采煤技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析

采煤技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析摘要：采煤技術(shù)的發(fā)展將帶動煤炭開采各環(huán)節(jié)的變革，現(xiàn)代采煤技術(shù)的發(fā)展方向是高產(chǎn)、高效、高安全性和高可靠性，基本途徑是使采煤技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合，研究開發(fā)強(qiáng)力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤設(shè)備和生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，改進(jìn)和完善采煤工藝。關(guān)鍵詞：采煤技術(shù)；發(fā)展；現(xiàn)狀；趨勢我國煤礦采煤技術(shù)的發(fā)展，受到了國外發(fā)達(dá)國家在采煤中應(yīng)用液壓支架電液控制系統(tǒng)的影響，在實(shí)際的操作中達(dá)到了高度的自動化。在20世紀(jì)80年代中期以前，我國對于煤層的開采，尤其是高難度厚煤層的開采主要集中在分層開采的技術(shù)之上。因?yàn)楫?dāng)時(shí)無論是煤礦理論還是煤礦裝備都處于一種相對落后的狀態(tài)，因此無論是生產(chǎn)安全還是生產(chǎn)管理難度都相對較大。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，在1984年，我國成功的取得了綜采放頂開采的試驗(yàn)，這標(biāo)志著我國煤炭采煤技術(shù)的進(jìn)步。將電氣自動化技術(shù)在煤礦采煤中得到應(yīng)用，是國內(nèi)煤炭行業(yè)發(fā)展的主要動力和長遠(yuǎn)目標(biāo)。1我國采煤技術(shù)存在的問題采煤技術(shù)水平仍然較低，技術(shù)裝備較差，采煤機(jī)制造技術(shù)落后。與國外同行業(yè)相比，在機(jī)電一體化、智能化、自動化的控制技術(shù)，產(chǎn)品可靠性技術(shù)，數(shù)字集成技術(shù)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，仍然存在較大差距。在采煤機(jī)械化系統(tǒng)，運(yùn)輸系統(tǒng)、采場圍巖控制系統(tǒng)、巷道準(zhǔn)備系統(tǒng)和輔助運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)裝備較差，功率及生產(chǎn)能力較小，機(jī)械化程度和工效普遍不高。引進(jìn)消化國外先進(jìn)設(shè)備方面不夠。在井下自救系統(tǒng)、避災(zāi)系統(tǒng)、個人防護(hù)裝備水平仍然很低，對瓦斯等重大災(zāi)害預(yù)測預(yù)報(bào)的儀器、儀表還不能完全達(dá)到要求，對安全事故的防治技術(shù)及裝備不能充分有效防治災(zāi)害或最大限度減輕災(zāi)害。煤礦重大科技攻關(guān)課題難以實(shí)現(xiàn)，重大安全技術(shù)問題難以解決。目前我國煤礦在“一通三防”、防治水、礦井深部地壓、沖擊地壓、高溫害和支護(hù)等方面存在許多技術(shù)難題，嚴(yán)重威脅著煤礦安全生產(chǎn)，這些涉及行業(yè)技術(shù)發(fā)展共性基礎(chǔ)性和前瞻性的重大科技工作課題，國家支持范圍和力度與過去相比大大減少。2煤炭開采技術(shù)的發(fā)展趨勢現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)前沿具有明顯的時(shí)域、領(lǐng)域和動態(tài)特性。信息科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、納米科學(xué)、管理科里和制造科學(xué)是改變21世紀(jì)的主流科學(xué)，由此產(chǎn)生的高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)將改變世界。不同科學(xué)之間的交叉融合將產(chǎn)生新的科學(xué)聚焦，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步對礦山機(jī)械產(chǎn)生新的要求和期望。采煤技術(shù)發(fā)展的總趨勢將是數(shù)字化、智能化、精密化、微型化、生態(tài)化和宜人化。2.1改進(jìn)采煤方法和工藝隨著大規(guī)模粗放性開采，適合長壁開采的煤炭資源日益減少，但長壁開采后的殘留煤柱，不能布置長壁式殘采煤區(qū)，不規(guī)劃塊段等的煤炭儲量卻在逐年上升，一些城市和村鎮(zhèn)的建筑物下、鐵路下、水體下（以下簡稱“三下”）壓煤量也很大；另外，處于礦區(qū)煤田的邊緣地帶、小的地質(zhì)構(gòu)造附近的煤炭，均不能用常規(guī)的長壁開采技術(shù)采出，因此，短壁開采技術(shù)將有很大的發(fā)展空間。為滿足適應(yīng)短壁開采，又可快速掘進(jìn)的需求，將需要開發(fā)出能夠進(jìn)行橫軸與縱軸切割方式互換的用于半煤巖巷道掘進(jìn)和煤巷快速掘進(jìn)的掘進(jìn)機(jī)短壁開采離機(jī)遙控操作系統(tǒng)、連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)以及短壁工作面通風(fēng)安全系統(tǒng)等。2.2大力發(fā)展采煤機(jī)自動化技術(shù)采煤機(jī)自動化程度直接影響了礦井的綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的實(shí)施，因此提高采煤機(jī)自動化程度迫在眉睫。