【正文】 實現(xiàn)煤礦開采的綜合機械化、半自動技術開發(fā)。在環(huán)保問題日益突出的今天，礦霧等環(huán)境問題。改善作業(yè)條件、提高開采效益的有效途徑之一。我國煤礦開采綜合機械％。我國煤礦煤礦開采的根本出路在于機械化和自動化。近十年來，我國國有重點煤礦的百萬噸死發(fā)達國家。家經(jīng)濟建設提供煤炭能源及伴生資源。不會改變。研究煤炭地下氣化過程及實現(xiàn)氣化過程的試驗。國的重視，被譽為第二代采煤方法。改良與植物群落重建技術。耕地生產(chǎn)力等方面的影響機制。我國開始礦區(qū)土地復墾％以上。我國目前礦區(qū)土地復采煤破壞土地的數(shù)量最大。俄羅斯和烏克蘭十分重視煤層氣資源的煤層氣。勘探，以確定鉆井的最佳位置。展。目前，全世界每年因采。 1991年研制出了我國第一套液年研制出了我國第一套液壓支架電液控制系統(tǒng)壓支架電液控制系統(tǒng) BMJ1，后來又研制出了，后來又研制出了BMJII， DYZK1， DYZK2等型號。后又研發(fā)了 PMPM3和和 PM31系列系列 (1998年年 )。? 20世紀世紀 70年代中期，英國首先提出了研制電子控制年代中期，英國首先提出了研制電子控制液壓支架計劃。在未來發(fā)展與研究中，利用現(xiàn)代測繪技術中，利用現(xiàn)代測繪技術 (RS、 GPS、 DInSAR、GIS)，在沉陷監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理與分析、沉陷控制措，在沉陷監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理與分析、沉陷控制措施決策中的應用基礎研究；充分考慮地質采礦條件施決策中的應用基礎研究；充分考慮地質采礦條件、含水層失水固結的地表動態(tài)移動變形過程的預計、含水層失水固結的地表動態(tài)移動變形過程的預計理論和方法研究；地表非連續(xù)變形機理與預測預報理論和方法研究；地表非連續(xù)變形機理與預測預報技術研究；處于礦井環(huán)境中的各類煤柱長期穩(wěn)定性技術研究；處于礦井環(huán)境中的各類煤柱長期穩(wěn)定性設計理論和加固方法研究；礦山壓力、圍巖控制和設計理論和加固方法研究；礦山壓力、圍巖控制和地表沉陷統(tǒng)一模型的理論研究；廢棄礦井誘發(fā)大面地表沉陷統(tǒng)一模型的理論研究；廢棄礦井誘發(fā)大面積沉陷災害的機理、條件與規(guī)律研究。? (2)沉陷預測預報。錨桿鉆機方面，國外多采用掘錨聯(lián)合機組，其中以澳大利亞的技術較為先進，國內多機組，其中以澳大利亞的技術較為先進，國內多采用單體鉆機。我國學者在分析已有研究成果基礎上，提出了巷道錨桿支護圍巖強度強研究成果基礎上，提出了巷道錨桿支護圍巖強度強化理論，認為巷道錨桿支護的實質是錨桿和錨固區(qū)化理論，認為巷道錨桿支護的實質是錨桿和錨固區(qū)域的巖體相互作用而組成錨固體，形成統(tǒng)一的承載域的巖體相互作用而組成錨固體，形成統(tǒng)一的承載結構，錨桿支護可以提高錨固體的力學參數(shù)，錨固結構，錨桿支護可以提高錨固體的力學參數(shù)，錨固體的峰值強度及殘余強度均能得到強化。德國、法國、俄羅斯目前煤礦巷道支護中均以錨桿為主。? 近些年來，國內外都在大力發(fā)展和推廣錨桿支護近些年來，國內外都在大力發(fā)展和推廣錨桿支護理論與技術，尤其是煤巷、半煤巷、軟巖巷道的理論與技術，尤其是煤巷、半煤巷、軟巖巷道的錨桿支護技術。在滑坡預測預報方面，分形幾何理論、灰色系統(tǒng)理論、分岔與突變理，分形幾何理論、灰色系統(tǒng)理論、分岔與突變理論、流變學理論等有了一定發(fā)展。? 國內外有些學者已經(jīng)提出了一些三維極限平衡方國內外有些學者已經(jīng)提出了一些三維極限平衡方法，在露天礦邊坡研究中有所應用。