现代采矿科学技术.doc

我国采矿新技术发展现状 摘要：针对2l世纪发展战略一资源与环境问题，从煤矿安全高效开采的角度，阐述了我国煤矿开采新技术的发展现状。 采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革,现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性,基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合,研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤设备和生产监控系统,改进和完善采煤工艺。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。我国长壁采煤方法已趋成熟,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,急倾斜、不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间,主要方向是改善作业条件,提高单产和机械化水平。 跨入2l世纪，以信息技术、生物工程、材料科学等为代表的高新技术成为科技发展的主要方向。同时，资源与环境问题成为一个全球性的战略问题。煤矿开采作为一个老的工业，如何适应2l世纪科学技术的发展，成为众多煤矿工作者关注的问题。一方面，煤矿开采是一个传统的工业，高新技术的含量较低，产品附加值低，使其发展及生存在高科技社会中受到严重的威胁；另一方面，煤矿的大规模开采造成了人类赖以生存环境的污染和破坏，也成为人们关注的焦点。因此，煤炭行业挑战与机遇并存，关键是找准突破口，在核心技术上引入高新技术，在竞争中求生存与发展，并满足环境保护的要求。煤矿的开采技术正是煤矿核心技术。目前，我国机械化采煤量已超过66.3l%其中，综采超过38.40%，随着采煤机械化、自动化程度的提高及新的采煤方法的采用，已经，出现了一批高产高效矿井，形成了一矿一面的格局。国有重点煤矿的全员效率显著提高，目前已出现年产400万t的综采面。但是，总体而言，我国综采面的平均效率仍不高，这与没有可靠的地质保障系统有很大关系。长期以来，国内在煤矿建设以前缺乏系统的工程地质条件评价，不能满足综采所要求的高精度的地质资料：如煤厚变化、顶底板地质条件、小的断层、境保护问题。陷落柱及其它地质异常问题，造成工作面布置的主观性，使我国综采工作面设备总体使用效率低，综采面开机率仅为309:5左右。因此，利用现有的高新技术成果，研究精确地质构造探测的新理论、新方法，研制新的探测仪器，是保证综采发挥最大潜能的前提条件。技术正是煤矿核心技术，本文从开采技术角度探讨高新技术的应用及煤矿开采的环境保护问题。 1. 采煤方法和工艺 1.1开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术以提高工作面单产和生产集中化为核心，以提高效率和经济效益为目标，研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺，简单、高效、可靠的生产系统和开采布置，生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术，发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化，进一步改进工艺和装备，提高应用水平和扩大应用范围，提高采煤机械化的程度和水平。 1.2开发‘钱埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”，主要解决以下技术难题： 硬顶板控制技术，研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率，且基本顶能按一定步距垮落，既有利于顶煤破碎，又保证工作面的安全生产。 硬厚顶煤控制技术，研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术，包括高压煤体能随采随冒，提高其回收率。顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备。 配套技术，研制既有利于顶煤破碎和顶板控制，又有利于放顶煤的新型液压支架，合理确定后部输送机能力。两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，研究合适的综放开采回采工艺，优化工序，缩短放煤时间，提高工作面的推进度，实现高产高效。5—55m宽煤巷锚杆支护技术，通过宽煤巷锚杆支护技术的研究开发和应用，有利于综采配套设备的大功率和重型化，有助于连续采煤机的应用，促进工作面的高产高效。 1.3缓倾斜薄煤层长壁开采。主要研究开发：体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机、刨煤机；研制适合刨煤机综采的液压支架；研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。 1.4缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采。应进—步加强完善支架结构及强度，加强支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究，提高支架的可靠性，缩小其与中厚煤层深高3m左右)高产高效指标的差距。 1.5各种综采高产高效综采设备保障系统。要实现高产高效，就要提高开机率，对“支架一围岩”系统、采运设备进行监控。今后研究的重点是：通过电液控制阀组操纵支架和改善“支架一围岩”系统控制，进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统；乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断；采煤机在线与离线相结合的“油一磨屑”监测和温度、电信号的监测；带