论文部分内容阅读
摘 要：煤炭企业作为我国企业发展的重点对象，是我国经济增长的一个重要支柱，伴随着煤炭企业集团化发展规模的不断壮大，煤矿开采技术将不断革新，而煤矿开采技术的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。如何改进煤矿开采技术，提高煤矿生产质量，笔者认为：1、改进采煤方法和工艺；2、安装机电一体化、自动化煤矿开采技术装备；3、采用矿井网络化监测监控技术；4、优化巷道布置，减少矸石排放的开采技术；5、加强深矿井开采技术研究。
关键词：浅谈 煤矿 开采技术 现状 提高
作为我国企业重点发展对象的煤炭企业，是我国经济增长的一个重要支柱，伴随着煤炭企业集团化发展规模的不断壮大，煤矿开采技术将不断革新，而煤矿开采技术的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。下面笔者结合自己多年积累的经验，粗浅谈谈国内目前采煤技术的现状以及如何改进煤矿开采技术，提高煤矿生产质量。
一、国内目前采煤技术现状
受作业环境的影响，煤矿企业生产技术具有特殊专业要求，涉及面广，专业技术性强。生产过程复杂，生产系统形式多样，各系统协调运做、管理难度大。井下作业环境的独特复杂性，使行业生产技术具有特殊专业要求，涉及面广、种类多、管理难度大，安全生产是煤矿管理工作的重点，煤矿安全监控系统技术复杂、形式多样，监控数据量大。
采煤方法种类很多，目前国内使用的采煤方法，总的划分为：柱式和壁式两大类。这两种不同类型的采煤方法，无论从采煤系统还是回采工艺都有很大的区别。
（一）柱式采煤法的特点是煤壁短呈方柱形，同时开采的工作面数较多，采出的煤炭垂直于工作面方向运出。壁式采煤法的特点是煤比较长、工作面的两端巷道分别做为进缝合回风、运煤和运料用，采出的煤炭平行于煤壁方向运出工作面，我国多采用壁式采煤法开采煤层。
（二）壁式采煤法一般以长工作面采煤为其主要特征，产量约占我国国有重点煤矿的95℅以上。随着煤层厚度及倾角的不同，开采技术和采煤方法会有所区别。对于薄及中厚煤层，一般都是按煤层全厚一次采出，即正层开采。对于厚煤层，可把它分为若干中等厚度进行开采，即分层开采，也可以采用放顶煤整层开采。无论整层开采或分层开采，依据不同倾角，按采煤工作面推进方向，又可分为走向长壁开采和倾斜长壁开采两种类型。壁式体系采煤法优点有：1、巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低、投产快。2、运输系统简单，占用设备少，运输费用低。3、减少了工作面长度的变化给生产带来的不利影响，对综合机械化采煤非常有利。4、通风线路短，风流方向转折变化少，同时使巷道交叉点和风桥等通风构筑物也相应减少。壁式体系采煤法缺点主要是长距离的倾斜巷道，使掘进及辅助运输、行人比较困难：有时在污风下行问题。
二、如何提高煤炭开采技术
1、改进采煤方法和工艺
（1）矿井集约化开拓布置技术。随着生产集约化合自动化程度的提高，在地质条件允许的矿区，可以走一井一面的集约化生产模式，而在地质条件不允许的矿区，也可以走多井生产，一井出煤的模式大量减少地面设施和简化生产流程，降低管理成本。
（2）短壁开采工艺技术。随着大规模粗放性开采，适合长壁开采的煤炭资源日益减少，但长壁开采后的残留煤柱，不能布置长壁式残采煤区，不规划块段等的煤炭储量却在逐年上升，一些城市和村镇的建筑物下、铁路下、水体下压煤量也很大；另外，处于矿区煤田的边缘地带、小的地质构造附近的煤炭，均不能用常规的长壁开采技术采出，因此，短壁开采技术将有很大的发展空间。为满足适应短壁开采，又可快速掘进的需求，将需要开发出能够进行横轴与纵轴切割方式互换的用于半煤岩巷道掘进和煤巷快速掘进的掘进机短壁开采离机遥控操作系统、连续运输系统以及短壁工作面通风安全系统等。
2、安装机电一体化、自动化煤矿开采技术装备
应用电力电子驱动、传感检测、计算机与自动控制、机械—电气一体化设计等技术研究开发的煤矿新一代采掘、运输、提升等新型开采设备将不断涌现。这些设备总体结构实现机械—电气控制操纵一体化设计，具备工况自动监测监控功能，传动系统采用程序控制调速和软启动。煤矿机械机电一体化新型技术装备总体结构更合理，在煤矿井下狭小作业空间工作更加可靠、维修更加方便；配备更大功率的驱动系统，生产能力大幅度提高，在操纵和性能上实现程序控制、离机遥控、自动监测监控，使煤矿传统的采掘、运输等设备功能内涵发生重大突破，为生产过程的自动化控制奠定基础。
3、采用矿井网络化监测监控技术
为适应高度集中化生产模式和煤矿生产集团化管理模式，先进采煤国家研制开发了矿井自动化监测监控系统，主要生产环节已基本实现自动化监测监控。全矿井综合自动化监测监控系统集语言、数据、图像于一体，兼容各种专用监控系统功能的综合监控网络系统，将监测、控制、通信功能合成一网，并发展灵活、方便的无线接入技术。监控系统覆盖全矿井各生产环节，包括现场监测监控层、生产与安全集中控制监视层、信息管理层3个层次，通过各种矿用控制器、传感器、通信终端、摄像器等实现对综采工作面和矿井运输、通风、排水等设备和矿井瓦斯、煤尘等安全参数的自动化监测和监控。
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。
5、加强深矿井开采技术研究
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。
