煤矿井工采煤技术综述.pdf

2 0 1 1 年第2 9 期 科技 圈向导 ◇能源科技◇ 煤矿井工采煤技术综述 潘凡 水城县煤炭局贵州水城5 5 3 0 0 0 【 摘要】 笔者通过对我国煤矿， 井工开采技术现状的分析，探讨发展的对策及加快推进煤炭科学采煤技术进步措施． 循 进煤炭工业走向新 型工业化道路，实现煤炭 工业持续健康发展。促使我 国煤矿 井工开采技 术也不断提 高。 【 关键词】 煤矿； 井工开采； 技术探讨 煤炭是我国的主体能源， 煤炭工业是我国重要的基础产业 目 前 煤炭 在我 国一次能 源消 费构成 中 占 7 0 ％以上 预计到 2 0 5 0年约 占 5 0 ％左右 。 1 ． 煤矿井工开采技术现状 1 ． 1采煤方法与工艺 采煤方法与工艺 的不断完善是采矿发展的主题 采煤工艺的发展 带动了煤炭开采各环节的变革。 由于长壁开采是一种最新经济的井工 采煤方法，目前壁式采煤法在全球井工开采中普遍应用， 占 据了核心 地位。 长壁采煤工艺中， 针对缓倾斜 、 倾斜煤层，目前采用的采煤方法与 工艺有缓倾斜薄及中厚煤层 单一长壁综采、 缓倾斜 厚煤层倾斜分层长 壁 综采 、 缓倾 斜厚煤层一次采全高长壁综采 、 缓倾斜 厚煤层放顶煤长 壁综采等 。 我 国是世界上应用水平采煤最早 国家之一， 产量 占世界前列． 在 倾角 1 0 o 以上、 煤层中厚以上， 顶底板稳定的低瓦斯矿井有较好的应用 前景， 特别是煤层厚度、倾角变化较大的不规则煤层中应用更能发挥 其能力。 1 ． 2 技术装备状况 煤炭工业技术装备总体趋势是根据煤炭开采条件。 以高产高效、 减人 增效 、 安全可靠为目的， 向大型化 、 集约化、 自动控制、 无人工作面发展。 液压支架多采用大采 高强力两柱掩护式支架， 工作阻力达 6 0 0 0 k N 以上， 最高达 9 8 0 0 k N 。 工作面刮板输送机要求大运量、 长运距、 大功率、 长寿命、高可靠性， 几乎所有的刮板机都使用双中链， 刮板机功率达 1 7 9 0 k W． ， 』 、 时输送能力可达 2 5 0 0 t 以上 在电压方面， 许多工作面使用高电／ , 3 3 0 0 V或 4 1 6 0 V 。 可伸缩式胶带输送机要求长距离、 大运量、 大功率， 以保证大煤流 的运输畅通， 有的工作面可以伸缩带式输送机的铺设长度已达 5 0 0 0 m ．运输能力为 2 0 0 0 ～ 3 0 0 0 t ／ h ． 带速达 5 r r d s , 装机总功率 1 1 2 5 k W 桥式转 载机输送能力达 2 5 0 0 t ／ h ，长度 2 7 m， 电机功率 3 1 5 k W 综采工作面主要设备均实现机电一体化。 具有自诊断功能和通讯 功能， 为工作面生产 自动化． 提 高系统的开机率 ， 保 障系统的安全可 靠运行及全矿井的自动控制及信息化管理奠定了基础。 综采工作面应用辅巷多通道快速搬家技术， 从旧工作面采通， 挂 网， 重型综采设备 的回撤 、 搬迁 、 到新工作面的设备安装调试并达到试 生产条件最快仅需 7 d时间， 真正实现 了快速 、 安全 、 优质 、 高效。 无人工作 面。 我 国引进德国采矿技术公司f D B T 全 自动化刨煤机 综采系统 刨煤机、 输送机及计算机远程控制技术1 ， 其余配套设备均 由国内各生产厂家协助制造 可适应 3 5 以下薄及中厚煤层 工作面 经济长度 2 1 0 m以上． 生产能力 9 0 0 t ／ h ． 电机功率 6 3 o k w． 目前正在国内 铁法煤业渫 团1 公司等矿山应用 螺旋钻机无人采煤技术在我 国也较为成熟， 在薄煤层开采中的发 展前景 十分广阔 目前一种新 型三钻螺旋钻式采煤 机已在我 国研制成 功。 该机 的一 次采宽 为 1 1 9 m， 采 深可达 8 5 m。适用 于煤层 厚度 为 0 1 5 m～ 0 1 9 m。 煤层倾角一 l 5 。 ～ 1 5 O 煤层走 向倾角小 于 8 。 的各种硬度 的 薄煤层。 其 13 产量可达 2 5 0 ～ 3 5 0 t 1 ． 3采场围岩控制技术 国 内大型煤矿采场多采用重型液压支架支护 巷道支护则 以锚杆 支护为主 。