我國煤炭開采技術

1、我國煤炭開采技術1303班學院：能源學院 班級：采礦工程專業(yè) 姓名：田 11 學號： 11 聯(lián)系方式： 111我國煤炭開采技術摘 要：隨著社會不斷的發(fā)展和進 步，我 們?nèi)?類跨入 21 世 紀之后，信 息技術已 經(jīng)被應 用到 了多個 領域之中，以 高科技為科 學發(fā)展觀已 經(jīng)成為了社會發(fā)展的重要方向，以此同時，資源和環(huán)境問題已經(jīng) 成為了世界性所有面臨和解決的問題，煤礦開采行業(yè)，是非常傳 統(tǒng)的重工業(yè)，為了能夠適應社會發(fā)展，實現(xiàn)新世紀的發(fā)展目標和 要求，這些就成為了我們煤礦工作者需要關注和重視的問題了， 在煤礦開采中，其最重要的核心技術就是煤礦開采技術，為此， 為了能夠 提高其 開采 的效率 和開采

2、過程中 的安全性，我 們必須對 其煤礦開 采技術 進行 不斷的 完善和創(chuàng)新，本 文就通過 從煤礦開采 技術的發(fā) 展以及 在煤 礦開采 過程中存在的 問題，進 行 了簡單的闡 述和分析，希望能夠在論述過程中，對煤礦開采技術的發(fā)展以及 解決存在 的問題 提供 可行性 思路。分 析 了當前 煤礦開采 中開采技 術的重要 性，探 討礦 井開采 的關鍵技術問題以及對礦井 開采技 術 的發(fā)展方向進行了展望。關鍵詞: 煤礦 開采技 術；發(fā) 展方向； 存在問題；分 析應 用、八前言煤礦開采方法及技術對煤 礦的安全生 產(chǎn)、采煤 設備 能力的發(fā)揮 、 狀況，除了自然地質(zhì)條件和管理水平外，主要取決于開采方法的 先

3、進 性 和 適 應 性 。 我 國 從 炮 采 -普 通 機 械 化 采 煤 -高 檔 普 采 -綜 合 機 械 化 采 煤 -綜 采 放 頂 煤 -強 力 綜 采 技 術 的 發(fā) 展 ， 使 采 煤 工 作 面 的 年 單產(chǎn)由幾萬噸、幾十萬噸、幾百萬噸到上千萬噸。事實充分證明 了 煤 礦 開 采 技 術 的 發(fā) 展 對 煤 礦 產(chǎn) 量 、經(jīng) 濟 效 益 的 重 要 作 用 。同 時 ， 煤礦開采是一個傳統(tǒng)的工業(yè)，高新技術的含量較低，如何適應科 學技術的發(fā)展，在競爭中求生存與發(fā)展，煤礦的開采技術正是其 核 心 問 題 。因 此 ，從 戰(zhàn) 略 上 確 定 好 開 采 技 術 的 創(chuàng) 新 方 向

4、，從 戰(zhàn) 術 上 搞 好 開 采 技 術 創(chuàng) 新 ，對 煤 炭 工 業(yè) 的 持 續(xù) 健 康 發(fā) 展 具 有 重 要 意 義 。生產(chǎn)成本、經(jīng)濟效益具有十分重要的作用個煤礦的生產(chǎn)經(jīng)營我國煤礦發(fā)展現(xiàn)狀我 國 煤 礦 按 所 有 制 分 為 國 有 重 點 煤 礦 ，地 方 國 有 煤 礦 ，鄉(xiāng) 鎮(zhèn) 煤 礦 。 這 3 類 煤 礦 分 別 處 于 機 械 化 、 半 機 械 化 和 基 本 為 手 工 勞 動 的 生 產(chǎn) 技 術 水 平 。 在 2001 年 全 國 煤 炭 產(chǎn) 量 中 ， 5916% 來 自 原 國 有 重 點 煤 礦 ， 21% 來 自 地 方 國 有 煤 礦 ， 1914% 來

