【正文】 40年代年代始于法國、東歐等國。高效、高產(chǎn)量、高煤炭采出率的綜合機(jī)械化采煤高效、高產(chǎn)量、高煤炭采出率的綜合機(jī)械化采煤工藝是壁式開采體系的發(fā)展方向，研制適應(yīng)各種工藝是壁式開采體系的發(fā)展方向，研制適應(yīng)各種煤層條件的大型強(qiáng)有力配套設(shè)備和優(yōu)化工作面布煤層條件的大型強(qiáng)有力配套設(shè)備和優(yōu)化工作面布置是目前各國主攻的方向之一。除地下開采以外，對(duì)于埋深較淺、厚度較大的煤除地下開采以外，對(duì)于埋深較淺、厚度較大的煤田采用露天開采方法。目前，世界各主要產(chǎn)煤國家，由于煤層條件和采煤目前，世界各主要產(chǎn)煤國家，由于煤層條件和采煤技術(shù)的延續(xù)情況不同，所采用的各種不同采煤方法技術(shù)的延續(xù)情況不同，所采用的各種不同采煤方法的比重也有所差別。我國煤層賦存條件復(fù)雜多樣，開采技術(shù)條件各異，因而促進(jìn)了采煤件復(fù)雜多樣，開采技術(shù)條件各異，因而促進(jìn)了采煤方法的多樣化發(fā)展，我國是世界上采煤方法種類最方法的多樣化發(fā)展，我國是世界上采煤方法種類最多的國家。1．采煤方法．采煤方法采煤方法是煤礦開采的核心，它包含采煤系統(tǒng)和采采煤方法是煤礦開采的核心，它包含采煤系統(tǒng)和采煤工藝兩項(xiàng)主要內(nèi)容。盡管當(dāng)時(shí)都是手工作業(yè)的煤窯，但因其開采利用早盡管當(dāng)時(shí)都是手工作業(yè)的煤窯，但因其開采利用早于其他國家，因此，于其他國家，因此， 17世紀(jì)以前，中國煤炭開采技世紀(jì)以前，中國煤炭開采技術(shù)和管理的許多方面都處于世界領(lǐng)先地位。隋、唐至元代，煤炭開采更為普遍，在地質(zhì)、開拓隋、唐至元代，煤炭開采更為普遍，在地質(zhì)、開拓、采煤、支護(hù)、通風(fēng)、提升以及瓦斯排放等方面的、采煤、支護(hù)、通風(fēng)、提升以及瓦斯排放等方面的技術(shù)都有了一定發(fā)展。在新石器時(shí)代，我國就出現(xiàn)了精煤制品飾物。、現(xiàn)狀與趨勢人類利用煤炭資源已有數(shù)千年歷史。諾丁漢大學(xué)、利茲大學(xué)等在煤礦開采的學(xué)術(shù)研究方面具有很高水平。⑤⑤ 互勒多礦山實(shí)驗(yàn)室互勒多礦山實(shí)驗(yàn)室 (VDML)。 CANMET的的采礦研究所由以下六個(gè)研究室組成：采礦研究所由以下六個(gè)研究室組成：①① 加拿大易爆氣體實(shí)驗(yàn)室加拿大易爆氣體實(shí)驗(yàn)室 (CEAL)。波蘭在波蘭在 “三下三下 ”開采、沖擊礦壓的理論和應(yīng)用技術(shù)研究開采、沖擊礦壓的理論和應(yīng)用技術(shù)研究方面具有很高的學(xué)術(shù)水平。5．波蘭．波蘭波蘭從事煤炭科研的主要機(jī)構(gòu)有：采礦研究總院波蘭從事煤炭科研的主要機(jī)構(gòu)有：采礦研究總院 (GIG)、考瑪格采礦機(jī)械化中心、考瑪格采礦機(jī)械化中心 (KOMAG)和艾瑪格采礦電氣和艾瑪格采礦電氣化與自動(dòng)化中心化與自動(dòng)化中心 (EMAG)。此外，維多利亞州的電力委員會(huì)建有幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室，研究褐煤的開采、儲(chǔ)存、力委員會(huì)建有幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室，研究褐煤的開采、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和發(fā)電等。這些大學(xué)除培養(yǎng)采礦專門人才外，還承擔(dān)重要的礦業(yè)科研項(xiàng)目。在礦山壓力控制、井下降溫、瓦斯、煤塵和火災(zāi)防治、采煤技術(shù)、井下運(yùn)輸和選煤瓦斯、煤塵和火災(zāi)防治、采煤技術(shù)、井下運(yùn)輸和選煤等領(lǐng)域，德國都處于世界領(lǐng)先水平?，F(xiàn)在俄聯(lián)邦批準(zhǔn)在原現(xiàn)在俄聯(lián)邦批準(zhǔn)在原 24個(gè)部級(jí)院所的基礎(chǔ)上成立個(gè)部級(jí)院所的基礎(chǔ)上成立 5個(gè)個(gè)煤炭科學(xué)中心：煤炭科學(xué)中心：①① 國家礦業(yè)科學(xué)中心；國家礦業(yè)科學(xué)中心；②② 地質(zhì)力學(xué)和礦山測量科學(xué)中心；地質(zhì)力學(xué)和礦山測量科學(xué)中心；③③ 俄羅斯煤炭工業(yè)安全科學(xué)中心；俄羅斯煤炭工業(yè)安全科學(xué)中心；④④ 庫茲巴斯采礦工藝科學(xué)中心；庫茲巴斯采礦工藝科學(xué)中心；⑤⑤ 露天采礦工藝科學(xué)中心。