科学采煤方法的发展现状研究

【摘 要】介绍分析了长壁综合机械化采煤发展现状，提出必须根据煤层赋存条件和环境承载能力确定合理的开发强度，当前的关键是必须进行本质安全开采研究；小煤矿开采方法需要规范化和提高机械化水平，以及总体提高我国煤炭资源采出率等问题等国内外研究信息。

【关键词】科学采煤；长壁综采；本质安全；采出率

采煤需要科学，这个本来就是无可争议的问题，最近又被有些大学者提出来，可见我国采煤还有许多不科学的地方，严重影响着我国煤炭工业的发展。

1.全面提高长壁综采的科学开采水平

从1954年英国装备了世界上第一个综合机械化采煤工作面，长壁综采在世界上采用半个多世纪，已经成为煤矿开采的本质安全技术。发展长壁开采的早中期，也是煤炭科学研究异常活跃的时期。长壁工作面支架支护的目的，就是要把冒顶限制到最低限度，衡量支架效果的尺度是“冒顶”。我国发展综合机械化采煤的初期实践也表明，控制顶板的关键，就是防止工作面端面的破坏，因而选择支架不仅仅要有足够的工作阻力，更重要的是对端面无支护空间顶板的有效支护。

近年来，我国煤矿发展高产高效的重要经验之一，是以高阻力、大功率、数字化自动控制、高可靠性的装备支持工作面高速长距离推进，高产高效开采必须有可靠的地质保障系统，中国矿业大学韩德馨院士和彭苏萍教授提出，“高产高效矿井地质保障系统是根据高产高效矿井机械化、集中化程度高的特点，以地质量化预测为先导，以物探、钻探等综合技术为手段，并依托先进的计算机技术实现生产地质工作的动态管理。它要求为矿井设计、采区布置、生产准备、采面布置到回采等各个层次或阶段提供可靠的地质保障。因此，要实现煤矿生产的高产高效，除选择优势资源区块为开采场地外，更重要的是对影响煤炭开采的地质因素有系统和清楚的掌握”。

需要指出，并不是所有的矿区和矿井都有“得天独厚”的条件，都能创造“世界纪录”。依赖于一定的煤层赋存条件，一个矿区必须有一个合理的开发强度，也决定了工作面应有一个合理的生产能力，才能获得最佳的经济效益。从生态环境保护角度探讨了矿区开发的可持续发展问题，认为应该坚持统一规划、合理布局、适度规模、分散开发、就近转化、保水采煤的开采总方针，坚决杜绝小煤窑滥采乱挖，组建大型集团公司统一开发，作好煤炭液化、气化、水与煤关系的研究工作，确保矿区经济发展与生态环境相协调。煤炭开采也要注意人与自然的和谐共存。从这个意义上说，与地下采矿有关的煤矿区地表环境灾害，源于采动，但其形式与发展受控于构造环境。而采动损害是指由于地下采动在地表产生的开裂、沉降和塌陷等严重损害地表生态环境的地质灾害。在构造介质、构造界面特征相似，开采强度也相同的条件下，煤矿区采动损害与其所处的构造应力场性质有关。在构造挤压区，一定的地下开采强度可能不会对地表造成强烈损害；而在构造伸展区同样强度的地下开采则可能对地表生态环境造成严重破坏。长壁开采应该提升到一个新的科学平台，进行开采环境评价以保证合理的开采强度，不损害地表环境。

2.规范小煤矿采煤方法

20世纪80年代初国家放宽办矿政策，提倡“国营、集体和个人一起上”、“大中小煤矿共同发展”，受“有水快流”的影响，个体煤矿大量出现。原有的集体所有制煤矿通过承包租赁、转让出售、股份改造等方法途径，转变为个体或民营煤矿。1995年全国乡镇煤矿多达72919处，产煤6.66亿t，占当年全国煤炭产量的48.9%。2005年8月煤矿整顿关闭攻坚战开始之际，全国共有小煤矿约2.3万处。经过近两年的努力，截至2007年6月底，累计关闭非法和不具备安全生产条件、破坏资源环境、不符合国家产业政策的矿井9075处。据统计在建、改扩建小矿约为3270处。以上合计，目前全国共有小煤矿1.7万处左右。经过整顿关闭之后保留下来的小煤矿，安全生产基础条件总体上得到改善，安全保障能力有所提高。这是对我国小煤矿发展现状的总体认识。

