现代采煤技术在矿井的运用与发展

【摘要】采煤井下作业环境的独特复杂性，行业生产技术具有特殊专业要求，种类多，管理难度大。本文着重从我国采煤技术发展的状况出发，结合当前所运用的采煤技术，进一步提出我国煤炭技术的未来发展趋势。

【关键词】采煤；现状；发展

1.我国采煤技术发展的现状

（1）我国已成为世界最大的自然资源开采国之一，据统计，世界上绝大多数矿产品我国都有储量并进行生产；在国际贸易中所有大宗产品的产量我国都名列世界前茅，还有许多种矿产品的产量我国位居世界第一。

（2）我国对自然资源的过度开采。相对于庞大的人口规模，我国的矿产资源本来就十分贫乏。即使不考虑这一因素，就各种矿产的绝对储量来说，与其他一些国家相比，我国的储量也不算很富集。但我国许多种矿产品生产长时期维持高这不能不说是对自然资源的不计后果的开发。

（3）过度开采使我国的多数矿产资源将在近期枯竭不顾储量多少、毫无节制的掠夺性开采，使我国的大多数矿产资源面临将在近期枯竭的局面。由于矿产资源是不可再生资源，然而我国对这样珍贵的自然资源为了眼前利益进行掠夺性的开采，不良影响是深远的。

我国由于煤炭企业实行集团化发展，集团下属企业多、分布地域广，企业结构复杂，存在多级、多专业的管理部门。煤炭产品在生产、销售生产过程中不可控的因素较多，导致生产计划的不准确和材料消耗的随机性比较大，所以对产品的监控以及成本的控制非常重要。

受作业环境的影响，煤炭企业生产技术具有特殊专业要求，涉及面广，专业技术性强。生产过程复杂，生产系统形式多样，各系统协调运作，管理难度大。安全化生产是煤矿管理工作的重点，煤矿监控系统技术复杂、形式多样，监控数据量大。

2.我国当前的采煤方法及优缺点对比

我国采煤方法的很多，分类主要依据采煤开采方法及其优缺点与适合条件进行划分。本人就目前我国主要的采煤方法例举如下并进行优缺点对比。

2.1柱式采煤法

柱式采煤法的实质是在煤层内开掘一系列宽为5～7m左右的煤房，煤房间用联络巷相连，形成近似于长条形或块状的煤柱，煤柱宽度由数米至二十多米不等。采煤在煤房中进行。柱式体系采煤法有两种基本类型，房式采煤法和房柱式采煤法。

柱式采煤法的优点：设备投资少，建设期短，出煤快，设备运转灵活，搬迁快，巷道压力小，便于维护，矸石可以在井下处理不外运，有利于环境保护等等。

柱式采煤法主要缺点：采区采出率低，通风条件差，进风并列布置，通风构筑物多，漏风大，采房及回收煤柱时，出现多头串联通风。

2.2壁式体系采煤法

依据开采倾角、采煤工作面推进方向，可以分为走向长壁开采和倾斜长壁开采两种类型。由于每一类型的采煤方法在用于不同的矿山地质条件及技术条件时，又有很多变化。因此，为了克服整层开采的困难，可把厚煤层分为若干中等厚度的分层来开采。根据煤层赋存条件及开采技术不同一般分为如下几种采煤法，分层采煤法又可分为倾斜分层、水平分层、斜切分层三种。

壁式采煤法的优点：巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低、投产快。运输系统简单，占用设备少，运输费用低。减少了工作面长度的变化给生产带来的不利影响。通风线路短，风流方向转折变化少等。

缺点：长距离的倾斜巷道，使掘进及辅助运输、行人比较困难，有时存在污风下行问题。

（1）倾斜分层采煤法。厚煤层沿倾斜面划分分层的采煤法。

（2）长壁放顶煤采煤法。开采6m以上缓斜厚煤层时，先采出煤层底部长壁工作面的煤，随即放采上部顶煤的采煤法。

长壁放顶煤采煤法的优点：由于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，易于实现高产。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，可提高其生产效益和经济效益。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，此外其他材料、电力消耗，工资费用等可减少生产成本。

长壁放顶煤采煤法的缺点：由于当前采煤技术的限制，采煤煤采出率低。没资源损失多。由于煤损较多，在回采期间采空区就有可能发生自燃。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均为煤粉的来源。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，易于积聚。

2.3掩护支架采煤法

在急斜煤层，沿走向布置采煤工作面，用掩护支架将采空区和工作空间隔开，向俯斜推进的采煤法。

2.4伪倾斜柔性掩护支架采煤法

在急倾斜煤层中，伪倾斜布置采煤工作面，用柔性掩护支架将采空区和工作空间隔开沿走向推进的采煤法。

2.5阶采煤法

在急倾斜煤层的阶段或区段内，布置下部超前的台阶形工作面并沿走向推进的采煤方法。

2.6正台阶采煤法

在急倾斜煤层的阶段或区段内，沿伪斜方向布置成上部超前的台阶形工作面，并沿走向推进的采煤方法。

2.7房柱式采煤法

沿巷道每隔一定距离先采煤房直至边界，再后退采出煤房之间煤柱的采煤法。

房柱式采煤法的优点：设备投资少，一套柱式机械化采煤设备的价格为长壁综采的四分之一。采掘可实现合一，建设期短，出煤快，设备运转灵活，搬迁快。巷道压力小，便于维护，支护简单，可用锚杆支护顶板。

房柱式采煤法的缺点：采区采出率低，通风条件差、漏风大。

3.采煤技术的发展趋势

矿山机械制造业是国家建立独立工业体系的基础，也是衡量一个国家工业实力的重要标志。矿山机械在经济建设、科学进步和社会发展中占有十分重要的地位和作用，属于国名经济的支柱行也。

根据国家重点支持能源、交通和原材料等基础工业发展的产业政策，矿山机械作为这些基础工业的支柱应优先得到国家的重点支持，以得到进一步发展和提高，为煤炭、金属和非金属矿山的开发提供更多的具有国际先进水平的优势、高效设备，满足国民经济发展对能源和原材料的需要。

改革开放三十年来，我国矿山机械制造业经历了引进消化吸收国外先进技术、合作设计和合制造、自主这几的发展道路，特别是在设施《国务院关于加快振兴装备制造业若干意见》的推动下，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行由粗放型向效益型转变。

2000年以来，在国内基础工业和基础建设大于发展的拉动下，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32%～40%市场需求在带动矿山机械制造业经济增长的同时，更促进了整个星爷的技术进步，涌现了一批现有自主知识产权的重大新产品。重大新采煤产品的成功研制，为国民经济建设作出了积极贡献，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，我国矿山机械性也在国际矿山工程建设中正在发挥越来越大的作用。

矿山机械的技术进步、现代科学技术和整体工业水平息息相关，特别是与机械工程科学和采矿科学的发展紧密相连。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、管理科学和制造科学是改变21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、精密华、微型生命化和动态化。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，其发展趋势是数字化、智能化、生态化和宜人化。矿山机械制造业应不断融入人类在各领域的优秀成果，面向国家经济建设重大需求，以科学发展观为指导，实现可持续发展。　[科]