5、自 鄉(xiāng) 鎮(zhèn) 集 體 煤 礦 。 2000 年 國 有 重 點 煤 礦 采 煤 機 械 化 和 綜 合 機 械 化 程 度 分 別 達 到 74143 % 和 56173% ， 掘 進 裝 載 機 械 化 和 綜 掘 程 度 分 別 達 到 73129% 和 12181% 。我國煤礦的開采方法既有世界先進水平的綜合機械化高產(chǎn)高 效礦井，又有原始落后的人工開采方法。如神華集團大柳塔煤礦 在 2000 年 實 現(xiàn)“ 一 井 一 面 ”生 產(chǎn) 原 煤 920158 萬 噸 的 基 礎 上 ， 2001 年 計 劃 生 產(chǎn) 原 煤 1000 萬 噸 ， 3 月 份 月 產(chǎn) 創(chuàng) 100158 萬 噸 ，

6、綜 采 工 作 面 月 產(chǎn) 90107 萬 噸 的 好 成 績 。 而 我 國 的 鄉(xiāng) 鎮(zhèn) 、 個 體 小 煤 礦 井 型 規(guī) 模 小 ，平 均 年 產(chǎn) 量 不 到 1 萬 噸 ，資 源 回 收 率 一 般 只 有 10% 15% ； 傷 亡 事 故 多 ， 1988 1997 年 10 年 間 ， 小 煤 礦 死 亡 人 數(shù) 占 全 國 煤 礦死亡總?cè)藬?shù)的7312% ,死亡率高達1 017人/Mt;開采方法落后，生產(chǎn) 效率低。多層次的煤炭生產(chǎn)結(jié)構決定了煤炭工業(yè)生產(chǎn)技術結(jié)構的多層次化， 而且這種多層次的生產(chǎn)技術結(jié)構將會持續(xù)相當?shù)?時間 。保障安全生產(chǎn)、 減少手工作業(yè)和笨重體力勞動是數(shù)萬個鄉(xiāng)鎮(zhèn)集

7、體煤礦急需解決的問題， 集約化成為大型企業(yè)的 發(fā)展方向。 煤礦開采技術取得重大進展 經(jīng)過 “七五”、“八五”、 “九五”科技攻關， 我 國在綜合機械化放頂煤、 堅硬頂板條件下的 長壁綜采、大 采高 綜采技術及工藝方面均取得重大進 展。綜采放頂煤技術20 世 紀 80 年 代初 我國 開始試 驗， 90 年 代以 來，有 了很 大發(fā)展 ，出 現(xiàn)了兗州、潞安、陽泉等以放頂煤開采為主的 大型高 產(chǎn)高 效礦區(qū)。對較 好條件下的 綜放成套裝備進行了完善提高， 采用 900kW 電牽引采煤機， 設計了低位大插板新型支架， 開發(fā)應用快速移架系統(tǒng) ， 并采取加大采煤 機截深、加大后部輸送機溜槽寬度等措施， 取

8、得了很 大成功。綜放隊創(chuàng) 年 產(chǎn) 510 萬 t 的 好 成 績 ，達 到 世 界 先 進 水 平 。我 國 研 制 出 近 20 種 放頂煤液壓支架，并 對放頂煤工 作面礦壓顯現(xiàn) 規(guī)律、頂 煤破碎規(guī)律、頂 煤 冒放性、支架-圍巖關系進行了深入的研究， 對安全、高效生產(chǎn)起到了重 要指導作用。我國在放頂煤支架架型、結(jié)構功能、參數(shù)、理論研究及使 用效果方面居國際領先水平。綜放生產(chǎn)工藝技術研究 取得了實質(zhì)進展， 初步解決了有夾矸、頂煤硬等特殊情況下的綜放技術 難題， 進一步提高 了回收率。19962000年兗州集團公司與煤炭科學研究總院開 采所等科研機 構和廠家合作完成的煤炭行業(yè)“九五”重點科技攻關

9、 項目“緩傾斜特厚 煤層高 產(chǎn)高 效綜放開采 成套技術與裝備研究”， 圍繞綜放開采成套裝備 與工藝、綜合降塵技術、綜合防滅火技術和提高 回采率相關技術等 4 個 專題 15個子專題， 聯(lián)合攻關， 項目總體技術達到了國際領先水平， 初步 形成了具有自主知識產(chǎn)權的 綜采放頂煤核心技術， 并 逐步實現(xiàn)了主要綜 采設備的國產(chǎn)化， 極大地提高了礦井的集中生產(chǎn)能力 和經(jīng)濟效益， 基本 實現(xiàn)了“一礦一面”或“一礦兩面”的高產(chǎn)高效生產(chǎn)格局。2000 年， 兗 礦綜采隊全部達到 300 萬噸以上水平， 其中 2 個綜采隊單產(chǎn)突破 500 萬 噸，最高達到512161萬噸；原煤生產(chǎn)效率達到141 787t/工，是

