煤矿开采技术与装备现状和发展趋势

摘要：针对我国煤矿目前开采技术的现状，通过分析我国未来煤矿开采技术的发展方向和趋势。

关键词：现状开采技术发展趋势

中图分类号：C35文献标识码： A

我国是世界煤炭第一生产和消费大国，我国富煤少油的格局导致煤炭在我国的一次能源中占有极其重要的地位。近年来，国际油价高升，这在某种程度上更加凸显了我国煤炭资源的战略意义。以煤为主的能源结构，在未来相当长的时间内很难改变。现我国很多煤矿由于生产技术和生产设备的落后，安全生产条件差，很难实现高效安全生产。未来我国煤矿开采必然向安全高效、环保节能方向发展。

1、煤矿开采技术现状

随着经济发展和地方煤矿发展的新形势下，我国煤矿开采技术的改革必须向经济建设主战场发展，超越煤炭开采技术的前沿，立足于我国煤炭发展战略所必要的技术储备，重点长期研究技术开发，与产业科技前沿同进，以煤矿开采技术及设备为重点的核心技术，达到技术制高点，才能在恶劣环境中生存和发展因此煤矿开采新技术在开采中越来越广泛应用，在我国煤矿发展中起着一定的重要性。

1.1 我国许多地区，由于生产能力较小、地质构造复杂、煤层赋存变化大，在开采的技术上增加了难度。煤炭回收率低，对环境破坏较大。

1.2 我国采煤技术设备与国际上先进国家的采煤设备有着一定的差距，技术性能相对而言，我国的设备功率低、生产能力也较小，设备的工作可靠性及耐久性相对较低，而且不具备自动化监测和控制的功能。

1.3 在我国局部地区实现了综采综掘，在安全与效率方面得到很大提高，但由于我国机械化开采技术与装备起步较晚，因此在我国煤矿还没有广泛使用，与世界先进的采煤大国相比均存在着差距，主要表现在以下几个方面：

(1)不同地质条件和煤层赋存条件下短壁开采技术尚需深入研究，以连续采煤机为代表的短壁机械化技术装备还没有系列化。

(2)国产化连续采煤机及其后配套设备与进口设备在可靠性等方面还存在着的差距。

(3)目前国外煤炭装备制造企业非常重视关键基础元部件的理论研究，同时强调产品设计要有较好的设计理论支持。而我国目前在连续采煤机及其后配套设备关键基础元部件的研制上，侧重于应用技术研究，基础理论的研究刚刚起步。

(4)在开采技术方面需要研究设备总体配套工艺，煤柱留设与回收方法，采场顶板控制以及通风安全。

2、采掘技术装备的发展趋势

采掘技术装备与煤炭生产关联度大，是煤炭经济增长的脊梁和动力。我国国民经济保持持续、强劲、高速的增长态势，给与基础能源和装备制造密切相关的煤机行业带来了前所未有的历史发展机遇，未来几年，采煤技术装备的发展趋势主要体现在以下几个方面：

2.1 研究试验手段更趋完善，工作可靠性不断提高。设计中广泛应用计算机辅助设计，在试验方面建立了专业试验室，把试验研究提高到一个新的水平。

2.2 机电一体化趋势明显。随着实用型新技术的发展，新型设备的机电一体化趋势越来越明显，技术水平不断提高。主要表现为：监测、监控、工况检测和故障诊断内容齐全、驱动电机功率自动调节、离机遥控操作更加可靠、地质条件适应性更强。

2.3 综采工作面三机配套技术自动化程度逐步提高。以微型电子计算机为核心的电控系统，电液控制系统，以及先进的信息处理技术和传感技术的应用，使液压支架、刮板输送机能够实现跟机联动。

2.4 综掘工作面的综合配套能力进一步加强，多功能集成趋势明显。掘进机主机集成机载锚钻系统、机载临时支护系统、机载除尘系统等，通过多功能的集成达到提高单机成巷速度和安全生产的目标。

3、煤矿开采技术发展趋势

3.1 深矿井开采技术

随着开采年限的增加，矿井开采深度也在不断增加，我国目前已经有深度超过1000m的矿井。矿井深度的增加在矿压控制、冲击地压防治、井巷布置、瓦斯及热害治理及通风等方面增加了难度。未来几年我国煤矿开采在深矿井高产高效开采有关配套技术；深矿井围岩状态和应力场及分布状态的特征，深井作业场所工作环境的变化，深井冲击地压防治技术与监测监控技术，深矿井巷道快速掘进与支护技术与装备深矿井开采热害治理技术与装备等方面需要有较大的突破和发展。

3.2 煤炭地下气化技术

煤炭地下气化技术属于一种特殊的采煤方法，煤炭地下气化技术就是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热化学作用而产生可燃气体的过程。其主要优势有投资少、见效快、工期短、效率高、用人少、效益好、成本低等，最重要的是这种方法比较适合我国煤矿地质条件复杂、劣质煤比例高的矿区使用。

3.3 保水开采技术

保水采煤在不同的矿区有不同的技术内涵，缺水矿区要以水资源保护和利为主。水资源充足的矿区要以减少水资源破坏和防治水灾害为主。因此,保水开采包含水资源保护、水资源利用和水灾害防治等多项重要内容。煤矿开采过程中破坏了地下含水层的原始径流,大量排出地下水，采空区上方导水裂隙带与地下水体贯通,形成大规模地下水降落漏斗,造成区域含水层水位下降，直接影响到区域水文地质条件。采动影响稳定后产生的地表沉陷往往影响到地表水体的原来形态，造成部分沟泉水量减少甚至干涸。影响当地居民正常的生产生活,进而影响区域植被生长,甚至土地沙漠化。我国大部分矿区处在干旱半干旱地区。而每年采煤破坏地下水总量较大,可见我国未来煤矿开采的必然发展趋势就是保水开采。

3.4 煤与瓦斯共采

瓦斯既是矿井有害气体也是洁净能源。应该使其资源化。采前抽采，若能在开采前将煤层内瓦斯抽出,则是利用瓦斯改善煤矿安全的最好办法。但由于我国大部分煤体透气性低,在本层内抽采瓦斯有难度。煤与瓦斯共采，开采后围岩压力降低,大量瓦斯在采空区释放,有利于瓦斯抽采,因此形成煤与瓦斯共采体系。废弃矿井抽采瓦斯，鉴于废弃矿井煤层经过采动而充满瓦斯,因而可以利用采动后岩体内裂隙场的分布及钻孔,将瓦斯抽排管装在井下、封闭井口后,抽出瓦斯。

3.5 煤炭地下气化

煤炭地下气化是指将地下煤炭通过热化学反应在原位把煤炭转化为可燃气体。可以部分消除煤炭开采对环境的污染和煤炭燃烧对生态环境的不利影响与破坏。煤炭地下气化是一种整体绿色开采技术。

结束语：未来我国在煤矿开采技术上必然向安全高效、环保节能方向发展。采煤技术装备将朝着装备成套化、自动化、高可靠性方面发展。