我國煤炭開采新技術(shù)與未來發(fā)展方向

我國煤炭開采新技術(shù)與未來發(fā)展方向摘要：首先介紹了我國煤炭開采的新技術(shù)，包括綜采放頂煤技術(shù)、煤炭地下氣化技術(shù)和綠色開采技術(shù)，然后介紹了我國煤炭開采技術(shù)的發(fā)展方向，包括小煤礦技術(shù)改造和機械化開采技術(shù)、深井開采、圍巖控制、“三下”采煤以及矸石排放等。關(guān)鍵詞：煤炭開采；綜采放頂煤；地下氣化；綠色開采；深井開采；圍巖控制建國以來,我國煤炭產(chǎn)量和消費量在一次能源中占的比重一直保持在70%以上,近年來才略有下降。隨著國家對環(huán)境保護的高度重視,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,能源結(jié)構(gòu)將進一步優(yōu)化。煤炭在能源消費結(jié)構(gòu)中的比例將緩慢下降,但以煤為主的能源結(jié)構(gòu)不會發(fā)生根本改變。不斷改革和探索煤炭開采的新技術(shù)和合理開發(fā)利用煤炭資源,充分發(fā)揮煤炭資源優(yōu)勢,是我國能源可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實選擇和必然要求,也是煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。一、煤炭開采新技術(shù)1.綜采放頂煤技術(shù)目前我國已經(jīng)探明的煤炭儲量中厚煤層的煤炭儲量占40%以上。厚煤層綜采放頂煤開采技術(shù)歷經(jīng)近半個世紀的探索、試驗,幾經(jīng)周折,現(xiàn)在已經(jīng)成為一種先進的采煤方法,從而使厚煤層的開采進入一個新的發(fā)展時期。綜放技術(shù)已經(jīng)成功在全國的許多礦區(qū)開始得到應用,從而有力地推動了煤炭行業(yè)技術(shù)的發(fā)展。對于緩傾斜厚及特厚煤層,在解決防火、防塵和資源回收率的前提下,要推行綜采放頂煤技術(shù)采煤法。綜放開采技術(shù)是一種高產(chǎn)高效的采煤技術(shù),對于我國高產(chǎn)高效礦井建設(shè)起到重要的作用。綜放開采由于一次采出煤厚度大,工作面產(chǎn)量較高,部分高產(chǎn)高效礦井已實現(xiàn)一井一面的生產(chǎn)系統(tǒng)。綜放開采的效率高、成本低,具有巷道掘進量小和對煤層厚度變化適應性強等一系列優(yōu)點。今后綜放開采技術(shù)發(fā)展的方向是要解決煤炭回收率偏低、煤層自燃、煤塵大和瓦斯積聚等技術(shù)難題。2.煤炭地下氣化技術(shù)煤炭地下氣化是指在煤層賦存地點直接獲得可燃氣體的過程,即在地下將固態(tài)礦物通過熱化學過程變?yōu)闅鈶B(tài)燃料,然后由鉆孔排到地面,供給用戶。煤炭地下氣化不但具有明顯的經(jīng)濟效益,同時也有較好的環(huán)境效益。煤炭地下氣化過程中,燃燒過的灰渣及其它有害物質(zhì)留在地下。減少了地面沉陷及上述各過程中的環(huán)境污染。煤層氣能集中凈化,分離后可得到潔凈的能源)氫,因此,地下氣化技術(shù)的環(huán)境效益也是十分明顯的。3.綠色開采技術(shù)綠色開采是一種綜合考慮資源效率與環(huán)境影響的現(xiàn)代開采模式,其目標是使礦山開采過程中資源開發(fā)效率最高,對生態(tài)環(huán)境影響最小,并使企業(yè)經(jīng)濟效益與社會效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。實現(xiàn)煤炭資源的綠色開采,可解決對土地資源的破壞和占用；對水資源的破壞和污染；對大氣環(huán)境的污染等環(huán)境問題,綠色開采方案有以下兩種。（1）煤與瓦斯共采技術(shù)要從根本上解決瓦斯排放對大氣環(huán)境的污染問題,就要合理的對瓦斯加以利用。瓦斯(煤層氣)既是礦井有害氣體也是潔凈能源。我國是世界上煤層氣最豐富的國家之一。煤層氣資源在中國天然氣資源中占有最重要地位,是比較接近現(xiàn)實的接替天然氣的后備資源。因此應該使其資源化,其技術(shù)途徑有采前先抽及煤與瓦斯共采兩種。煤層氣開發(fā)推動了煤層氣利用市場的發(fā)展。近年來,煤層氣發(fā)電發(fā)展很快。煤層氣在其他應用領(lǐng)域的研究實驗也取得新進展,包括煤層氣加壓液化作為汽車燃料,或用于生產(chǎn)合成氨、甲醛或碳黑等。（2）保水開采技術(shù)我國水資源分布很不均衡,大概有70%的礦區(qū)缺水,尤其西部礦區(qū)缺水更為嚴重,對于西部礦區(qū)保水開采是綠色開采的主要內(nèi)容。