10、19 90年的 8185 倍 。目前， 兗 礦又與開 采所 等單位合作， 開展了國家技術創(chuàng)新項目 / 年產(chǎn) 600萬 t 綜放工作面設備配套與技術研究 0及/高效集約化綜放開采 技術及關鍵裝備 0 的 研究與實施工作， 項目完成后可基本實現(xiàn)集采煤、 放煤、運輸?shù)壬a(chǎn)環(huán)節(jié)的 智能化、自動化， 對主要生 產(chǎn)設備工 況進行實 時在線監(jiān)測， 工作面單產(chǎn)水平已達 600 萬 t 以上， 可在全國率先實現(xiàn)準 無人綜放采煤工作面裝備研究”，圍繞綜放開采成套裝備與工藝、綜合 降 塵 技 術 、綜 合 防 滅 火 技 術 和 提 高 回 采 率 相 關 技 術 等 4 個 專 題 15 個 子 專 題，聯(lián)合攻關

11、，項目總體技術達到了國際領先水平，初步形成了具有自 主知識產(chǎn)權的綜采放頂煤核心技術，并逐步實現(xiàn)了主要綜采設備的國產(chǎn) 化，極大地提高了礦井的集中生產(chǎn)能力和經(jīng)濟效益，基本實現(xiàn)了“一礦 一 面 ” 或 “ 一 礦 兩 面 ” 的 高 產(chǎn) 高 效 生 產(chǎn) 格 局 。 2000 年 ， 兗 礦 綜 采 隊 全 部 達 到 300 萬 噸 以 上 水 平 ， 其 中 2 個 綜 采 隊 單 產(chǎn) 突 破 500 萬 噸 ， 最 高 達 到 512161 萬 噸 ； 原 煤 生 產(chǎn) 效 率 達 到 141787t/ 工 ， 是 1990 年 的 8185 倍 。 目 前 ，兗 礦 又 與 開 采 所 等 單

12、位 合 作 ， 開 展 了 國 家 技 術 創(chuàng) 新 項 目 / 年 產(chǎn) 600 萬 t 綜 放 工 作 面 設 備 配 套 與 技 術 研 究 0 及 / 高 效 集 約 化 綜 放 開 采 技 術 及 關 鍵 裝 備 0 的 研 究 與 實 施 工 作 ， 項 目 完 成 后 可 基 本 實 現(xiàn) 集 采 煤 、 放 煤 、 運 輸 等 生 產(chǎn) 環(huán) 節(jié) 的 智 能 化 、自 動 化 ，對 主 要 生 產(chǎn) 設 備 工 況 進 行 實 時 在 線 監(jiān) 測 ， 工 作 面 單 產(chǎn) 水 平 已 達 600 萬 t 以 上 ， 可 在 全 國 率 先 實 現(xiàn) 準 無 人 綜 放 采 煤 工作面。引進大功

13、率綜采設備日產(chǎn)萬噸以上我 國 神 華 集 團 神 東 公 司 在 全 國 煤 炭 行 業(yè) 率 先 全 套 引 進 國 外 先 進 技 術和裝備，實現(xiàn)了采掘工作面生產(chǎn)集中化，主要運輸系統(tǒng)膠帶化，輔助 運輸無軌膠輪化的機械化作業(yè)方式。神東礦區(qū)一般都采用條帶式開采， 工 作 面 長 度 為 225 245m， 推 進 長 度 為 2500 5000m， 裝 備 美 國 JOY 公 司 生 產(chǎn) 的 6LS-5 型 直 流 電 牽 引 雙 滾 筒 采 煤 機 ， 總 裝 機 功 率 為 1600kW， 采 高 212 510m， 牽 引 速 度 為 0 15m/ s， 生 產(chǎn) 能 力 在 2000280