國家政府科研機(jī)構(gòu)主要有能源部所屬的聯(lián)邦能源研究國家政府科研機(jī)構(gòu)主要有能源部所屬的聯(lián)邦能源研究院（院（ FEI），此外由各大學(xué)采礦系聯(lián)合組成的礦物研究），此外由各大學(xué)采礦系聯(lián)合組成的礦物研究所也發(fā)揮著重要作用，如弗吉尼亞大學(xué)工業(yè)學(xué)院與弗所也發(fā)揮著重要作用，如弗吉尼亞大學(xué)工業(yè)學(xué)院與弗吉尼亞州立大學(xué)、賓夕法尼亞州立大學(xué)、明尼蘇達(dá)大吉尼亞州立大學(xué)、賓夕法尼亞州立大學(xué)、明尼蘇達(dá)大學(xué)等。 國外重要的煤礦開采學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)1．美國．美國美國的煤炭科研工作主要由政府機(jī)構(gòu)、企業(yè)研究與發(fā)美國的煤炭科研工作主要由政府機(jī)構(gòu)、企業(yè)研究與發(fā)展機(jī)構(gòu)、大學(xué)展機(jī)構(gòu)、大學(xué) (學(xué)院學(xué)院 )及民間咨詢機(jī)構(gòu)四部分組成。煤炭開采是提供煤炭能源的根本方法，我國的煤煤炭開采是提供煤炭能源的根本方法，我國的煤炭資源總量居世界首位，但人均煤炭產(chǎn)量不高，炭資源總量居世界首位，但人均煤炭產(chǎn)量不高，甚至十分短缺，人均煤炭產(chǎn)量僅居世界第甚至十分短缺，人均煤炭產(chǎn)量僅居世界第 8位。顯然，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)能源的需求量將越來越大，因此顯然，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)能源的需求量將越來越大，因此，研究煤炭的高效、安全、高采出率開采是十分重要，研究煤炭的高效、安全、高采出率開采是十分重要的問題。我國能源資源賦存現(xiàn)狀決定了我國能源開發(fā)以煤炭為我國能源資源賦存現(xiàn)狀決定了我國能源開發(fā)以煤炭為主的現(xiàn)狀在短期內(nèi)不會(huì)改變。煤炭是世界上儲(chǔ)量最多、分布最廣的常規(guī)能源資煤炭是世界上儲(chǔ)量最多、分布最廣的常規(guī)能源資源，其中源，其中 90％集中在蘇聯(lián)、美國、中國、澳大利％集中在蘇聯(lián)、美國、中國、澳大利亞、德國、印度、南非、波蘭、英國和加拿大等亞、德國、印度、南非、波蘭、英國和加拿大等10個(gè)國家。(11)與環(huán)境協(xié)調(diào)的開采理論與技術(shù)：綜合運(yùn)用采與環(huán)境協(xié)調(diào)的開采理論與技術(shù)：綜合運(yùn)用采礦工程理論與技術(shù)、環(huán)境科學(xué)與技術(shù)、工程地質(zhì)礦工程理論與技術(shù)、環(huán)境科學(xué)與技術(shù)、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)、林業(yè)科學(xué)與工程、農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程與水文地質(zhì)、林業(yè)科學(xué)與工程、農(nóng)業(yè)科學(xué)與工程、資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)等，系統(tǒng)研究和建立與環(huán)境、資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)等，系統(tǒng)研究和建立與環(huán)境協(xié)調(diào)的開采理論與技術(shù)體系，保障煤炭資源開采協(xié)調(diào)的開采理論與技術(shù)體系，保障煤炭資源開采與環(huán)境的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。(10)煤礦安全監(jiān)測與預(yù)警：綜合運(yùn)用煤礦安全工煤礦安全監(jiān)測與預(yù)警：綜合運(yùn)用煤礦安全工程與監(jiān)測原理、電子技術(shù)、信息傳輸與處理技術(shù)程與監(jiān)測原理、電子技術(shù)、信息傳輸與處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等開發(fā)研制新型、準(zhǔn)確、高效的煤、計(jì)算機(jī)技術(shù)等開發(fā)研制新型、準(zhǔn)確、高效的煤礦安全監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)?？