邊坡巖體強度測定方面，目前仍以室內試驗和現(xiàn)場測試相結合的方法為主。露天礦邊坡穩(wěn)定問題是露天開采遇到的重要巖石力學問題，確定露天礦邊坡經(jīng)濟遇到的重要巖石力學問題，確定露天礦邊坡經(jīng)濟合理邊坡角是露天礦邊坡研究的核心問題。在柱式體系采煤法中，目前世界各國均發(fā)展錨桿支護方法。采場圍巖控制包含兩方面內容，一是利用礦山壓力規(guī)律，通過正確、合理的采，一是利用礦山壓力規(guī)律，通過正確、合理的采煤方法和工藝實現(xiàn)對采場的巖層控制，如刀柱法煤方法和工藝實現(xiàn)對采場的巖層控制，如刀柱法、充填法等；二是通過人工支護物，如各種支架、充填法等；二是通過人工支護物，如各種支架等實現(xiàn)對采場圍巖的控制。在模擬計算的軟件使用上，目前國內外仍以外仍以 ANSYS(有限元有限元 )、 FLAC2D、 FLAC3D(有限差有限差分分 )、 UDEC2D、 UDEC3D(離散元離散元 )為主。除傳統(tǒng)的鉆孔電視仍在使用外，便攜式的巖體內窺鏡等可視化巖體仍在使用外，便攜式的巖體內窺鏡等可視化巖體質量監(jiān)測儀器已在煤礦逐步推廣使用，三維地震質量監(jiān)測儀器已在煤礦逐步推廣使用，三維地震探測技術也開始用于礦山壓力監(jiān)測與研究。礦山壓力理論研究是煤礦開采中十分活躍的一個學術研究方向研究是煤礦開采中十分活躍的一個學術研究方向，今后還將針對不同的煤層條件和采煤方法進行，今后還將針對不同的煤層條件和采煤方法進行系統(tǒng)的研究，完善采場圍巖控制理論。 20世紀世紀 90年代中期，錢鳴高院士等又提出年代中期，錢鳴高院士等又提出了關鍵層理論。礦山壓力理論研究主要是指針對煤礦開采特點，利用彈性力學、材料力是指針對煤礦開采特點，利用彈性力學、材料力學、塑性力學、結構力學、損傷力學、巖石力學學、塑性力學、結構力學、損傷力學、巖石力學、能量理論、實驗理論以及非線性科學等，研究、能量理論、實驗理論以及非線性科學等，研究煤礦開采引起的力學現(xiàn)象的理論。? 運籌學、系統(tǒng)工程的理論和方法、計算機技術等在運籌學、系統(tǒng)工程的理論和方法、計算機技術等在露天礦開采、規(guī)劃、設計中得到了廣泛應用。前者也可稱為房式采煤法，后者也可稱為房柱式采煤法，由于二者的巷道布置基本相也可稱為房柱式采煤法，由于二者的巷道布置基本相似，因此美國將這兩種方法通稱為房柱式采煤工藝。? 國內正在基于彈塑性力學、損傷力學、散體力學國內正在基于彈塑性力學、損傷力學、散體力學、巖石力學、礦山壓力與控制理論、流體力學等、巖石力學、礦山壓力與控制理論、流體力學等深入系統(tǒng)地研究深入系統(tǒng)地研究 :? 放頂煤開采的礦山壓力規(guī)律與巖層控制原理放頂煤開采的礦山壓力規(guī)律與巖層控制原理? 頂煤破裂與垮落規(guī)律頂煤破裂與垮落規(guī)律? 散體頂煤流動與放出規(guī)律及提高采出率技術散體頂煤流動與放出規(guī)律及提高采出率技術? 瓦斯運移規(guī)律與抽放技術瓦斯運移規(guī)律與抽放技術? 火災與粉塵防治技術火災與粉塵防治技術? 研制新型放頂煤液壓支架研制新型放頂煤液壓支架? 放煤的自動控制技術等。? 我國已將這項技術用于頂板堅硬和煤層堅硬，高瓦斯我國已將這項技術用于頂板堅硬和煤層堅硬，高瓦斯且有突出危險、易燃、大傾角且有突出危險、易燃、大傾角 (煤層傾角煤層傾角 ≥25)等難采厚等難采厚煤層中，均取得了顯著的經(jīng)濟效益。放頂煤開采工藝是壁式體系采煤法中的一種，這種采煤方法最早于煤法中的一種，這種采煤方法最早于 20世紀世紀 40年代年代始于法國、東歐等國。? 除地下開采以外，對于埋深較淺、厚度較大的煤除地下開采以外，對于埋深較淺、厚度較大的煤田采用露天開采方法。我國煤層賦存條件復雜多樣，開采技術條件各異，因而促進了采煤件復雜多樣，開采技術條件各異，因而促進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。