14、0t/ h； 液 壓 支 架 選 用 美 國 JOY 公 司 和 德 國 D BT 公 司 生 產(chǎn) 的 JOY8670-214/ 510 和 D BT7640-212/ 415 液 壓 支 架 ； 三 泵 一 箱 乳 化 液 泵 站 每 臺 供 液 流 量 達 到 270L/ min ;大功率的JOY和D BT刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機和破碎機采用集中 控 制 聯(lián) 動 操 作 ， 總 功 率 達 2030kW， 過 煤 能 力 為 21500t/ h； 順 槽 膠 帶 機 選 用 美 國 公 司 和 澳 大 利 亞 公 司 的 B1400-3*375-410 型 膠 帶 輸 送 機 ， 帶 速 為 4

15、m/ s; 采 區(qū) 供 電 采 用 采 區(qū) 鉆 孔 ， 移 動 箱 式 變 電 所 ， 10kV 電 壓 通 過 鉆 孔 直接供到工作面順槽移動變電所。除膠帶輸送機以外綜采工作面其它設 備 的 總 重 量 約 6000t， 總 裝 機 功 率 4500kW。 這 些 先 進 的 大 功 率 重 型 機 械 化設備，為實現(xiàn)高產(chǎn)高效礦井建設提供了可靠保障。綜采設備自動化控 制 的 實 現(xiàn) ，為 減 人 增 效 提 供 了 廣 闊 空 間 。一 個 生 產(chǎn) 班 的 員 工 數(shù) 由 上 百 人 、 幾 十 人 減 到 68 名 ，班 產(chǎn) 原 煤 在 1 萬 t 左 右 ，日 開 機 時 間 一 般 在

16、 83%左 右 ，日 產(chǎn) 原 煤 在 213 萬 t 以 上 ，創(chuàng) 出 全 國 第 一 、世 界 一 流 水 平 。 國 產(chǎn)裝備日產(chǎn)7000t高產(chǎn)高效綜采在綜采工作面電 壓不升級（1140V）的情 況 下 ， 我 國 已 研 制 出 日 產(chǎn) 7000t 綜 采 成 套 設 備 ， 并 在 鐵 法 礦 務 局 曉 南 礦 成 功 應 用 ， 最 高 日 產(chǎn) 達 9206 萬 t。 實 際 生 產(chǎn) 表 明 ， 若 全 礦 運 輸 系 統(tǒng) 配 套 完 善 后 ， 具 有 日 產(chǎn) 萬 噸 的 潛 力 。三下”采煤“ 三 下 ” 壓 煤 是 制 約 我 國 許 多 煤 礦 發(fā) 展 的 重 要 問 題 。

17、 據(jù) 不 完 全 統(tǒng) 計 ， 我 國 僅 統(tǒng) 配 煤 礦 “ 三 下 ” 壓 煤 量 就 達 13719 億 噸 ， 其 中 建 筑 物 下 壓煤 量占 60%左右。 在人 口密 集、 工業(yè) 發(fā)達的 8 個 省建 筑物 下壓 煤達 6417 億噸， 占全國 “三 下”壓煤 量的近 一半 。如 大屯 煤電公 司截止 2000 年年 底，可采儲量合計6163818萬t,“三下”壓煤及其它非經(jīng)濟可采儲量為4286118 萬 噸，占 可采儲 量 的 69%。隨著 我國經(jīng) 濟發(fā) 展對 煤炭 需求 的增加， 解壓煤呆滯儲量的開采技術已成為亟待解決的問題。緩傾斜薄煤層單一 長 壁綜 采技 術 。我國 77個

18、 重點 礦務 局的 424個 礦井 賦存 765 個 薄煤 層 ， 占 可采 總儲 量 的 19%。但 從薄 煤 層 中采 出的煤 量 逐 年下 降， 1996 年 僅占 7132%， 并 有進 一步 下 降 的趨 勢。薄 煤 層開采 機械化 程度 低，采 高小 ， 工 作 條件 差， 設備 移動維 修 困 難； 存在 投入 多， 產(chǎn) 出少 的問 題。 鄉(xiāng)鎮(zhèn) 煤 礦 開 采技 術水 平低 ，鄉(xiāng) 鎮(zhèn)煤 礦開 采工藝 落后 ，安全 生產(chǎn) 條件 差，資源 回 收 率 低， 也是 需要 解決的 問 題 。治 、瓦 斯和 熱害 治 理及 深井 通風 、井 巷布 置等。優(yōu)化巷道布里，減少矸石排放的開采技術

