我国煤矿开采技术发展的方向探讨

我国煤矿开采技术发展的方向探讨

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我国煤矿开采技术发展的方向探讨
作者：李全生出处：阅读：5568发布时间：2007-1-4 9:36:00供稿：中国工控网

　　在当今科技经济发展的新形势下，煤炭开采技术的研究必须面向国内国外两个市场、面向经
济建设主战场，立足于煤炭开采技术的前沿，立足于中国煤炭发展战略所必要的技术储备，
立足于煤炭工业中长期发展战略所必须的关键技术的攻关，立足于煤炭工业工程实际问题的
解决，重点从事中长期研究开发和技术储备，跟踪产业科技前沿，开发有自主知识产权的以 煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术，占领技术制高点。
　　1　采煤方法和工艺
　　采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采煤工艺的发展将带动煤炭开采
各环节的变革，现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性，基本途径是
使采煤技术与现代高新技术相结合，研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采
煤设备和生产监控系统，改进和完善采煤工艺。在发展现代采煤工艺的同时，继续发展多层次、多样化的采煤工艺，建立具有中国特色的采煤工艺理
论。我国长壁采煤方法已趋成熟，
放顶煤采煤的应用在不断扩展，应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高，急倾斜、
不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间，主要方向是改善作业 条件，提高单产和机械化水平。
　　开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高

我国煤矿开采技术发展的方向探讨

可靠性的高产高效矿井开采技术。以
提高工作面单产和生产集中化为核心，以提高效率和经济效益为目标，研究开发各种条件下
的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺，简单、高效、可靠的生产系统和开采布置，生产过
程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术，发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化，进一步改进工艺和装备，提高应用水平和扩大应用范围，提高采煤机械化的程度和水平。
　　（2）开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”，主要解决以下技术难题。
　　硬顶板控制技术，研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，主要通过岩层定向水力
压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率，且基本 顶能按一定步距垮落，既有利于顶煤破碎，又保证工作面的安全生产。
　　硬厚顶煤控制技术，研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术，包括高压
注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术，使顶煤体能随采随冒，提高其回收率。
　　顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术，研制既有利于顶煤破碎和顶板控制， 又有利于放顶煤的新型液压支架，合理确定后部输送机能力。
　　两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，研究合适的综放开采回采工艺，优化工序，缩短放煤
时间，提高工作面的推进度，实现高产高效。5～5.5m宽煤巷锚杆支护技术，通过宽煤巷锚
杆支护技术的研究开发和应用，有利于综采配套设备的大功率和重型化，有助于连续采煤机 的应用，促进工作面的高产高效。
　　（3）缓倾斜薄煤层长壁开采。主要研究开发：体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机
、刨煤机；研制适合刨煤机综采的液压支架；研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。
　　（4）缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采。应进一步加强完善支架结构及强度，加 强
支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究，提
高支架的可靠性，缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高
产高效指标的差距。
　　（5）各种综采高产高效综采设备保障系统。要实现高产高效，就要提高开机率，对“支架
—围岩”系统、采运设备进行监控。今后研究的重点是：通过电液控制阀组操纵支架和改 善
“支架—围岩”系统控制，进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自

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动采集系统；乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断；采煤机在线与离线相结合的“油
—磨屑”监测和温度、电信号的监测；带式输送机、刮板输送机全面状态监控。
　　2　深矿井开采技术
　　深矿井开采的关键技术是：煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通
风、井巷布置等；需要攻关研究的是：深井围岩状态和应力场及分布状态的特征；深井作业
场所工作环境的变化；深井巷道(特别是软岩巷道)快速掘进与支护技术与装备；深井冲击地
压防治技术与监测监控技术；深矿井高产高效开采有关配套技术；深矿井开采热害治理技术 与装备。
　　3　“三下”采煤技术
　　提高数值模拟计算和相似材料模拟等，深入研究开采上覆岩层运动和地表沉陷规律，研究满
足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数，发展沉降控制理论和
关键技术，包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统；研究与应用各种充填技术和
组合充填技术，村庄房屋加固改造重建技术，适于村庄保护的开采技术；研究近水体开采的
开采设计、工艺参数优化和装备，提出煤炭开采与煤矿城市和谐统一的开采沉陷控制、开采 村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。
　　4　优化巷道布置，减少矸石排放的开采技术
　　改进、完善现有采煤方法和开采布置， 以实现开采效益最大化为目标，研究开发煤矿地质
条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统，实现开采方法、开采布置与煤层地质条件 的最优匹配。
　　总结推广神华集团大柳塔矿、潞安漳村矿实行全煤巷布置单一煤层开采，矸石基本不运出地
面，生产系统大大简化，分别实现无轨胶轮、单轨吊辅助运输一条龙，从井口直达工作面，
同时实现了综采与综掘同步发展，生产效率大幅提高的经验的同时，重点研究高产高效矿井
开拓部署与巷道布置系统的优化，简化巷道布置，优化采区及工作面参数，研究单一煤层集
中开拓，集中准备、集中回采的关键技术，大幅度降低岩巷掘进率，多开煤巷，减少
出矸率
；研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术，既是减少污染的一项有力措施，又简化 了生产系统，有利于高产高效集中化开采，应加紧研究。
　　5　采场围岩控制技术
　　(1)进一步完善采场围岩控制理论。以科学合理、优化高效的岩层控制技术来保证开采活动
的安全、高效、低成