盡管當時都是手工作業(yè)的煤窯，但因其開采利用早盡管當時都是手工作業(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世紀以前，中國煤炭開采技世紀以前，中國煤炭開采技術和管理的許多方面都處于世界領先地位。在新石器時代，我國就出現(xiàn)了精煤制品飾物。諾丁漢大學、利茲大學等在煤礦開采的學術研究方面具有很高水平。 CANMET的的采礦研究所由以下六個研究室組成：采礦研究所由以下六個研究室組成：? ①① 加拿大易爆氣體實驗室加拿大易爆氣體實驗室 (CEAL)。? 5．波蘭．波蘭? 波蘭從事煤炭科研的主要機構有：采礦研究總院波蘭從事煤炭科研的主要機構有：采礦研究總院 (GIG)、考瑪格采礦機械化中心、考瑪格采礦機械化中心 (KOMAG)和艾瑪格采礦電氣和艾瑪格采礦電氣化與自動化中心化與自動化中心 (EMAG)。這些大學除培養(yǎng)采礦專門人才外，還承擔重要的礦業(yè)科研項目。? 現(xiàn)在俄聯(lián)邦批準在原現(xiàn)在俄聯(lián)邦批準在原 24個部級院所的基礎上成立個部級院所的基礎上成立 5個個煤炭科學中心：煤炭科學中心：? ①① 國家礦業(yè)科學中心；國家礦業(yè)科學中心；? ②② 地質力學和礦山測量科學中心；地質力學和礦山測量科學中心；? ③③ 俄羅斯煤炭工業(yè)安全科學中心；俄羅斯煤炭工業(yè)安全科學中心；? ④④ 庫茲巴斯采礦工藝科學中心；庫茲巴斯采礦工藝科學中心；? ⑤⑤ 露天采礦工藝科學中心。 國外重要的煤礦開采學術研究機構? 1．美國．美國? 美國的煤炭科研工作主要由政府機構、企業(yè)研究與發(fā)美國的煤炭科研工作主要由政府機構、企業(yè)研究與發(fā)展機構、大學展機構、大學 (學院學院 )及民間咨詢機構四部分組成。? 顯然，經(jīng)濟的發(fā)展對能源的需求量將越來越大，因此顯然，經(jīng)濟的發(fā)展對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。? 煤炭是世界上儲量最多、分布最廣的常規(guī)能源資煤炭是世界上儲量最多、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個國家。? (10)煤礦安全監(jiān)測與預警：綜合運用煤礦安全工煤礦安全監(jiān)測與預警：綜合運用煤礦安全工程與監(jiān)測原理、電子技術、信息傳輸與處理技術程與監(jiān)測原理、電子技術、信息傳輸與處理技術、計算機技術等開發(fā)研制新型、準確、高效的煤、計算機技術等開發(fā)研制新型、準確、高效的煤礦安全監(jiān)測與預警系統(tǒng)。等多學科的交叉研究。資源回收率的開采方法、工藝和技術。它涉及：工程技術。世界其他國家地下開采的產(chǎn)量比％以上。世界其他國家地下開采的產(chǎn)量比例有很大差異。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? 機電設備機電設備? 自動化與通信技術自動化與通信技術? 開采的安全技術開采的安全技術? 瓦斯等伴生資源開采瓦斯等伴生資源開采? 地面沉陷保護地面沉陷保護? 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)境保護與重建礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護與重建? 