我国煤矿开采技术发展的方向探讨

第一篇：我国煤矿开采技术发展的方向探讨

煤矿开采技术发展的方向探讨

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想结合，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。

（１）、开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高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”，主要解决以下技术问题。

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跨落，即有利于顶板煤破碎，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；研究开发薄煤机工作面的总体配套技术和高效开采技术。

（4）、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）、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 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。

二、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。

三、“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。

四、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。

五、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。

六、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。

七、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。安全、高效、低成本为目标，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。

个 人 工 作 总 结

我叫卫全中，大专文化程度，现任山西柳林金家庄煤业有限公司技术科科长。结合个人自身工作实际，现将个人在政治理论学习、日常工作等方面的情况总结如下：

一、政治理论学习方面：

技术科是一个高技术含量的岗位,它要求永无止境地更新知识和提高素质。为达到这一要求,我十分注重学习提高。向书本学，向领导学，向同事学。工作之余,我总要利用一切可利用的时间给自己充电,除了认真阅读报刊杂志外,我还经常自费购买一些工作需要的参考书。正是不断地虚心向他们求教,我自身的素质和能力才得以不断提高,工作才能胜任。近几年来,我个人无论是在敬业精神、思想境界,还是在业务素质、工作能力上都有了很大的进步,工作业绩也得到了领导的肯定。

我本人能够认真学习党在新形势下的各项文件精神和十七大重要会议精神，注重理论结合实际，领会精神实质，并尽可能的融会贯通，提高认识，转变观念，确定目标，时刻注意自己的言行，按照“三个代表”重要思想要求自己，树立正确的世界观

二、日常工作方面：

自2005年8月参加工作以来，我能够积极深入一线工作，随时掌握工程技术参数，及时对工人进行安全知识教育，组织人员

培训，在井下能虚心向有经验人员学习，及时处理井下出现的问题，自从工作以来先后进行了巷道测量、探放水工作以及编写了《掘进作业规程》、《回采作业规程》、《回采工作面回收与安装安全技术措施》。在实际工作中我深刻认识到，要作为一名合格的工程技术人员，就要经常深入一线了解情况，不断提高自己的业务素质，为今后的工作打好基础。技术安全是煤矿工作的重中之重，必须时刻增强安全责任心，促进现场技术安全管理、监督，敢于坚持原则，大胆管理，听取有经验老师傅的意见，不断改进和完善各种施工技术措施，根据井下实际工作中出现的问题，制定解决方案和措施，并及时组织全矿职工技术培训学习，增强了全矿职工的安全意识和质量观念，使全矿职工能按章作业，保证了安全生产。

作为单位技术员，技术安全生产现场管理的第一责任人，只有抓好技术安全才能促进生产，在井下工作现场，发现隐患及时和同志们解决处理，在确保安全的前提下再施工。做到关键时刻冲上去，危险时刻干在前，充分利用班前会、安全生产列会进行安全知识学习，使职工牢固树立“安全第一”观念，不断强化安全生产意识和自我保安能力，主动遵章守纪，杜绝“三违”。

第二篇：煤矿开采技术

煤矿开采技术

主要课程：计算机文化基础、Visual Basic程序设计、工程制图、工程力学、电工技术基础、测量学、煤矿地质学、机械设计基础、井巷施工技术、矿山压力及其控制、流体力学与流体机械、采掘机械、采煤学、矿井通风与安全、矿井提升运输、矿山电工、计算机绘图、煤矿安全法规、矿山电工学、土力学与地基基础、露天开采概论、露天矿爆破工程、露天矿线路工程、边坡稳定、露天采掘机械、露天矿运输设备、露天采矿工艺、露天矿设计原理、矿山供电等。

就业方向：可在矿山企业、科研院所、政府机构等企、事业单位就业。主要从事矿区规划设计、矿山安全技术、生产技术、安全监察、科学研究等工作。

★ 矿井通风与安全

主要课程：计算机文化基础、Visual Basic程序设计、工程制图、电工与电子技术、采煤概论、工程流体力学、工程热力学与传热学、燃烧学、安全工程学、矿井通风与空气调节、瓦斯防治与开发技术、火灾防止理论与技术、粉层防止理论与技术、水防止理论与技术、安全监测监控技术及应用、煤矿安全法规、矿山电工学、管理学原理、环保概论、电气安全管理、通风与净化工程、危险货物运输管理等。

就业方向：可在煤矿、金属矿、非金属矿从事矿山通风安全和环境保护技术管理工作；也可在上述系统的科研、设计、教学、管理部门从事科学研究、矿山设计、教学、安全监察等工作；还能在工矿企业中从事采暖通风技术工作。