刂频燃夹g(shù)。等多學(xué)科的交叉研究。農(nóng)田、水系等的保護(hù)技術(shù)。資源回收率的開采方法、工藝和技術(shù)。目前已形成了許多研究方向。它涉及：工程技術(shù)。率地開采煤炭資源以及伴生的其他礦物資源等。世界其他國家地下開采的產(chǎn)量比％以上。第 1講 煤礦開采簡介、現(xiàn)狀與趨勢國內(nèi)外發(fā)展回顧、現(xiàn)狀與趨勢 學(xué)科定義與研究對(duì)象煤礦開采煤礦開采 (coal mining)是指綜合運(yùn)用煤礦開采學(xué)是指綜合運(yùn)用煤礦開采學(xué)、礦山壓力及控制、煤礦地質(zhì)學(xué)、煤礦安全科學(xué)、礦山壓力及控制、煤礦地質(zhì)學(xué)、煤礦安全科學(xué)與技術(shù)等理論，按科學(xué)的工程程序，使用一定的與技術(shù)等理論，按科學(xué)的工程程序，使用一定的機(jī)電設(shè)備及配套系統(tǒng)采出地下煤炭以及伴生資源機(jī)電設(shè)備及配套系統(tǒng)采出地下煤炭以及伴生資源的一種工程活動(dòng)和科學(xué)技術(shù)。世界其他國家地下開采的產(chǎn)量比例有很大差異。煤礦開采研究的目的是綜合利用現(xiàn)代科學(xué)理論與煤礦開采研究的目的是綜合利用現(xiàn)代科學(xué)理論與相關(guān)工程技術(shù)，深入分析、研究煤礦開采復(fù)雜多相關(guān)工程技術(shù)，深入分析、研究煤礦開采復(fù)雜多變的客觀條件，掌握和利用煤礦開采的基本規(guī)律變的客觀條件，掌握和利用煤礦開采的基本規(guī)律，系統(tǒng)地研究和開發(fā)高效、安全、高資源回收率，系統(tǒng)地研究和開發(fā)高效、安全、高資源回收率和舒適作業(yè)條件的現(xiàn)代化煤礦開采的科學(xué)理論與和舒適作業(yè)條件的現(xiàn)代化煤礦開采的科學(xué)理論與工程技術(shù)。它涉及：采煤方法采煤方法礦山壓力與圍巖控制礦山壓力與圍巖控制機(jī)電設(shè)備機(jī)電設(shè)備自動(dòng)化與通信技術(shù)自動(dòng)化與通信技術(shù)開采的安全技術(shù)開采的安全技術(shù)瓦斯等伴生資源開采瓦斯等伴生資源開采地面沉陷保護(hù)地面沉陷保護(hù)露天開采與邊坡穩(wěn)定露天開采與邊坡穩(wěn)定礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與重建礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與重建系統(tǒng)工程與信息化技術(shù)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。等多個(gè)學(xué)科門類。(2)礦山壓力與圍巖控制：以工程地質(zhì)學(xué)、巖石力礦山壓力與圍巖控制：以工程地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、斷裂力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、斷裂力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、材料力學(xué)以及非線性科學(xué)等為基礎(chǔ)，系統(tǒng)研究、材料力學(xué)以及非線性科學(xué)等為基礎(chǔ)，系統(tǒng)研究不同開采方法的采場與井巷的礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律不同開采方法的采場與井巷的礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律，圍巖控制理論與技術(shù)，以及研制開發(fā)相應(yīng)監(jiān)測，圍巖控制理論與技術(shù)，以及研制開發(fā)相應(yīng)監(jiān)測儀器儀表與圍巖控制設(shè)備和產(chǎn)品，研究采場與井儀器儀表與圍巖控制設(shè)備和產(chǎn)品，研究采場與井巷頂板礦壓顯現(xiàn)規(guī)律、沖擊礦壓、頂板大面積來巷頂板礦壓顯現(xiàn)規(guī)律、沖擊礦壓、頂板大面積來壓等災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理、規(guī)律與防治理論和技術(shù)。