采煤機(jī)高度自動化主要體現(xiàn)在：2.2.1采煤機(jī)記憶割煤技術(shù)實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)截割滾筒的自動調(diào)高,利用記憶切割實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)工作路徑的記憶,采煤機(jī)利用記憶的相應(yīng)位置的切割參數(shù)自動工作;當(dāng)煤層地質(zhì)條件發(fā)生變化,采煤機(jī)記憶的相應(yīng)參數(shù)與實(shí)際參數(shù)不一致時(shí),利用人工免疫理論進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和工作狀態(tài)判斷,實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)截割滾筒的自適應(yīng)調(diào)高。2.2.2采煤機(jī)與液壓支架聯(lián)動技術(shù)支架可以及時(shí)獲得采煤機(jī)的位置和方向信息,并根據(jù)這些信息自動控制支架的動作。采煤機(jī)和支架間的信息傳輸、電液系統(tǒng)的自動控制是實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)與支架聯(lián)動的關(guān)鍵技術(shù)。2.2.3工作面顯示與信息傳輸系統(tǒng)開發(fā)工作面遠(yuǎn)距離無線高速信號傳輸裝置，解決采煤機(jī)工作影像高可靠實(shí)時(shí)傳輸?shù)难芯?。在采煤機(jī)上安裝高清晰低光攝像頭,隨機(jī)監(jiān)測滾筒位置,并將視頻信息通過隨機(jī)光纜傳至回采巷道控制臺計(jì)算機(jī)。操作人員可以在工作面輸送機(jī)頭通過監(jiān)視計(jì)算機(jī)監(jiān)視采煤機(jī)工作情況。2.3采用礦井網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)為適應(yīng)高度集中化生產(chǎn)模式和煤礦生產(chǎn)集團(tuán)化管理模式，先進(jìn)采煤國家研制開發(fā)了礦井自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)已基本實(shí)現(xiàn)自動化監(jiān)測監(jiān)控。全礦井綜合自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)集語言、數(shù)據(jù)、圖像于一體，兼容各種專用監(jiān)控系統(tǒng)功能的綜合監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將監(jiān)測、控制、通信功能合成一網(wǎng)，并發(fā)展靈活、方便的無線接入技術(shù)。監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋全礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，包括現(xiàn)場監(jiān)測監(jiān)控層、生產(chǎn)與安全集中控制監(jiān)視層、信息管理層3個層次，通過各種礦用控制器、傳感器、通信終端、攝像器等實(shí)現(xiàn)對綜采工作面和礦井運(yùn)輸、通風(fēng)、排水等設(shè)備和礦井瓦斯、煤塵等安全參數(shù)的自動化監(jiān)測和監(jiān)控。區(qū)域水文地質(zhì)條件。2.4充填開采我國多數(shù)煤礦存在建筑物下、水體下、鐵路下壓煤的問題,充填采礦法對解決這類問題具有重要的意義。充填開采法是用充填材料充填采煤工作面采空區(qū)的巖層控制方法。用充填技術(shù)的目的是控制巖層的運(yùn)動，所以，應(yīng)當(dāng)對充填開采地表沉陷與巖層破斷的運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行深入研究，形成能夠滿足地表沉陷與巖層移動控制要求的開采理論與方法。充填采煤能力的提高應(yīng)當(dāng)作為以后的研究重點(diǎn)。具體來說，在充填采煤技術(shù)的研究方向確定的前提下，可以從以下幾個方面著手進(jìn)行研究：對充填材料的改善，盡量避免采煤作業(yè)受到充填體的固化時(shí)間限制，比如采用氣體作充填材料、充填材料早期強(qiáng)度提高；充填量控制，實(shí)施部分充填的方法；充填工藝的合理模式，比如采充分離等。2.5煤炭地下氣化技術(shù)煤炭地下氣化技術(shù)是將處于地下的煤炭進(jìn)行有控制的燃燒,通過對煤的熱化學(xué)作用而產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過程。煤炭地下氣化技術(shù)屬于一種特殊的采煤方法,它是國際首創(chuàng)。煤炭地下氣化技術(shù)具有投資少、安全、工期短、見效快、用人少、效率高、成本低、效益好等優(yōu)點(diǎn),尤其適合我國煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜、劣質(zhì)煤比例高、“三下”壓煤嚴(yán)重的礦區(qū)，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。3結(jié)束語采煤技術(shù)不僅是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志，也是國際間科技競爭的重點(diǎn)。我國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，采煤技術(shù)是我們的薄弱環(huán)節(jié)。我國正處于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵和敏感時(shí)期，而當(dāng)下采煤技