第三篇：煤矿开采技术论文：浅析我国煤矿的绿色开采技术

浅析我国煤矿的绿色开采技术

绿色开采是煤炭开采的发展方向,对提高煤炭采出率、保护生态环境和实现煤矿可持续发展都具有十分重要的意义。本文分析了绿色开采技术,总结了我国煤矿绿色开采方法的发展现状,对科学采矿具有一定的指导意义。

关键词:绿色开采;保水开采;煤与瓦斯共采;充填开采;煤炭地下气化

煤炭开采造成岩层移动破坏,引起岩层中水与瓦斯的流动,导致煤矿瓦斯事故与井下突水事故;煤炭开采引起岩层移动,进而造成地表沉陷,导致农田、建筑设施的损坏;煤炭开采形成的大量堆积在地面的矸石,既占用良田,又造成环境污染;随着我国矿井开采深度的不断增加,矿山压力显现及冲击地压等动力灾害发生的频次增加,强度增大,危及矿井的安全生产。上述问题若得不到有效解决,在未来几十年内,随着能源总需求和煤炭产量的不断增长,煤炭资源开采所带来的矿区安全和生态环境问题将更为严重,人类的生存和社会发展环境将受到严重威胁。

根据我国的能源资源状况,煤炭作为我国最重要的一次性能源,在未来20年内,其在能源构成中的主体地位将不会改变。2020年我国煤炭消费量将达到40亿t。届时,煤炭产量很可能无法满足工业需求。不能再单纯地通过提高煤炭的产

量缓解煤炭供应的压力,而应该综合考虑发展煤炭循环经济,减少煤炭开采对环境的破坏,而且也应该把“发展煤炭循环经济,实现煤炭绿色开采”作为理念,大力发展绿色的采煤技术。煤炭绿色开采体系

煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术,在基本概念上是要从广义资源的角度上来认识和对待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各种资源。基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响。目标是取得最佳的经济效益和社会效益。根据煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等,绿色开采主要包括以下内容:水资源保护—“保水开采”;瓦斯抽放—“煤与瓦斯共采”;土地与建筑物保护—“充填开采”;排放矸石占用土地污染环境—“煤炭地下气化”等。2003年,中国矿业大学钱鸣高院士首次提出了煤矿绿色开采的概念和技术体系,随后明确了实现煤炭资源开采和环境保护协调发展的绿色开采研究目标,为我国绿色开采技术的研究指明了方向。钱院士提出的绿色开采技术体系, 绿色开采理论依据:(1)关键层理论。

(2)开采对岩层移动的影响及移动规律。(3)水在裂岩体中的渗流规律。

(4)开采后岩层内节理裂隙分布发育规律等。保水开采

保水采煤在不同的矿区有不同的技术内涵,缺水矿区要以水资源保护和利用为主;大水矿区,要以减少水资源破坏和防治水灾害为主。因此,保水开采包含水资源保护、水资源利用(煤水共采)和水灾害防治等多项重要内容。煤矿开采过程中破坏了地下含水层的原始径流,大量排出地下水;采空区上方导水裂隙带与地下水体贯通,形成大规模地下水降落漏斗,造成区域含水层水位下降,直接影响到区域水文地质条件。采动影响稳定后产生的地表沉陷往往影响到地表水体(河流、湖泊、井泉等)的原来形态,造成部分沟泉水量减少甚至干涸;影响当地居民正常的生产生活,进而影响区域植被生长,甚至土地沙漠化。我国大部分矿区处在干旱半干旱地区,而每年采煤破坏地下水22亿m3,可见保水开采具有重要的意义。煤与瓦斯共采

瓦斯既是矿井有害气体也是洁净能源。因此,应该使其资源化,其技术途径有:(1)采前抽采:若能在开采前将煤层内瓦斯抽出,则是利用瓦斯改善煤矿安全的最好办法。但由于我国大部分煤体透气性低,在本层内抽采瓦斯有难度。

(2)煤与瓦斯共采:开采后围岩压力降低,大量瓦斯在采空区释放,有利于瓦斯抽采,因此形成煤与瓦斯共采体系。

(3)废弃矿井抽采瓦斯。鉴于废弃矿井煤层经过采动而充满瓦斯,因而可以利用采动后岩体内裂隙场的分布及钻孔,将瓦斯抽排管装在井下、封闭井口后,抽出瓦斯。

(4)回风井回收瓦斯。

(5)煤与瓦斯共采的技术主要有:留巷钻孔法、卸压法等。4 充填开采

我国多数煤矿存在建筑物下、水体下、铁路下压煤的问题,充填采矿法对解决这类问题具有重要的意义。充填开采法是用充填材料充填采煤工作面采空区的岩层控制方法。该法可以缓和工作面支承压力产生的矿压显现,改善采场和巷道维护状况,有效减少地表下沉和变形,提高煤矿采出率,保护地面建筑物、构筑物、生态环境和水体。按照充填材料的不同,充填采矿法分矸石充填、水砂充填和膏体充填。