(4)深部開采：針對(duì)礦井開采水平逐年延伸，深部深部開采：針對(duì)礦井開采水平逐年延伸，深部開采問題逐漸嚴(yán)重的情況，研究深部礦井與高應(yīng)開采問題逐漸嚴(yán)重的情況，研究深部礦井與高應(yīng)力開采條件下的沖擊礦壓、瓦斯突出等動(dòng)力異常力開采條件下的沖擊礦壓、瓦斯突出等動(dòng)力異常災(zāi)害發(fā)生機(jī)理與防治技術(shù)；深部開采條件下，采災(zāi)害發(fā)生機(jī)理與防治技術(shù)；深部開采條件下，采場與巷道頂板災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理與防治理論技術(shù)，場與巷道頂板災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理與防治理論技術(shù)，以及采場與巷道圍巖控制理論與技術(shù)、礦井頂?shù)滓约安蓤雠c巷道圍巖控制理論與技術(shù)、礦井頂?shù)装逅姆乐卫碚撆c技術(shù)、礦井降溫理論與技術(shù)。(6)露天礦邊坡與排土場穩(wěn)定：以工程地質(zhì)學(xué)、水露天礦邊坡與排土場穩(wěn)定：以工程地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)、散體力學(xué)、露天開采學(xué)、文地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)、散體力學(xué)、露天開采學(xué)、環(huán)境科學(xué)等為基礎(chǔ)，研究露天礦采場與排土場邊環(huán)境科學(xué)等為基礎(chǔ)，研究露天礦采場與排土場邊坡的穩(wěn)定理論與技術(shù)、邊坡優(yōu)化設(shè)計(jì)、邊坡穩(wěn)定坡的穩(wěn)定理論與技術(shù)、邊坡優(yōu)化設(shè)計(jì)、邊坡穩(wěn)定的自動(dòng)化監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)開發(fā)、邊坡破壞的防治的自動(dòng)化監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)開發(fā)、邊坡破壞的防治理論與技術(shù)。(8)計(jì)算機(jī)應(yīng)用與信息化技術(shù)：以采礦學(xué)、運(yùn)籌學(xué)計(jì)算機(jī)應(yīng)用與信息化技術(shù)：以采礦學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等為基礎(chǔ)，研究、系統(tǒng)工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等為基礎(chǔ)，研究與開發(fā)煤礦企業(yè)的信息化管理決策系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)與開發(fā)煤礦企業(yè)的信息化管理決策系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、煤礦開采的仿真與優(yōu)化。其中，涉及瓦斯、水、礦安全監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)。與環(huán)境的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。個(gè)國家。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，新主的現(xiàn)狀在短期內(nèi)不會(huì)改變。的問題。位。及民間咨詢機(jī)構(gòu)四部分組成。學(xué)等。露天采礦工藝科學(xué)中心。等領(lǐng)域，德國都處于世界領(lǐng)先水平。重要的礦業(yè)科研項(xiàng)目。運(yùn)輸和發(fā)電等。波蘭的一些大學(xué)也從事煤。方面具有很高的學(xué)術(shù)水平。②② 加拿大采礦技術(shù)實(shí)驗(yàn)室加拿大采礦技術(shù)實(shí)驗(yàn)室 (CMTL)。⑥⑥ 開普布雷煤炭研究實(shí)驗(yàn)室開普布雷煤炭研究實(shí)驗(yàn)室 (CBCRL)。學(xué)等在煤礦開采的學(xué)術(shù)研究方面具有很高水平。我國不僅是當(dāng)人類利用煤炭資源已有數(shù)千年歷史。公元前新石器時(shí)代，我國就出現(xiàn)了精煤制品飾物。從明朝到鴉片戰(zhàn)爭以前，當(dāng)技術(shù)都有了一定發(fā)展。