现代采煤技术的发展及应用问题研究

摘要：煤炭是工业革命以来世界发展的动力的重要来源。煤炭在世界能源结构比重中占有很大的分量，即便是到了如今，虽然不断有新的能源被开发利用，特别是石油的开发利用，改变了世界能源结构，但是如今世界上还是有将近一半的电力依靠火力发电（即燃烧煤炭），而且化工冶金等多个行业对煤炭的需求有增无减，煤炭依旧是很重要的能源。鉴于煤炭在经济建设中的重大作用，而煤炭的来源主要是依靠对矿区进行开采，同时因为开采是在矿洞中进行，所以采煤技术对煤矿的开采影响极大。

关键词：采煤; 技术; 发展; 应用

Abstract: coal is an important source of power in world development since the industrial revolution. Coal accounts for a large proportion of the component in the world energy structure, even today, although there have been new energy utilization, especially the exploitation of oil, change the energy structure in the world, but now there are nearly half of the power to rely on thermal power (i.e., the burning of coal), and chemical metallurgy a number of industry demand for coal increased, coal is still very important energy. Given the important role in the economic construction of the coal, and coal is the main source of depend on mining, but also because of mining is carried out in the mines, so the influence of mining coal mining technology of great.

Keywords: coal mining; technology; development; application

中图分类号：F407.21 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012

1.现代采煤技术的发展

现代采煤技术的发展在很大程度上带动煤炭开采各环节的变革，如何改进和改善采煤工艺值得我国反思和探索。而我国采煤工艺面临着技术含量低、资源利用率低、产品质量低等尴尬问题，影响着产品在国际市场上的份额。为了使现代煤炭技术实现的高产高效和安全，必须将现代高科技融入到采煤技术中，研发信息化、智能化、机械化、自动化的采煤设备和生产监控设备，促使生产力的有效转化，这是提高现代采煤技术现代化水平的基本途径。

以此同时，煤矿的大规模开采造成的环境污染与破坏已经成为每个国家甚至国际间关注的焦点。粗犷式的开采方式是严重造成矿区环境生态破坏和污染的因素之一，对地质成产生不利的损坏已经对土地河流的次生污染，严重影响当地居民的生活，其对煤炭资源的低效利用也造成极大的经济浪费。所以，现代采煤技术的发展必须把经济效益与环境发展纳入重要的发展政策中，严格遵循社会与自然和谐发展的原则，同时在科技研发应用中，重视对自然环境的有效保护，贯彻实施科学发展观。

2.现代常用采煤技术的方法与工艺

2.1煤矿钻井工艺

采煤的首要就是在煤矿中钻井，开洞。煤矿的钻井工艺主要包括四个方面，1.井洞钻成是完成钻井的根本；2.然后是都对井壁进行加工，进行井壁预制；3.接着是进行下沉井壁；4.最后就是进行壁后充填。下面对煤矿钻井工艺进行介绍：

粗钻井动先要选择井筒的钻进方式，根据井筒直径的大小不同可以划分为两种方式，一种是全断面一次性钻进，适用于井筒直径较小的情况；另一种方式则是一级超前多级扩孔，适用于直径大的井筒。选择了适合的钻进方式后，就要开始正式钻井，一般使用楔齿滚刀钻进，由钻头自重提供的钻压使得楔齿破坏岩体完整性，进行岩体切入，然后岩面上的滚刀在钻头旋转的带动下滚动，滚刀的冲剪作用最终使得岩石破碎。在钻进过程中需要保持钻孔垂直，所以将钻压限制在钻头重量的40%以下；然后是洗井，需要将钻进过程中形成的岩石碎渣清理出来，清理的方法为先向井中沿井壁倒入泥浆，将工作面的碎渣冲下，然后通过压气反循环把泥浆以及碎渣一同吸收到地面，泥浆使用之前需要在沉淀池净化；在钻井达到一定深度后，要进行对钻孔的垂直度检测，如果使用超声波测井仪所测得的数据不符合标准，那就要进行纠偏处理。合格则继续施工；

通常情况下，钻进的同时要进行井壁预制，常用的井壁为钢板复合井壁和钢筋混凝土井壁，这两种井壁的都有较高的强度，井壁的预制要在确保垂直度的条件下进行；

下沉井壁，井壁下沉是在前两个步骤都达到要求条件后进行的。开始的时候井壁由于井中泥浆而处于漂浮状态，然后在泥浆中按一定速度注入重水，井壁因为浮力的减小而缓缓下沉，直至井底，然后要对井壁进行扶正，在井壁对正后就将井壁上端固定；

最后的步骤就是将整个井壁进行固定，也叫做壁后填充。使用碎石与水泥浆按照由下而上的顺序交替填充，第一段的填充物为水泥浆液，使用内管注浆法完成，在井口将碎石均匀地填入井壁后。

2.2长壁采煤新工艺

因为对顶板管理不断完善，采煤机械化的程度不断提高，我国的长壁采煤方法不仅得到了巩固，而且处在不断发展之中。旧式采煤方法的顶板没有支护，而改善之后不仅在采煤工作面增加了支架，而且支架的材质由木块发展为金属，简单的木架结构也变成了金属铰接和摩擦支护。因为采用长壁采煤方法时，井壁经过的煤层多，鉴于每个煤层的不同特性，相应地采取了不同地采煤方法。“倾斜分层下行垮落采煤法”适用的煤层倾斜小，适用于倾斜小煤层的方法还有“分层上行水砂充填采煤方法”；而相对的，对于倾斜大的煤层，则有不同的采煤方法，再根据煤层的厚度划分方法的使用，“水平分层和倾斜分层采煤法”被应用于厚的煤层，其余煤层则使用“风镐落煤阶采煤法”及“爆破落煤单一长壁采煤法”。因为许多的倾斜大的煤层工作面中没有支护，为了安全采煤，经过不断的试验与改正，开发了许多的新式采煤方法，包括小阶段爆破采煤方法、仓储式采煤方法等。

我国从在借鉴外国煤矿技术的条件下，从1974年就开始着力研究综合化机械采煤设备，并在后期确定了相关政策，明确了我国的煤炭工业发展方向：综合机械化采煤。在长期的试验与应用过程中，科研人员不断总结问题进行修正创新，使得我国的长壁采煤技术在不断的提高。而且因为成功地解决了回采工作面上的问题，增加了矿井工作面的推进长度，使巷道的维护条件提高，煤炭的损失减少，这些都使得长壁采煤方法得到了完善。

由于普通、综合机械化采煤以及炮采在长期实践中的不断发展，使得传统的长壁采煤方法越来越完善，同时，水力采煤等多种新式采煤方法的提高与利用，将我国的采煤方法格局划成以多种采煤方法同时存在，主要应用技术为长壁式采煤方法。