4.1 矸石充填利用井下采空区处置煤矸石的充填采煤方法,既可以减少煤矿固体废弃物排放,又可以减轻开采沉陷灾害、提高矿井资源回收率,是实现煤矿绿色开采的关键技术途径之一。

(1)抛矸机抛矸充填。将岩巷和半煤岩巷掘进矸石用矿车运至井下矸石车场,经翻车机卸载后,矸石经破碎机破碎,而后进入矸石仓。通过矸石仓下口,胶带或刮板输送机将破碎后的矸石运入上下山,而后由胶带或刮板输送机转载进入采煤工

作面回风平巷,再由工作面采空区可伸缩胶带输送机运至工作面采空区抛矸胶带输送机尾部,由抛矸胶带输送机向采空区抛矸充填。

(2)刮板输送机卸矸充填。充填装备由后端带悬梁的自移式液压支架和充填刮板输送机组成。在自移式液压支架后端增加后悬臂等配件,采用可调高但挂链悬挂充填刮板输送机溜槽,悬挂是为了增加充填垂直高度。输送机中部溜槽按顺序连接,并与机头和机尾组成整部刮板输送机。每2节中部溜槽设置1个溜矸孔,溜矸孔开在溜槽的中板上。由电机车牵引矸石矿车至采区矸石车场,通过翻车机卸载,矸石经转载机、破碎机进入矸石仓。破碎后的矸石经上下山输送机、平巷输送机运至液压支架后的充填刮板输送机,在采空区卸载。

(3)风力抛矸充填。风力充填材料粒度的直径不宜大于充填管道的1/2~1/3。并且要求充填材料沉缩率低、不自然、腐蚀性小。矸石经充填机、充填管路充填采空区。一般采煤机割两刀煤充填一次,充填步距1.2~1.6 m,每次充填长度6~9 m,工作面每向前推进50~100 m,充填机前移一次。机械矸石充填对充填材料要求不严格,使用设备也较少,在我国山东矿区发展较快,有推广趋势。

4.2 水砂充填水砂充填采煤法是利用水力通过管道把充填材料沙粒送入采空区的充填采煤法。我国早在20世纪

初就开始应用水砂充填采煤法,目前水砂充填技术已经十分成熟。在地面用矿车将采出、破碎及筛分后的成品砂运到贮砂仓贮存。在贮砂室,砂与水混合成砂浆,经充填管路送至工作面采空区,并在采空区脱水,砂子形成充填体,废水经采区流水上山和流水道流入采区沉淀池,经沉淀后,澄清的水流入水仓,用水泵经排水管将水排至地面贮水池,以供循环利用。水砂充填采煤法充填致密,可减少煤尘危害,能有效地控制地表下沉和变形,但井上下充填系统复杂,设备及设施投资大,充填材料昂贵,提高了吨煤成本。

4.3 膏体充填膏体充填技术是1979年在德国的格伦德铅锌矿首先发展起来的,由于膏体充填具有料浆质量分数高、充填效率高、成本较低等优点,这项技术试验成功以后在金属矿山得到较快的发展,在包括中国在内的许多国家得到应用。为解放村庄压煤,提高开采上限,提高煤炭资源采出率,延长矿井服务年限,太平煤矿与中国矿业大学合作开展了固体废物膏体充填不迁村采煤技术的研究。太平煤矿膏体充填系统是我国煤矿第一个膏体充填示范工程,2006年5月工业性试采取得成功。膏体充填采煤技术主要由三部分组成,即充填材料、充填设备与工艺、采动岩层充填控制理论。膏体是由煤矸石、粉煤灰、水砂、水泥等组成,由地面设备加工而成的类似牙膏的流体,具有十分良好的流动性和可泵性。充填时,膏

体通过巷道中的管路,由充填泵提供动力,输送到液压支架后的采空区。膏体充填技术的核心是膏体充填材料,膏体充填材料的强度对膏体充填的效果起决定作用。膏体充填后,地表下沉减小。膏体充填开采是绿色开采技术的重要组成部分,是解决煤矿开采环境问题的理想途径,是解决村庄等建筑物下大量压煤开采问题的迫切需要。煤炭地下气化