我国煤矿开采技术发展的方向探讨

本为目标，深入总结我国几十年的矿山压力研究成果，以理论分析(解
析法)、现代数学力学(统计分析预测、数值法)和实测法相结合运用先进的计算机技术，深
入研究各种煤层地质及开采条件，如急倾斜、大采高、大采深采场矿山压力显现规律及围岩 破坏与平衡机理，不断完善采场围岩控制技术。
　　(2)研究坚硬顶板与破碎顶板条件下应用高技术低成本岩层控制技术。 目前，由于应用高
压注水、深孔预裂爆破处理坚硬顶板和应用化学加固技术存在工艺复杂、成本高的问题， 因而需进一步研究开发新技术、新工艺、新材料来解决这些问题。
　　(3)放顶煤开采岩层和支架—围岩相互作用机理。研究放顶煤开采力学模型、围岩应力、顶
煤破碎机理、支架—顶煤—直接顶—基本顶相互作用关系；运用离散元等方法研究顶煤放落 规律，提出放煤优化准则和提高顶煤回收率的途径。
　　(4)支护质量与顶板动态监测技术。在总结缓倾斜中厚长壁工作面开展支护质量与顶板
动态监测方面，应进一步在坚硬顶板、破碎顶板、急倾斜、放顶煤工作面开展支护质量与顶板动态监测，同时应不断完善现有的监测技术，发展智能化监测系统，改进监测仪表，使监测仪表
向直观、轻便、小型化方向发展。
　　(5)冲击地压的预测和防治。通过计算机模拟研究冲击性矿压显现发生的机理；进一步完 善
冲击性矿压显现监测系统，发展遥控测量和预报技术，完善冲击性矿压综合防治措施的优化 选择专家系统。
　　(6)研究开发新型的支护设备。研究硬煤层、硬顶板放顶煤液压支架，完善液压支架性能和 快速移架系统，开发耐炮崩、轻
型化单体液压支柱和厚煤层巷道锚索和可伸缩锚杆。
　　6　小煤矿技术改造和机械化开采技术
　　实施国家关闭小煤矿，淘汰落后生产技术和生产设备，提高平均单井规模的技术政策，开发
小型煤矿机械化、半机械化开采技术和装备，改进小煤矿的采煤方法和开采工艺，提高采煤
工作面的单产和工效；提高小煤矿的顶底板控制技术水平，最大限度地减少顶底板事故率。
　　7　煤炭地下气化技
术
　　煤炭地下气化技术是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热化学作用而产生可
燃气体的过程。煤炭地下气化技术属于一种特殊的采煤方法，它属国际首创。煤炭地下气化技术具有投资少、工期短、见效快、用人少、效率高、成本低
、效益好等优点，尤其适合我国煤矿地质条件复杂、劣质煤

我国煤矿开采技术发展的方向探讨

比例高、“三下”压煤严重的具
体国情，具有广阔的推广应用前景。应继续研究完善“长通道、大断面、两阶段”和“矿井
式气化”两种典型煤炭地下气化工艺，进行较大规模的地下气化试验研究，摸索实现“两个 控制、三个稳定”的技术途径，并实现连续、稳定生产探索应用的途径。
　　参考文献
　　1　魏同，张先尘，王玉浚.中国煤炭开发战略研究.山西科学技术出版社，1999
　　2　钱鸣高，何富连，李全生等.综采工作面矿压显现与支护质量监控.中国煤炭学报，199 5(7)：48～51
　　3　中国煤炭产业国际化发展战略研讨报告.中国经济导报社，北京中经通投资咨询有限责任公司


信息来源于:中国煤炭


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