目前“合法”存在的有以下几类：

长壁留煤柱采煤法：其基本技术特征是工作面长壁布置、长壁推进。一类是每推进一段距离，保留一部分煤柱，形成问歇式推进；一类是在采空区保留一部分煤柱，以支撑顶板防止工作面切顶。现代房柱式采煤法：主要是指引进国外连续采煤机房柱式采煤法或短壁采煤法，和在此基础上发展的现代房柱式采煤，以连续采煤机或掘进机开掘巷房和回采煤柱、机械装煤、采用梭车或胶轮车运输、锚杆支护技术或专用自移支架为主要特征。

条带采煤法和条带放顶煤采煤法：这是国内外“三下”采煤，为了控制地表下沉，广泛采用的一种采煤方法。开采区域采用类似长壁布置的方式，上、下部边界分别布置通风和运输平巷，垂直于通风和运输平巷划分若干个开采条带，条带间保留一定宽度的煤柱支撑顶板。还有在若干个条带开采后，保留一个宽度更大的隔离煤柱。采用条带布置，在开采特厚煤层时，沿底板布置开采层，放落其上放的顶煤，称为条带放顶煤采煤法。

3.大幅度提高煤炭资源的采出率

提高煤炭资源的采出率是和上述三个大问题紧密相关的，长壁开采、放顶煤开采和小煤矿开采科学化规范化，必然导致采出率的大幅度提高。采出率是衡量科学采煤的重要指标。我国是世界上煤炭生产第一大国，也是能源主要依赖于煤炭的国家。2006年我国原煤产量达到23.25亿t，占世界产量的35%左右。但是我国的煤炭资源并不“丰富”，人均煤炭探明储量只相当于世界平均水平的50%。我国的煤炭浪费十分严重，首先是煤炭资源的实际采出率（有习惯称回采率）很低。据原地质工业部部长朱训说，我国国有重点煤矿（曾称统配煤矿）的总体采出率只有30%，国有地方煤矿的总体采出率只有20%，乡镇煤矿的总体采出率只有10%。据李毅中今年在全国小煤矿安全基础管理工作现场会上的讲话，全国小煤矿资源回收率也只有15%。

科学化和规范化是提高采出率的途径。国有大中型煤矿长壁开采影响采出率的主要技术因素是，厚度损失、边角损失和局部可采煤层损失。某矿第一个综采工作面1203工作面，开采2煤层，平均厚度6.3m。选用的YZ-3500-23/45液压支架，采高控制在4.0m以内，厚度损失1/3以上；又如某矿井田东翼盘区回采的2煤工作面为例，煤厚4.83～7.51m，平均厚度6.03m，采用旺格维里采煤法，选用的7000/24/45行走支架，支撑高度2.4～4.5m，厚度损失在1/3左右。但是现在关于无煤柱开采已鲜有报导。小煤矿采用房柱式采煤的采出率问题，更是大家所关注的。根本问题是缺乏对七台河主要矿区小煤矿开采方法，包括主要开采参数、顶板管理、发展适用机械化的科学研究。由于近年来，煤炭价格日趋好转，一些小煤矿的业主已经认识到提高采出率就是提高矿井的经营效益。以至有的矿井开采时，过分回收煤柱而导致大面积垮落灾害的发生。因此，尽可能提高采出率，保证开采区域在开采期间煤柱的稳定性，防止大面积垮落灾害的发生，实现房柱式采煤的安全高效，是现代房柱式采煤的关键技术问题。 [科]

【参考文献】

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