煤炭地下气化是指将地下煤炭通过热化学反应在原位把煤炭转化为可燃气体。可以部分消除煤炭开采对环境的污染和煤炭燃烧对生态环境的不利影响与破坏。煤炭地下气化是一种整体绿色开采技术。它开始于英国1912年,由于热值低、成本高而未得到发展。我国于1958-1960年曾在16个矿区进行试验,于1962年停止,1984年又开始了新的试验,1994年达到连续产气295 d,产气量为200 m3/h,热值13.81~17.57 MJ /m3,采用的是有井式、长通道、大断面的煤炭地下气化方法。2005年中国矿业大学与重庆中梁山矿业集团合作实现了连续稳定生产优质水煤气和混合煤气。但是,地下煤炭气化燃烧产生的苯和酚是致癌物质,有可能毒化水资源;燃烧形成的大量二氧化碳对空气也是严重的污染。目前我国的地下气化技术仍处于工业试验阶段,有很多问题需要去研究和探索。结 语

资源与环境协调的绿色开采是解决煤炭开采环境问题的根本出路。要实现绿色开采,需要综合研究和解决经济与技术等方面的问题。绿色采矿可以减少环境污染,还能带来良好的社会经济效益。绿色采矿是形成绿色矿业及矿区绿色家园的重要组成部分,相信随着绿色开采的不断发展和完善,煤矿绿色开采一定会发挥它应有的作用,为人类与自然的协调发展做出贡献。

参考文献: [1]刘开明.优化配煤生产优质焦炭[J].燃料与化工,2006,37(5):8-10.[2]缪协兴,钱鸣高.中国煤炭资源绿色开采研究现状与展望[J].采矿与安全工程学报, 2009(3):1-13.[3]黄庆享.煤炭资源绿色开采[J].陕西煤炭.2008(03):18-21.[4]徐 睿,谢亚涛,周坤鹏.煤炭绿色保水开采[J].矿业快报,2008(6):20-22.

第四篇：我国煤炭开采技术

我国煤炭开采技术

学院：能源学院

班级：采矿工程专业1303班

姓名：田11

学号：11

联系方式：111 我国煤炭开采技术

摘要：

随着社会不断的发展和进步，我们人类跨入21世纪之后，信息技术已经被应用到了多个领域之中，以高科技为科学发展观已经成为了社会发展的重要方向，以此同时，资源和环境问题已经成为了世界性所有面临和解决的问题，煤矿开采行业，是非常传统的重工业，为了能够适应社会发展，实现新世纪的发展目标和要求，这些就成为了我们煤矿工作者需要关注和重视的问题了，在煤矿开采中，其最重要的核心技术就是煤矿开采技术，为此，为了能够提高其开采的效率和开采过程中的安全性，我们必须对其煤矿开采技术进行不断的完善和创新，本文就通过从煤矿开采技术的发展以及在煤矿开采过程中存在的问题，进行了简单的阐述和分析，希望能够在论述过程中，对煤矿开采技术的发展以及解决存在的问题提供可行性思路。分析了当前煤矿开采中开采技术的重要性，探讨矿井开采的关键技术问题以及对矿井开采技术的发展方向进行了展望。

关键词: 煤矿开采技术；发展方向；存在问题；分析应用

前言

煤矿开采方法及技术对煤矿的安全生产、采煤设备 能力的发挥、生产成本、经济效益具有十分重要的作用。一个煤矿的生产经营状况，除了自然地质条件和管理水平外，主要取决于开采方法的先进性和适应性。我国从炮采-普通机械化采煤-高档普采-综合机械化采煤-综采放顶煤-强力综采技术的发展，使采煤工作面的年单产由几万吨、几十万吨、几百万吨到上千万吨。事实充分证明了煤矿开采技术的发展对煤矿产量、经济效益的重要作用。同时，煤矿开采是一个传统的工业，高新技术的含量较低，如何适应科学技术的发展，在竞争中求生存与发展，煤矿的开采技术正是其核心问题。因此，从战略上确定好开采技术的创新方向，从战 术上搞好开采技术创新，对煤炭工业的持续健康发展具有重要意义。

我国煤矿发展现状

我国煤矿按所有制分为国有重点煤矿，地方国有煤矿，乡镇煤矿。这3类煤矿分别处于机械化、半机械化和基本为手工劳动的生产技术水平。在2001年全国煤炭产量中，5916%来自原国有重点煤矿，21%来自地方国有煤矿，1914%来自乡镇集体煤矿。2000年国有重点煤矿采煤机械化和综合机械化程度分别达到74143%和56173%，掘进装载机械化和综掘程度分别达到73129%和12181%。