19、改 進 、完 善 現(xiàn) 有 采 煤 方 法 和 開 采 布 置 ，以 實 現(xiàn) 開 采 效 益 最 大 化 為 目 標 ， 研 究開 發(fā)煤 礦地質(zhì) 條 件 開采 巷道 布置 及工 藝 技術 評價 體系 ， 實 現(xiàn)開 采 方法 、開 采布 置與煤 層 地 質(zhì)條 的最 優(yōu)匹 配。 重 點研 究高 產(chǎn)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； 研究 矸石 在井下 直接 處理 ， 作 為

20、充填 材料 的技術 。三下采煤技術提 高 數(shù) 值 模 擬 計算 和相 似材 料 模 擬 等 技 術 的 水 平 , 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 ,包 括 用 地 表 廢 料 向 垮 落 法工 作面 采空 區(qū)充 填 的 系 統(tǒng) ;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 于村 莊保護 的開 采技 術; 研 究近 水體 開采的 開采 設計 、工 藝參數(shù)

21、優(yōu)化 和裝 備,提出煤 炭開 采與 煤 礦 城 市和 諧統(tǒng) 一的 開采沉 陷 控 制、 開采 村莊 下 壓 煤 、土 地復 墾和 礦井 水資 源化等關鍵技術。礦山壓力控制尋求礦 山壓 力控 制實 際問 題的 完好解 決與 科學 解答 仍 是采 礦學 科的 基 本任 務。 對于 性質(zhì)不 同 、 類型 繁多 的礦 山壓 力 顯現(xiàn) 與控 制問 題， 通過 研制和改進測試儀器、完善監(jiān)測手段、掌握不同條件下的礦山壓力顯現(xiàn) 規(guī) 律， 并據(jù) 此研 究、改 進 控 制的 手段 和方 法， 采 取恰 當?shù)?技術 與安 全措 施 ， 實 現(xiàn) 礦 山 壓 力的 適時 有效 控制 。 因 此 我 們 需 要 繼 續(xù)研

22、 究的 問 題 有 : (1) 進 一 步 完 善 來 場 圍 巖 控 制 理 論 ； (2) 研 究 堅 硬 頂 板 與 破 碎 頂 板 條 件 下應 用高 技術低 成 本 巖層 拉制 技術； (3) 放 頂煤 開 采巖 層和 支架 圍 巖 相 互 作 用 機 理 ；(4)支 護 質(zhì) 量 與 頂 板 動 態(tài) 監(jiān) 測 技 術 ；(5)沖 擊 礦 壓 的 預 測 和 防 治 ；(6) 研 究 開 發(fā) 新 型 的 支 護 設 備 。3.6煤 炭地下 氣 化技術 煤 炭地 下 氣 化是 實現(xiàn) 高效 安全開 采的一項 新工 藝 ， 屬 于一種 特殊 的采 煤 方 法， 它 集建 井、 采煤 、氣 化。 種 工藝 為 一體，取消了龐大笨重的井下采煤設備和地面氣化設備，變傳統(tǒng)的物理采 煤為化學采煤，是 多學科開發(fā)潔凈能源和化 工原料的高新技術。它 克服 了現(xiàn)有井工采煤的安全問題等弊端，也趁免了傳統(tǒng)采煤和地面氣化過程 中的廢氣、廢水、廢渣等的污染，其關鍵技術是實現(xiàn)氣化生產(chǎn)的連續(xù)、 穩(wěn)定( 煤氣量、 煤氣成份、煤氣熱值的穩(wěn)定) 和充分就地 監(jiān)測、控制。 3.7 小煤礦技術改造和機械化開采技術實施國家關閉小煤礦 ,淘汰落后生產(chǎn)技術 和生產(chǎn)設備, 提高 平均單井規(guī)模的技術政策,開發(fā)小型機械 化 、半 機 械 化 開 采 技 術 和 裝 備 , 改 進 小 煤 礦