中、 小型煤矿 回采面多采用单体液压支柱 、 金属支柱支护 ， 巷道支护多 以锚杆为主， 砌碹 、 金属支架为辅 针对坚硬顶板 、 破碎顶板 、 急倾斜 、 大采高 、 大采深采场等不 同条 件的支护技术和材料也将不断推出。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将陆续生产 。 监测仪表趋于直观 、 轻便 、 小型化 3 2 8 1 ．4其它采煤技术现状 “ 三下” 采煤。 随着资源利用政策的变化， 适于“ 三下” 采煤的设计、 工艺和装备进一 步改进 目前一种新型泡沫轻便充填材料已经应用于 煤矿．使 “ 三下 ” 采煤更加经济可靠 2 ． 煤矿井工开采技术存在 的问题 采煤技术水平仍然较低， 技术装备较差， 煤 机制造技术落后 。 与国外同行业相 比， 在机电一体化 、 智 能化 、 自动 化的控制技术 ， 产品可靠性技术 数字集成技术与计算机辅助设计技术， 仍然存在较 大差距， 中、 小型矿井落煤方式还以炮 采为主， 工作面走 向长度过短。 在采煤机械化系统， 运输系统、 采场围岩控制系统、 巷道准备系统 和辅助运输系统技术装备较差 功率及生产能力较小． 机械化程度和 工效普遍不 高。 引进消化国外先进设备方面不够。 在井下 自 救系统， 避灾系统、 个 人防护装备水平仍然很低， 对瓦斯等重大灾害预测预报的仪器、仪表 还不能完全达到要求． 对安全事故的防治技术及装备不能充分有效防 治灾 害或最大限度减轻灾害 煤矿重大科技攻关课题难 以实现， 重大安全技术问题难 以解决 。 目 前我国煤矿在“ 一通三防” ， 防治水、 矿井深部地压 、 冲击地压、 高温 害和支护等方面存在许多技术难题， 严重威胁着煤矿安全生产， 这些 涉及行业技术发展共性基础性和前瞻性的重大科技工作课题， 国家支 持范 围和力度与过去相 比大大减少 重点煤炭企业下放后， 受单个企业和科研院所经济实力限制， 难 以开展技术攻关。 煤炭地下气化技术和煤炭地下浆化 液化 技术受经 济成本等因素影响未能有效推广应用。 煤炭专业技术人才面临青黄不 接的状况。 3 ． 煤矿井工开采技术发展 加快实施“ 科技兴煤 ” 战略。建立科技攻关资金渠道， 争取每年从 科技部或 国家发展改革 委安全技术改造专项 资金 中列支一部分， 作 为 引导资金． 在国家煤矿安全监察局的领导下， 组织煤炭企业， 科研机构、 大专 院校和有关单位开展开采技术 、 安全 领域 基础性技 术研究 和科技 攻关 。 加强煤矿专业技术人才队伍建设。国家应通过建立煤炭教育基 金， 实施财政补贴及减免相关专业学费等措施， 扩大大专院校相关专 业招生规模， 增加生源供 给。 4 ． 结语 运用现代高新技术改造传统的煤炭开采技术。 高产高效矿井应朝 着矿井大型化 ， 提升 、 运输 、 采煤 、 瓦斯监测 自动化， 固体污染 物排放无 害化， 洁净开采、 绿色开采等方向发展。实践证明， 短期内不可能出现 新原理的采煤方法 因此， 发展现代化采煤工艺是重点发展方向。 在研 究开发强力、 高效、 安全、 可靠、 耐用、 智能化的采煤设备和监控生产系 统 提高单产和机 械化水平 。同时 要研究开发多层次、 多样化 的采煤 工艺 提高急倾斜 、不稳定地质构造复杂 等难采煤层的单产和机械化 水平 研究 完善现有装备， 提高其生产能力 ． 增强配套性 、 可靠性 、 提高 使用寿命 采煤机向大型化、 多 电机大容量化 、 整机结构模块化 、 机电 一 体化和可靠性 自动控制发展； 液压支架以支撑掩护式为主， 架体宽 长 、 调高范 围大 、 功能齐全、 工作阻力大， 电液控制； 工 作面和矿井运输 设备强力 、 配套， 实现连续化 。大力推行无人工作面开采技术， 进一步 研究低成本、 高适应性的煤炭地下气化、 浆化 液化 技术。● 【 参考文献】 [ 1 ] 江理全 地下采煤法的现状及发展趋势[ J 硒 山压力与顶 板管理， 2 0 0 3 ， 专利 [ 2 ] 李全生． 我国煤矿开采技术发展的方向探讨『 J 】 ． 中国煤炭，2 0 0 3 ， 5 ．