我国煤矿的开采方法既有世界先进水平的综合机械化高产高效矿井，又有原始落后的人工开采方法。如神华集团大柳塔煤矿在2000年实现“一井一面”生产原煤920158万吨的基础上，2001年计划生产原煤1000万吨，3月份月产创100158万吨，综采工作面月产90107万吨的好成绩。而我国的乡镇、个体小煤矿井型规模小，平均年产量不到1万吨，资源回收率一般只有10%~15%；伤亡事故多，1988~1997年10年间，小煤矿死亡人数占全国煤矿死亡总人数的7312%，死亡率高达1017人/Mt；开采方法落后，生产效率低。

多层次的煤炭生产结构决定了煤炭工业生产技术结构的多层次化，而且这种多层次的生产技术结构将会持续相当的时间。保障安全生产、减少手工作业和笨重体力劳动是数万个乡镇集体煤矿急需解决的问题，集约化成为大型企业的发展方向。

煤矿开采技术取得重大进展 经过“七五”、“八五”、“九五”科技攻关，我国在综合机械化放顶煤、坚硬顶板条件下的长壁综采、大 采高综采技术及工艺方面均取得重大进展。

综采放顶煤技术

20世纪80年代初我国开始试验，90年代以来，有 了很大发展，出现了兖州、潞安、阳泉等以放顶煤开采为主的大型高产高效矿区。对较好条件下的综放成套装备进行了完善提高，采用900kW电牵引采煤机，设计了低位大插板新型支架，开发应用快速移架系统，并采取加大采煤机截深、加大后部输送机溜槽宽度等措施，取得了很大成功。综放队创年产510万t的好成绩，达到世界先进水平。

我国研制出近20种放顶煤液压支架，并对放顶煤工 作面矿压显现规律、顶煤破碎规律、顶煤冒放性、支架-围岩关系进行了深入的研究，对安全、高效生产起到了重要指导作用。我国在放顶煤支架架型、结构功能、参数、理论研究及使用效果方面居国际领先水平。综放生产工艺技术研究取得了实质进展，初步解决了有夹矸、顶煤硬等特殊情况下的综放技术难题，进一步提高了回收率。

1996~2000年兖州集团公司与煤炭科学研究总院开 采所等科研机构和厂家合作完成的煤炭行业“九五”重点科技攻关项目“缓倾斜特厚煤层高产高效综放开采成套技术与装备研究”，围绕综放开采成套装备与工艺、综合降尘技术、综合防灭火技术和提高回采率相关技术等4个专题15个子专题，联合攻关，项目总体技术达到了国际领先水平，初步形成了具有自主知识产权的综采放顶煤核心技术，并逐步实现了主要综采设备的国产化，极大地提高了矿井的集中生产能力和经济效益，基本实现了“一矿一面”或“一矿两面”的高产高效生产格局。2000年，兖矿综采队全部达到300万吨以上水平，其中2个综采队单产突破500万吨，最高达到512161万吨；原煤生产效率达到141787t/工，是1990年的8185倍。

目前，兖矿又与开采所等单位合作，开展了国家技术创新项目/年产600万t综放工作面设备配套与技术研究0及/高效集约化综放开采技术及关键装备0的研究与实施工作，项目完成后可基本实现集采煤、放煤、运输等生产环节的智能化、自动化，对主要生产设备工况进行实时在线监测，工作面单产水平已达600万t以上，可在全国率先实现准无人综放采煤工作面装备研究”，围绕综放开采成套装备与工艺、综合降尘技术、综合防灭火技术和提高回采率相关技术等4个专题15个子专题，联合攻关，项目总体技术达到了国际领先水平，初步形成了具有自主知识产权的综采放顶煤核心技术，并逐步实现了主要综采设备的国产化，极大地提高了矿井的集中生产能力和经济效益，基本实现了“一矿一面”或“一矿两面”的高产高效生产格局。2000年，兖矿综采队全部达到300万吨以上水平，其中2个综采队单产突破500万吨，最高达到512161万吨；原煤生产效率达到141787t/工，是1990年的8185倍。目前，兖矿又与开采所等单位合作，开展了国家技术创新项目/年产600万t综放工作面设备配套与技术研究0及/高效集约化综放开采技术及关键装备0的研究与实施工作，项目完成后可基本实现集采煤、放煤、运输等生产环节的智能化、自动化，对主要生产设备工况进行实时在线监测，工作面单产水平已达600万t以上，可在全国率先实现准无人综放采煤工作面。