系統(tǒng)工程與信息化技術等多個學科領域。? (2)礦山壓力與圍巖控制：以工程地質學、巖石力礦山壓力與圍巖控制：以工程地質學、巖石力學、結構力學、斷裂力學、彈性力學、塑性力學學、結構力學、斷裂力學、彈性力學、塑性力學、材料力學以及非線性科學等為基礎，系統(tǒng)研究、材料力學以及非線性科學等為基礎，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，以及研制開發(fā)相應監(jiān)測，圍巖控制理論與技術，以及研制開發(fā)相應監(jiān)測儀器儀表與圍巖控制設備和產(chǎn)品，研究采場與井儀器儀表與圍巖控制設備和產(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害的發(fā)生機理、規(guī)律與防治理論和技術。? (6)露天礦邊坡與排土場穩(wěn)定：以工程地質學、水露天礦邊坡與排土場穩(wěn)定：以工程地質學、水文地質學、巖石力學、散體力學、露天開采學、文地質學、巖石力學、散體力學、露天開采學、環(huán)境科學等為基礎，研究露天礦采場與排土場邊環(huán)境科學等為基礎，研究露天礦采場與排土場邊坡的穩(wěn)定理論與技術、邊坡優(yōu)化設計、邊坡穩(wěn)定坡的穩(wěn)定理論與技術、邊坡優(yōu)化設計、邊坡穩(wěn)定的自動化監(jiān)測與預警系統(tǒng)開發(fā)、邊坡破壞的防治的自動化監(jiān)測與預警系統(tǒng)開發(fā)、邊坡破壞的防治理論與技術。其中，涉及瓦斯、水、礦安全監(jiān)測與預警系統(tǒng)。個國家。的問題。及民間咨詢機構四部分組成。露天采礦工藝科學中心。重要的礦業(yè)科研項目。波蘭的一些大學也從事煤。? ②② 加拿大采礦技術實驗室加拿大采礦技術實驗室 (CMTL)。學等在煤礦開采的學術研究方面具有很高水平。公元前新石器時代，我國就出現(xiàn)了精煤制品飾物。術和管理的許多方面都處于世界領先地位。多的國家。田采用露天開采方法。我國于始于法國、東歐等國。煤層中，均取得了顯著的經(jīng)濟效益。放煤的自動控制技術等。似，因此美國將這兩種方法通稱為房柱式采煤工藝。該學露天礦開采、規(guī)劃、設計中得到了廣泛應用。煤礦開采引起的力學現(xiàn)象的理論。了關鍵層理論。系統(tǒng)的研究，完善采場圍巖控制理論。探測技術也開始用于礦山壓力監(jiān)測與研究。國內仍然采為主。其中通過人工支護物等實現(xiàn)對采場圍巖的控制。錨桿支護方法。隨著合理邊坡角是露天礦邊坡研究的核心問題。在測試數(shù)據(jù)處理和現(xiàn)場測試相結合的方法為主。有限元、邊法，在露天礦邊坡研究中有所應用。論、流變學理論等有了一定發(fā)展。美國、澳大利亞由于煤層條件好錨桿支護技術。我國近年來錨桿支護技術發(fā)展迅速以錨桿為主。目前雖然體的峰值強度及殘余強度均能得到強化。采用單體鉆機。通過對沉陷現(xiàn)象的觀測分析，沉陷預測預報。積沉陷災害的機理、條件與規(guī)律研究。液壓支架計劃。到。由于產(chǎn)品的等型號。目前，全世界每年因采煤向大氣排放的煤層氣達煤向大氣排放的煤層氣達 315～～ 540億億 m3，既是，既是能源的極大浪費，又對全球環(huán)境造成嚴重破壞。 20世紀世紀 80年代初，美國開始試驗應用常規(guī)油年代初，美國開始試驗應用常規(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。? 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)重點也轉入地面開發(fā)。俄羅斯和烏克蘭十分重視煤層氣資源的開發(fā)。我國目前礦區(qū)土地復墾率僅為墾率僅為 12％，每年因采礦破壞的土地仍以％，每年因采礦破壞的土地仍以 萬～萬～ hm2的速度遞增。我國開始礦區(qū)土地復墾與生態(tài)重建工作僅與生態(tài)重建工作僅 10多年時間。? (2)綠色開采及礦區(qū)環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展的對策綠色開采及礦區(qū)環(huán)境