高效綜采設備保障系統(tǒng)要逐步完善。

2.2我國深礦井開采技術應深入研究

深礦井開采通常指開采距地表特定深度的煤炭而采取的開采技術。其深度是依據(jù)根煤層地質條件來定義的。隨著社會對煤炭需求量的日益增加，開采能力不斷提高，開采深度不斷增加是井工開采的必然趨勢。煤層開采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風、井巷布置等都屬于深礦井開采的關鍵技術。因此，煤礦的深礦井開發(fā)技術要不斷對深井圍巖狀態(tài)和應力場及分布狀態(tài)的特征、深井作業(yè)場所工作環(huán)境的變化、深井巷道快速掘進與支護技術與裝備；深井沖擊地壓防治技術與監(jiān)測監(jiān)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等要不斷深入研究。

2.3大力發(fā)展“三下”采煤技術

建筑物下、鐵路下、水體下、承壓水體上開采，簡稱“三下一上”開采。通常在煤礦生產過程中，建筑物下、鐵路下、水體下保留煤柱不進行開采。隨著我國煤礦開采強度和開采范圍的不斷增加，“三下”采煤問題越來越突出，不但導致礦井不能合理進行開采，而且也造成了大量煤炭資源的積壓。根據(jù)相關資料，我國的“三下一上”壓煤量達137.9億，因此，深入研究“三下”采煤技術，將“三下”壓煤開采出來，并減少礦區(qū)廢棄物，保護礦區(qū)環(huán)境是我國煤礦企業(yè)亟待解決的問題，煤礦企業(yè)應該深入研究開采上覆巖層運動和地表沉陷規(guī)律，研究滿足地表、建筑物、地下水資源保護需要的合理的開采系統(tǒng)和優(yōu)化參數(shù)，發(fā)展沉降控制理論和關鍵技術，來節(jié)約煤炭資源和提高煤炭產量。

2.4不斷優(yōu)化巷道布置，減少矸石排放

改進煤礦礦井開拓與巷道布置，實現(xiàn)合理集中生產是當前煤礦生產的技術發(fā)展方向，不斷優(yōu)化巷道布置，減少矸石排放是煤炭企業(yè)獲得極佳的技術經濟效果的前提條件，對煤炭工業(yè)發(fā)展中具有重大戰(zhàn)略意義，因此，我國煤礦企業(yè)應該不斷改進與完善現(xiàn)有采煤方法和開采布置，不斷研究開發(fā)煤礦地質條件開采巷道布置及工藝技術評價體系專家系統(tǒng)，讓開采方法、開采布置與煤層地質條件達到最優(yōu)匹配，同時重點研究高產高效礦井開拓部署與巷道布置系統(tǒng)的優(yōu)化，簡化巷道布置，優(yōu)化采區(qū)及工作面參數(shù)，研究單一煤層集中開拓，集中準備、集中回采的關鍵技術，大幅度降低巖巷掘進率，多開煤巷，減少出矸率，實現(xiàn)開采效益最大化。

2.5采場圍巖控制技術

圍巖控制一直是煤礦安全生產的一項極其重要的工作，近年來隨著開采深度的不斷增加，全煤巷道及軟巖巷道的數(shù)量越來越多。圍巖產生松動破壞及大變形的現(xiàn)象也越來越普遍，給煤礦開采帶來巨大危害，因此，煤礦應大力研究適用于大變形深層采煤的圍巖控制技術與理論、深入研究堅硬頂板與破碎頂板條件下應用高技術低成本巖層控制技術、放頂煤開采巖層和支架—圍巖相互作用機理、支護質量與頂板動態(tài)監(jiān)測技術、沖擊地壓的預測和防治、開發(fā)新型的支護設備來保證煤礦開采的安全高效以及低成本運行。

2.6煤炭地下氣化技術應深入推廣

煤炭地下氣化技術屬于一種特殊的采煤方法，就是將處于地下的煤炭進行有控制的燃燒、通過對煤的熱作用及化學作用產生可燃氣體、綜合開發(fā)清潔能源與生產化工原料的新技術。其優(yōu)點投資少、工期短、見效快、用人少、效率高、成本低以及效益好。非常適于我國煤礦地質條件復雜、劣質煤比例高的特點，因此，煤礦應該深入推廣大力煤炭地下氣化技術，大力研究完善“長通道、大斷面、兩階段”和“礦井式氣化”兩種典型煤炭地下氣化工藝，積極摸索實現(xiàn)“兩個 控制、三個穩(wěn)定”的技術途徑，實現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定生產探索應用的途徑。

“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(xù)研究完善“長通道、大斷面、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(guī)模的地下氣化試驗研究，摸索實現(xiàn)“兩個控制、三個穩(wěn)定”的技術途徑，實現(xiàn)煤礦的連續(xù)、穩(wěn)定生產。

3、結束語

煤礦開采技術是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標志。隨著我國高效綜采成套裝備開發(fā)新進展，具有先進技術水平的大功率電牽引采煤機、重型刮板輸送機、帶電液控制系統(tǒng)的強力支架和大運力長距離帶式輸送機等設備正在大力推廣與應用，但采煤裝備關鍵技術仍是我們的薄弱環(huán)節(jié)。需要不斷的進行研究，縮小與發(fā)達國家的差距，促進我國煤礦企業(yè)的健康、穩(wěn)定、高效發(fā)展。

參考文獻

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