引进大功率综采设备日产万吨以上

我国神华集团神东公司在全国煤炭行业率先全套引 进国外先进技术和装备，实现了采掘工作面生产集中化，主要运输系统胶带化，辅助运输无轨胶轮化的机械化作业方式。神东矿区一般都采用条带式开采，工作面长度为225~245m，推进长度为2500~5000m，装备美国JOY公司生产的6LS-5型直流电牵引双滚筒采煤机，总装机功率为1600kW，采高212~510m，牵引速度为0~15m/s，生产能力在2000~2800t/h；液压支架选用美国JOY公司和德国DBT公司生产的JOY8670-214/510和DBT7640-212/415液压支架；三泵一箱乳化液泵站每台供液流量达到270L/min；大功率的JOY和DBT刮板输送机、转载机和破碎机采用集中控制联动操作，总功率达2030kW，过煤能力为21500t/h；顺槽胶带机选用美国公司和澳大利亚公司的B1400-3*375-410型胶带输送机，带速为4m/s；采区供电采用采区钻孔，移动箱式变电所，10kV电压通过钻孔直接供到工作面顺槽移动变电所。除胶带输送机以外综采工作面其它设备的总重量约6000t，总装机功率4500kW。这些先进的大功率重型机械化设备，为实现高产高效矿井建设提供了可靠保障。综采设备自动化控制的实现，为减人增效提供了广 阔空间。一个生产班的员工数由上百人、几十人减 到6~8名，班产原煤在1万t左右，日开机时间一般在83%左右，日产原煤在213万t以上，创出全国第一、世界一流水平。

国产装备日产7000t高产高效综采在综采工作面电 压不升级(1140V)的情况下，我国已研制出日产7000t综采成套设备，并在铁法矿务局晓南矿成功应用，最高日产达9206万t。实际生产表明，若全矿运输系统配套完善后，具有日产万吨的潜力。

“三下”采煤

“三下”压煤是制约我国许多煤矿发展的重要问题。据不完全统计，我国仅统配煤矿“三下”压煤量就达13719亿吨，其中建筑物下压煤量占60%左右。在人口密集、工业发达的8个省建筑物下压煤达6417亿吨，占全国“三下”压煤量的近一半。如大屯煤电公司截止2000年年底，可采储量合计6163818万t，“三下”压煤及其它非经济可采储量为4286118万吨，占可采储量的69%。随着我国经济发展对煤炭需求的增加，解压煤呆滞储量的开采技术已成为亟待解决的问题。缓倾斜薄煤层单一长壁综采技术。我国77个重点矿务局的424个矿井赋存765个薄煤 层，占可采总储量的19%。但从薄煤层中采出的煤量逐年下降，1996年仅占7132%，并有进一步下降的趋势。薄煤层开采机械化程度低，采高小，工作条件差，设备移动维修困难；存在投入多，产出少的问题。乡镇煤矿开采技术水平低，乡镇煤矿开采工艺落后，安全生产条件差，资源回 收率低，也是需要解决的问题。治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等。

优化巷道布里，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，实现开采方法、开采布置与煤层地质条的最优匹配。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。

三下采煤技术

提高数值模拟计算和相似材料模拟等技术的水平, 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。

矿山压力控制

寻求矿山压力控制实际问题的完好解决与科学解答 仍是采矿学科的基本任务。对于性质不同、类型繁多的矿山压力显现与控制问题，通过研制和改进测试仪器、完善监测手段、掌握不同条件下的矿山压力显现规律，并据此研究、改进控制的手段和方法，采取恰当的技术与安全措施，实现矿山压力的适时有效控制。因此我们需要继续研究的问题有:

(1)进一步完善来场围岩控制理论；

(2)研究坚硬顶板与破碎顶板条件下应用高技术低成 本岩层拉制技术；

(3)放顶煤开采岩层和支架—围岩相互作用机理；

(4)支护质量与顶板动态监测技术；

(5)冲击矿压的预测和防治；

(6)研究开发新型的支护设备。

3.6煤炭地下气化技术

煤炭地下气化是实现高效安全开采的一项新工艺，属 于一种特殊的采煤方法，它集建井、采煤、气化。种工艺为一体，取消了庞大笨重的井下采煤设备和地面气化设备，变传统的物理采煤为化学采煤，是多学科开发洁净能源和化 工原料的高新技术。它克服了现有井工采煤的安全问题等弊端，也趁免了传统采煤和地面气化过程中的废气、废水、废渣等的污染，其关键技术是实现气化生产的连续、稳定(煤气量、煤气成份、煤气热值的稳定)和充分就地监测、控制。