礦區(qū)開發(fā)大量使用地表水和地下水,而煤炭開采又是對地下水資源人為疏干排水過程,采動形成的導水裂隙對煤系含水層形成自然疏干過程,這些都將對當?shù)厣鷳B(tài)產(chǎn)生嚴重影響。研究采動基巖和隔水層的移動規(guī)律,揭示導水裂隙形成規(guī)律和采動隔水層的穩(wěn)定性是實現(xiàn)保水開采的基礎(chǔ)。在保水開采研究中應當注意以下問題:①保水開采與防止?jié)⑺莾蓚€概念,后者是從安全考慮,而保水開采則必須研究開采前后巖層的水文地質(zhì)變化；②在我國西部地區(qū)必須研究采動覆巖內(nèi)是否有隔水層,開采對地表和地下水系的破壞在降雨后能否恢復,能否再造相應的隔水層；③地下水的利用,是減輕和修復開采對水資源破壞的重要途徑。流入礦井地下采空區(qū)的水如何再利用,是值得思考的大課題。二、我國煤礦開采技術(shù)的發(fā)展方向根據(jù)我國當前采煤技術(shù)現(xiàn)狀和需求，煤礦開采技術(shù)的研發(fā)應注重小煤礦技術(shù)改造和機械化開采技術(shù)、深井開采、圍巖控制、“三下”采煤以及矸石排放等領(lǐng)域。1.小型煤礦的機械化改造煤礦開采技術(shù)的發(fā)展，是針對國家實施關(guān)閉的小型煤礦，淘汰落后的生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備，提高平均單井規(guī)模的技術(shù)政策，積極拓展資源優(yōu)勢，大力改善鄉(xiāng)鎮(zhèn)地方小型煤礦機械自動化、半機械化的開采技術(shù)裝備結(jié)構(gòu)，改進鄉(xiāng)鎮(zhèn)地方小型煤礦的采煤工藝方法，針對小型煤礦的安全生產(chǎn)，進行圍巖頂板控制技術(shù)改造與實施，提高小型煤礦采煤工作面的單產(chǎn)和工效，促進小型煤礦的健康發(fā)展和運行。2.深井開采技術(shù)隨著煤礦井下開采深度的增加，煤層開采的礦壓控制、圍巖控制、瓦斯和熱害治理、沖擊地壓防治以及巷道布置、深井通風等技術(shù)難度系數(shù)增大。需要針對深井圍巖狀態(tài)和應力場及分布狀態(tài)，深井采場環(huán)境的變化，深礦井開采熱害治理技術(shù)，深井巷道的快速掘進與支護技術(shù)，深井沖擊地壓防治技術(shù)與監(jiān)測控制技術(shù)，深礦井高效開采配套技術(shù)等進行科學的研發(fā)和實踐推廣。3.采場圍巖控制技術(shù)根據(jù)煤礦采場的地質(zhì)圍巖結(jié)構(gòu)壓力等實際工況，進一步完善采場圍巖控制理論。針對急傾斜、不穩(wěn)定地質(zhì)構(gòu)造復雜的高深采場等各種地質(zhì)煤層及開采條件進行科學分析，研究堅硬頂板與破碎頂板等低劣條件下放頂煤開采巖層和支架圍巖的相互作用機理，研究支護質(zhì)量與頂板動態(tài)監(jiān)測技術(shù)，沖擊地壓的預測和防治等科學合理的巖層控制技術(shù)，來保證采煤活動的安全高效生產(chǎn)。4.“三下”礦井采煤技術(shù)充分利用現(xiàn)代計算機技術(shù)，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開采系統(tǒng)和優(yōu)化參數(shù)，進一步改進和發(fā)展煤礦水源保護開采技術(shù)、煤礦充填減沉開采技術(shù)、煤炭瓦斯綜合共采技術(shù)等沉降控制理論和關(guān)鍵技術(shù)，加固改造礦區(qū)地表建筑結(jié)構(gòu)，研究煤炭開采、土地復墾和礦井水資源的優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)。5.優(yōu)化矸石排放技術(shù)改進采煤技術(shù)，完善煤礦巷道布置工藝體系，實現(xiàn)矸石廢料綜合利用技術(shù)。煤礦開采中產(chǎn)生的大量矸石固體廢棄物，是污染、占用礦源周圍土地資源的主要因素。根據(jù)因地制宜原則，實行全煤巷布置單一煤層開采，矸石基本不運出地面，將礦區(qū)內(nèi)的矸石廢棄物充填到煤層采空區(qū)空間內(nèi)，綜采與綜掘同步發(fā)展。同時，對矸石進行綜合開發(fā)，用來發(fā)電供熱、制造建筑材料等，實現(xiàn)煤礦矸石廢棄物的再利用。三、結(jié)束語煤炭作為一種不可再生資源,既是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的主要燃料,又是化工生產(chǎn)的重要原料。采用先進的技術(shù)工藝開采和加工利用煤炭資源,是解決中國能源安全問題的現(xiàn)實途徑之一,也是實現(xiàn)中國社會、經(jīng)濟和環(huán)境可持