总之，我国现在正处于经济发展的关键时期，采煤技术仍然是我们的薄弱环节。只有更新观念，放眼世界，不断进行实验和改革，加大研发技术力度的经济投入，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
关键词：浅谈 煤矿 开采技术 现状 提高
作为我国企业重点发展对象的煤炭企业，是我国经济增长的一个重要支柱，伴随着煤炭企业集团化发展规模的不断壮大，煤矿开采技术将不断革新，而煤矿开采技术的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。下面笔者结合自己多年积累的经验，粗浅谈谈国内目前采煤技术的现状以及如何改进煤矿开采技术，提高煤矿生产质量。
一、国内目前采煤技术现状
受作业环境的影响，煤矿企业生产技术具有特殊专业要求，涉及面广，专业技术性强。生产过程复杂，生产系统形式多样，各系统协调运做、管理难度大。井下作业环境的独特复杂性，使行业生产技术具有特殊专业要求，涉及面广、种类多、管理难度大，安全生产是煤矿管理工作的重点，煤矿安全监控系统技术复杂、形式多样，监控数据量大。
采煤方法种类很多，目前国内使用的采煤方法，总的划分为：柱式和壁式两大类。这两种不同类型的采煤方法，无论从采煤系统还是回采工艺都有很大的区别。
（一）柱式采煤法的特点是煤壁短呈方柱形，同时开采的工作面数较多，采出的煤炭垂直于工作面方向运出。壁式采煤法的特点是煤比较长、工作面的两端巷道分别做为进缝合回风、运煤和运料用，采出的煤炭平行于煤壁方向运出工作面，我国多采用壁式采煤法开采煤层。
（二）壁式采煤法一般以长工作面采煤为其主要特征，产量约占我国国有重点煤矿的95℅以上。随着煤层厚度及倾角的不同，开采技术和采煤方法会有所区别。对于薄及中厚煤层，一般都是按煤层全厚一次采出，即正层开采。对于厚煤层，可把它分为若干中等厚度进行开采，即分层开采，也可以采用放顶煤整层开采。无论整层开采或分层开采，依据不同倾角，按采煤工作面推进方向，又可分为走向长壁开采和倾斜长壁开采两种类型。壁式体系采煤法优点有：1、巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低、投产快。2、运输系统简单，占用设备少，运输费用低。3、减少了工作面长度的变化给生产带来的不利影响，对综合机械化采煤非常有利。4、通风线路短，风流方向转折变化少，同时使巷道交叉点和风桥等通风构筑物也相应减少。壁式体系采煤法缺点主要是长距离的倾斜巷道，使掘进及辅助运输、行人比较困难：有时在污风下行问题。
二、如何提高煤炭开采技术
1、改进采煤方法和工艺
（1）矿井集约化开拓布置技术。随着生产集约化合自动化程度的提高，在地质条件允许的矿区，可以走一井一面的集约化生产模式，而在地质条件不允许的矿区，也可以走多井生产，一井出煤的模式大量减少地面设施和简化生产流程，降低管理成本。
（2）短壁开采工艺技术。随着大规模粗放性开采，适合长壁开采的煤炭资源日益减少，但长壁开采后的残留煤柱，不能布置长壁式残采煤区，不规划块段等的煤炭储量却在逐年上升，一些城市和村镇的建筑物下、铁路下、水体下压煤量也很大；另外，处于矿区煤田的边缘地带、小的地质构造附近的煤炭，均不能用常规的长壁开采技术采出，因此，短壁开采技术将有很大的发展空间。为满足适应短壁开采，又可快速掘进的需求，将需要开发出能够进行横轴与纵轴切割方式互换的用于半煤岩巷道掘进和煤巷快速掘进的掘进机短壁开采离机遥控操作系统、连续运输系统以及短壁工作面通风安全系统等。
2、安装机电一体化、自动化煤矿开采技术装备
应用电力电子驱动、传感检测、计算机与自动控制、机械—电气一体化设计等技术研究开发的煤矿新一代采掘、运输、提升等新型开采设备将不断涌现。这些设备总体结构实现机械—电气控制操纵一体化设计，具备工况自动监测监控功能，传动系统采用程序控制调速和软启动。煤矿机械机电一体化新型技术装备总体结构更合理，在煤矿井下狭小作业空间工作更加可靠、维修更加方便；配备更大功率的驱动系统，生产能力大幅度提高，在操纵和性能上实现程序控制、离机遥控、自动监测监控，使煤矿传统的采掘、运输等设备功能内涵发生重大突破，为生产过程的自动化控制奠定基础。
3、采用矿井网络化监测监控技术
为适应高度集中化生产模式和煤矿生产集团化管理模式，先进采煤国家研制开发了矿井自动化监测监控系统，主要生产环节已基本实现自动化监测监控。全矿井综合自动化监测监控系统集语言、数据、图像于一体，兼容各种专用监控系统功能的综合监控网络系统，将监测、控制、通信功能合成一网，并发展灵活、方便的无线接入技术。监控系统覆盖全矿井各生产环节，包括现场监测监控层、生产与安全集中控制监视层、信息管理层3个层次，通过各种矿用控制器、传感器、通信终端、摄像器等实现对综采工作面和矿井运输、通风、排水等设备和矿井瓦斯、煤尘等安全参数的自动化监测和监控。
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。
5、加强深矿井开采技术研究
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。
总之，我国现在正处于经济发展的关键时期，采煤技术仍然是我们的薄弱环节。只有更新观念，放眼世界，不断进行实验和改革，加大研发技术力度的经济投入，才能尽快缩小与发达国家的差距，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。