術(shù)和管理的許多方面都處于世界領(lǐng)先地位。根據(jù)不同的礦山地質(zhì)及技術(shù)煤工藝兩項(xiàng)主要內(nèi)容。多的國家。的比重也有所差別。田采用露天開采方法。置是目前各國主攻的方向之一。我國于始于法國、東歐等國。方面，取得了重要研究成果。煤層中，均取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。二是難采厚煤層的安全高效開采。放煤的自動(dòng)控制技術(shù)等。不等。似，因此美國將這兩種方法通稱為房柱式采煤工藝。埋深的限制，同時(shí)對(duì)地表和生態(tài)環(huán)境破壞較大。該學(xué)露天礦開采、規(guī)劃、設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用。程控制，保障煤礦安全、經(jīng)濟(jì)地開采。煤礦開采引起的力學(xué)現(xiàn)象的理論。將巖體作為隨機(jī)介質(zhì)的可靠性研究等。了關(guān)鍵層理論。在放頂煤開采中的工作阻力問題入分析和確定。系統(tǒng)的研究，完善采場圍巖控制理論。采用電子儀器儀測、巷道松動(dòng)圈的超聲探測等。探測技術(shù)也開始用于礦山壓力監(jiān)測與研究。值模擬技術(shù)，其中三維數(shù)值模擬技術(shù)逐步成為主體。國內(nèi)仍然采為主。、數(shù)據(jù)采集和處理方面均有了長足進(jìn)步。其中通過人工支護(hù)物等實(shí)現(xiàn)對(duì)采場圍巖的控制。美國使用構(gòu)成了長壁法的綜合機(jī)械化采煤工藝。錨桿支護(hù)方法。的提升空間。隨著合理邊坡角是露天礦邊坡研究的核心問題。自從工藝與運(yùn)輸?shù)刃枰?。在測試數(shù)據(jù)處理和現(xiàn)場測試相結(jié)合的方法為主。邊坡的穩(wěn)定計(jì)算與面分布和相似模擬試驗(yàn)方法。有限元、邊法，在露天礦邊坡研究中有所應(yīng)用。邊坡工程的系統(tǒng)分析原理和非線性動(dòng)力泛應(yīng)用。論、流變學(xué)理論等有了一定發(fā)展。系統(tǒng)等。美國、澳大利亞由于煤層條件好錨桿支護(hù)技術(shù)。英國在架。我國近年來錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展迅速以錨桿為主。最大展了最大水平應(yīng)力理論、圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化理論。目前雖然體的峰值強(qiáng)度及殘余強(qiáng)度均能得到強(qiáng)化。在工的高強(qiáng)度錨桿和樹脂錨固劑。采用單體鉆機(jī)。域取得了大量研究成果。通過對(duì)沉陷現(xiàn)象的觀測分析，沉陷預(yù)測預(yù)報(bào)。技術(shù)，以強(qiáng)化建筑物自身結(jié)構(gòu)為核心的防護(hù)技術(shù)。積沉陷災(zāi)害的機(jī)理、條件與規(guī)律研究。它綜合應(yīng)用現(xiàn)綜采工作面液壓支架操作自動(dòng)化。液壓支架計(jì)劃。微處理機(jī)控制的液壓支架。到。系統(tǒng)。由于產(chǎn)品的等型號(hào)。應(yīng)用效果良好。目前，全世界每年因采煤向大氣排放的煤層氣達(dá)煤向大氣排放的煤層氣達(dá) 315～～ 540億億 m3，既是，既是能源的極大浪費(fèi)，又對(duì)全球環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。井下打長孔抽放瓦斯是常規(guī)技術(shù)，也是控制煤礦瓦斯事長孔抽放瓦斯是常規(guī)技術(shù)，也是控制煤礦瓦斯事故的有效措施。 20世紀(jì)世紀(jì) 80年代初，美國開始試驗(yàn)應(yīng)用常規(guī)油年代初，美國開始試驗(yàn)應(yīng)用常規(guī)油氣井氣井 (即地面鉆井即地面鉆井 )開采煤層氣，并獲得成功。澳大利亞的煤層氣資源主要分布在悉尼煤田和鮑澳大利亞的煤層氣資源主要分布在悉尼煤田和鮑恩煤田。英國的一些高瓦斯煤礦井下煤層氣抽放也有很長英國的一些高瓦斯煤礦井下煤層氣抽放也有很長歷史，但煤層氣開發(fā)重點(diǎn)也轉(zhuǎn)入地面開發(fā)。波蘭有 18座地下座地下煤礦擁有瓦斯抽放系統(tǒng)。俄羅斯和烏克蘭十分重視煤層氣資源的開發(fā)。目前我國的煤炭、石油、地礦系統(tǒng)等在前我國的煤炭、石油、地礦系統(tǒng)等在 20多個(gè)礦區(qū)多個(gè)礦區(qū)打了打了 80多口煤層氣勘探和生產(chǎn)試驗(yàn)井。我國目前礦區(qū)土地復(fù)墾率僅為墾率僅為 12％，每年因