中国的采煤技术的现状与发展趋势.pdf

科 学 论坛 l ■ C h in a s c i en c e a n d T e c h n o l o g y R e v i e w 中图分类号 TD 8 2 3 ． 8 中国的采煤技术的现状与发展趋势 刘庆杨 龙煤集团鹤 岗分公司益新煤矿黑龙江鹤岗1 5 4 1 0 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 9 9 1 4 X 2 0 1 3 1 5 0 1 0 6 0 1 在当今社会发展的新形式下， 煤矿开采技术的进步和完善始终是采矿学科 发展的主题。 在发展现代采煤工艺的同时， 继续发展多层次、 多样化的采煤工 艺， 建立具有中国特色的采煤工艺理论。 我国采煤方法 已趋成熟， 放顶煤采煤的 应用在不断扩展， 应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高。 本文就对 煤矿开采技术的现状及发展趋势作 了分析。 一 ．采煤技术国内外现状 采煤方法种类很多， 目前世界主要产煤国家使用的采煤方法， 总的划分为 壁式盒柱式两大类。 这两种不同类型的采煤方法， 无论从采煤系统还是回采工 艺多有很大的区别 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9 5 ％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 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 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。 长壁放顶煤采煤法优点 1 、 单产高 工作面内具有多个出煤点， 而且在工作面内可实现分段平 行作业 ， 即在不同地段采煤和放煤同时进行 ， 因而易于实现高产。 2 、 效率高 由于放顶煤工作面的一次采出厚度大 ， 生产集中， 放煤工艺 劳动量小以及出煤点增多等原因， 其生产效益和经济效益大幅度提高。 3 、 成本低 放顶煤开采比分层开采减少了分层数 目和铺网工序， 由此 节省了铺 网费用 ， 此外， 其它材料、 电力消耗 ， 工资费用等也都相应减少。 4 、 巷道掘进量小 掘进量和巷道维护费用减少 ， 便于采掘接替。 长壁放顶煤采煤法缺点 1 、 煤损失多 在目前的技术水平条件下 ， 放顶煤开采的工作面煤炭采 出率一般比分层开采低1 0 ％左右 2 、 易发火 由于煤损较多， 在回采期间采空区就可能发生 自然。 3 、 煤尘大 在放顶煤工作面， 采煤机割煤、 支架操作时的架间漏煤及 放煤为煤粉的来源。 4 ． 瓦斯易积聚 与分层开采相 比， 放顶煤开采的产量集中， 瓦斯散发面 大， 采空区高度大， 易于瓦斯积聚。 采煤技术的发展趋势 改革开放3 o ff来， 我国矿山机械制造业经历了引进消化吸收国外先进技 术、 合作设计和合作制造、 自主设计的发展道路， 矿山机械制造业基本实现了两 大转变， 一是产品开发由仿制型向自主创新型转变； 二是经济运作由粗放型向 效益型转变。 2 0 0 0 以来， 在国内基础工业和基础建设大发展的拉动下， 矿山机 械产品市场需求旺盛， 工业总产值和销售额年增长速度稳定在3 2 ％ 一 一 4 o ％。 市 场需求在带动矿山机械制造业经济增长的同时， 更促进来了整个行业技术进 步 ， 涌现了一批具有自主知识产权的重大瓶产品， 如北方重工研制 l l m水泥 平衡盾构和9 ． 8 k r n大型平面转弯带式输送机， 太原重型机械集团研制了3 5 m3 l 0 6 ； 科 技 博 览 和5 5 m3 ． 矿用挖掘机和1 8 0 0 k w 2 0 4 0 k w功率厚煤层采煤机， 上海建设路 桥研制了6 m电液控制液压支架等 上述重大新产品的成功研制 ， 为国民经济建 设做了积极贡献， 同时缩小了与先进国家的差距， 提升了参与国际竞争的能力 ， 我国矿山机械行业在国际矿山建设中正在发挥越来越大的作用 。 矿山机械的发展一人类的科技进步、 现代科学技术和整体行业水平息息相 关， 特别是与机械工程科学和采矿科学的发展紧密相联。 现代科学技术前沿具 有明显的时域、 领域和动态特性。 信息科学、 材料科学、 生命科学、 纳米科学、 管 理科里和制造科学是改变2 l 世纪的主流科学， 由此产生的高新技术及其产业将 改变世界。 不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚焦， 经济的发展和社会 的进步对矿山机械产生新的要求和期望。 机械工程科学发展的总趋势将是数字 化、 智能化、 精密化、 微型化、 生命化和生态化。 矿山机械作为机械工程学科的一 个分支， 也遵循这个发展的总趋势。 同时， 结合矿山行业的特点 ， 其发展趋向是 数字化、 智能化、 生态化和宜人化。 三． 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 以下 简称“ 三下” 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、 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、 机械一电气一体化设计 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一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、 信息管理层蚧 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。 四， 总结 采煤技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志， 也是国际问科技 竞争的重点。 我国正处于经济发展的关键时期， 采煤技术是我们的薄弱环节。 只 有跟上发展先进采煤技术的世界潮流 ， 将其放在战略有限地位 ， 并以足够的力 度予以实施， 才能尽快缩小与发达国家的差距， 才能在激烈的市场敬振华中立 于不败之地。