3.7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。

4.结

论

综上所述，从上述过程中，笔者认为当今煤矿开采 技术的发展主要方向应该是围绕高科技技术应用和保护环境两个方面，一定要坚持可持续发展的路线，来进行的煤矿开采技术的应用，在这一过程中，主要还是需要我们相关的煤矿工作者在实践工作中不断的完善和创新方法，为煤矿开采技术的创新多提宝贵意见，为煤矿事业发展做出贡献，在浅谈煤矿开采技术的发展和存在的问题过程中，可能还存在很多不足的地方，希望可以得到广大煤矿开采工作者的广泛意见，通过相关的建议，虚心接受和思考，来不断完善自身不足之处，争取为煤矿开采技术的发展做出更多贡献。应用现代科学理论新方法与高新技术，研究解决采矿问题，探求采矿规律； 采矿科学与其它科学(计算机科学、材料科学等)的相互结合，丰富和扩展了煤矿开采技术，是当今煤矿开采技术的发展方向。

参考文献 ：

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第五篇：煤矿开采技术复习题

一、名词解释：

1、井田开拓：由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程。

2、采煤工艺：采煤工作面内各道工序按照一定顺序完成的方法及其相互配合。

3、采区车场：采区上（下）山与运输大巷、回风大巷以及区段平巷联络处的一组巷道和硐室的总称，是采区巷道布置系统中的重要组成部分。

4、正规循环作业：按照作业规程中循环作业图表安排的工序顺序和劳动定员，在规定的时间内保质、保量、安全地完成循环作业的全部工作量，并周而复始的进行采煤工作的一种作业方法。

5、采煤工作面作业规程：是现场工程技术管理人员根据工作面的具体地质条件、机械电气设备配备和劳动力条件编制的技术性文件，是工作面生产技术管理的依据。

6、井底车场：联接井筒和井下主要运输大巷的一组巷道和硐室的总称，是联结井下运输和井筒提升的枢纽，担负着煤炭、矸石、物料和人员的转运及为全矿井通风、排水、供电服务的任务。

7、采煤系统：采区内的巷道布置系统以及为了正常生产而建立的采区内用于运输、通风等目的的生产系统。通常是由一系列的准备巷道和回采巷道组成的。

8、矿山压力：存在于采掘空间周围岩体内和作用在支护物上的力。

二、选择题：

1、水力采煤法为（）体系采煤法。B A、壁式

B、柱式

2、主、副井均为平硐，风井为立井的矿井开拓方式为（）。D A、立井开拓

B、斜井开拓

C、综合开拓

D、平硐开拓

3、“三人连锁爆破制”的瓦检员携带的（）牌交给爆破工。C A、警戒牌

B、爆破命令牌

C、爆破牌

4、在普采工作面的支护中，为保护最后一排立柱，悬臂顶梁和支柱的关系应是（）。B A、正悬臂

B、倒悬臂

5、“一炮三检”时，附近（）m范围内瓦斯浓度达到1%时，严禁装药和爆破。D A、20

B、30

C、40

D、10

6、底卸式矿车运煤时的井底车场形式为（）B A、环形式井底车场

B、折返式井底车场

7、综采工作面风速不允许超过（）m/s。A A、4

B、5

C、6

8、主井为斜井、副井为斜井、回风井为立井的矿井开拓方式为（）B A、立井开拓

B、斜井开拓

C、综合开拓

D、平硐开拓

9、井底车场属于（）巷道。B

A、准备

B、开拓

C、回采

10、综合机械化采煤法中“三直一平”的“一平”指的是（）。A A、输送机

B、顶梁

C、液压支架

11、初次来压前采煤工作面前方煤壁内的支撑压力较平时（）。A A、大

B、相等

C、小

12、煤层群的开采顺序通常采用（）。B A、上行式

B、下行式

C、平行式

13、采煤工作面与巷道连接处的（）m范围内必须加强支护。A A、20

B、30

C、409、14、采区上山与阶段运输大巷相联结的车场为（）C A、采区上部车场

B、采区中部车场

C、采区下部车场

15、采空区处理最常用的方法是（）。C A、缓慢下沉法

B、充填法

C、全部垮落法

16、“追机作业” 属于（）的范畴。C A、作业形式

B、循环方式

C、劳动组织

17、爆破落煤时，三花眼指的是（）排眼。B A、单

B、双

C、三

18、采煤工作面倾角大于（）时，必须有防止煤（矸）窜出刮板输送机伤人的措施。A A、25°

B、15°

C、10°

19、“三采一准”属于（）的范畴。A A、作业形式

B、循环方式

C、劳动组织

20、综采放顶煤采煤工艺的循环标志是（）C A、移架

B、回柱放顶

C、放顶煤

三、判断题：

1、在采空区两侧形成的支撑压力为固定支撑压力。（√）

2、分区式布置多用走向长壁采煤法采煤。

（√）

3、液压支架一般为掩护式和支撑式两种。（×）

4、巷道开掘顺序是开拓巷道、回采巷道、准备巷道。

（×）

5、支架应具备一定的支撑能力和可缩性。（√）

6、倒悬臂支架主要是为了支护机道上方顶板。

（×）

7、壁式采煤工作面推进一般采用后退式。（√）

8、采煤工作面所有安全出口与巷道连接处仅在10米范围内要加强支护。

（×）

9、我国综采放顶煤开采以低位放顶煤为主。（√）

10、支柱入井前应逐根进行压力试验。

（√）

11、综采放顶煤回采以移架作为一个循环的标志。（×）

12、采区是一个相对独立的生产系统。

（√）

13、基本顶的垮落步距比直接顶的垮落步距要大。（√）

14、走向长壁采煤工作面是沿走向布置。

（×）

15、伪倾斜柔性掩护支架采煤法是急倾斜煤层采煤法中较为先进的一种采煤法。（√）

16、可采储量一定，井型越大，服务年限越短。

（√）

17、倾斜长壁采煤工作面是沿煤层倾斜方向推进。（√）

18、穿岩层的水平巷道就是运输大巷。

（×）

19、正悬臂支架主要是为了支护采空区侧顶板。（×）20、斜井开拓时，主井采用带式输送机运煤不可兼作回风井。

（×）

四、问答题：

1、采煤工作面作业规程的主要内容有哪些？

答：

1、工作面基本概况

2、工作面的地质状况

3、采煤方法

4、工作面主要生产系统

5、工作面的循环图表

6、安全管理制度

7、安全技术措施

8、灾害事故防治措施

9、煤质管理措施

2、电牵引采煤机特点有哪些？

答：

1、具有良好的牵引特性；

2、可用于大倾角煤层；

3、运行可靠，使用寿命长；

4、反应灵敏，动态特性好；

5、效率高；

6、结构简单；

7、有完整的监测和显示系统。

3、选择采煤方法的原则是什么？

答：选择采煤方法，应当结合区域经济特点，根据煤层赋存条件、矿井开采技术水平等因素，选用技术先进、经济合理、安全生产条件好、资源回收率高的采煤方法。必须满足安全、经济、煤炭采出率高的原则。

4、试问斜井与立井相比较的优缺点？

答：斜井井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快；地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室较立井简单；投产快，建井期短；多水平开采时斜井的石门长度较立井短；斜井延深较立井方便。

缺点是当条件相同时，斜井较立井长，保护煤柱多；围岩不稳定时，维护费用高；提升速度慢、能力小、钢丝绳磨损大、动力消耗大；当斜井较长时，多段提升，转载环节多、占用设备和人员多；沿井筒敷设的管线长、通风线路长；穿过含水层和流砂层困难等。

五、简述题：

1、试完成下面综采工作面循环作业图表，该工作面长度150m，双向割煤，端部斜切进刀（割三角煤），采用“三采一准”作业方式，及时支护，每班四个循环。

割煤移架推移输送机检修试运转

2、某矿普采工作面长度140m，煤层厚度2.1m，煤层倾角6°～8°，煤层普氏系数f=1.5。顶板中等稳定，采用全部垮落法处理采空区，采煤机选用单滚筒采煤机，割煤方式为双向割煤、往返一刀，进刀方式为推入法进刀。试述该工作面割一刀煤的采煤工艺过程。

答：每班开始生产时，采煤机自工作面下切口开始割煤，采煤机向上运行时升起摇臂，滚筒沿顶板割煤，并利用滚筒螺旋及弧形挡煤板装煤，工人随机挂梁，托住顶板，采煤机运行至工作面上切口后，翻转弧形挡煤板，将摇臂降下，开始自上而下运行，滚筒割底煤并装余煤。滞后采煤机10-15m，依次开动千斤顶推移刮板输送机，与此同时，输送机槽上的铲煤板清理机道上的浮煤。推移完输送机后，开始支设单体液压支柱。

当采煤机割底煤至工作面下切口时，支设好下端头的支架，移直输送机，采用直接推入法进刀，使采煤机滚筒进入新的位置，以便重新割煤。然后回掉最后一排柱，让采空区顶板自行垮落，同时检修有关设备。

割煤和回柱期间，乳化液泵站始终向工作面供液，以保证推移输送机和支设、回撤液压工作正常进行。