【正文】 用于冶煉，當(dāng)時(shí)已經(jīng)積累了一些找煤和采煤的基本知識(shí)，出現(xiàn)了一定規(guī)模的礦井和采煤技術(shù)。我國(guó)不僅是當(dāng)今世界上煤炭產(chǎn)量最多的國(guó)家，也是世界最早開(kāi)采、利用煤炭的國(guó)家，有著悠久的煤炭開(kāi)采歷史。 近年來(lái)在煤炭開(kāi)采方面的主要研究目標(biāo)是保持英國(guó)開(kāi)采技術(shù)的領(lǐng)先水平，鼓勵(lì)采礦設(shè)備出口；研究就地轉(zhuǎn)化和非常規(guī)開(kāi)采技術(shù)，如遙控采煤和海下采煤；完善井下環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，改善煤礦健康和安全狀況。 7．英國(guó) 英國(guó)煤炭科研由英國(guó)貿(mào)工部直接管理，具體工作則委托給英國(guó)能源技術(shù)中心 (EISU)。 ⑤互勒多礦山實(shí)驗(yàn)室 (VDML)。 ③埃利奧特湖實(shí)驗(yàn)室 (ELL)。 CANMET的采礦研究所由以下六個(gè)研究室組成： ①加拿大易爆氣體實(shí)驗(yàn)室 (CEAL)。 波蘭在“三下 ”開(kāi)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 (KOMAG)和艾瑪格采礦電氣化與自動(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(kāi)采、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和發(fā)電等。這些大學(xué)除培養(yǎng)采礦專(zhuān)門(mén)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)輸和選煤等領(lǐng)域，德國(guó)都處于世界領(lǐng)先水平。 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 5個(gè)煤炭科學(xué)中心： ①?lài)?guó)家礦業(yè)科學(xué)中心； ②地質(zhì)力學(xué)和礦山測(cè)量科學(xué)中心； ③俄羅斯煤炭工業(yè)安全科學(xué)中心； ④庫(kù)茲巴斯采礦工藝科學(xué)中心； ⑤露天采礦工藝科學(xué)中心。 國(guó)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（ FEI），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(guó)外重要的煤礦開(kāi)采學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu) 1．美國(guó) 美國(guó)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) (學(xué)院 )及民間咨詢(xún)機(jī)構(gòu)四部分組成。 煤炭開(kāi)采是提供煤炭能源的根本方法，我國(guó)的煤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?jī)H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(lái)越大，因此，研究煤炭的高效、安全、高采出率開(kāi)采是十分重要的問(wèn)題。 我國(guó)能源資源賦存現(xiàn)狀決定了我國(guó)能源開(kāi)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)能源資源，其中 90％集中在蘇聯(lián)、美國(guó)、中國(guó)、澳大利亞、德國(guó)、印度、南非、波蘭、英國(guó)和加拿大等10個(gè)國(guó)家。 (11)與環(huán)境協(xié)調(diào)的開(kāi)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)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)境協(xié)調(diào)的開(kāi)采理論與技術(shù)體系，保障煤炭資源開(kāi)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(cè)與預(yù)警：綜合運(yùn)用煤礦安全工程與監(jiān)測(cè)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(kāi)發(fā)研制新型、準(zhǔn)確、高效的煤礦安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)。 (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)、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(kāi)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(kāi)采的仿真與優(yōu)化。 (6)露天礦邊坡與排土場(chǎng)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(kāi)采學(xué)、環(huán)境科學(xué)等為基礎(chǔ)，研究露天礦采場(chǎng)與排土場(chǎng)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)定的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、邊坡破壞的防治理論與技術(shù)。 (4)深部開(kāi)采：針對(duì)礦井開(kāi)采水平逐年延伸，深部開(kāi)采問(wèn)題逐漸嚴(yán)重的情況，研究深部礦井與高應(yīng)力開(kāi)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(kāi)采條件下，采場(chǎng)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(chǎng)與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)。 (2)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)、材料力學(xué)以及非線(xiàn)性科學(xué)等為基礎(chǔ)，系統(tǒng)研究不同開(kāi)采方法的采場(chǎng)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(kāi)發(fā)相應(yīng)監(jiān)測(cè)儀器儀表與圍巖控制設(shè)備和產(chǎn)品，研究采場(chǎng)與井巷頂板礦壓顯現(xiàn)規(guī)律、沖擊礦壓、頂板大面積來(lái)壓等災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理、規(guī)律與防治理論和技術(shù)。目前已形成了許多研究方向。它涉及： 采煤方法 礦山壓力與圍巖控制 機(jī)電設(shè)備 自動(dòng)化與通信技術(shù) 開(kāi)采的安全技術(shù) 瓦斯等伴生資源開(kāi)采 地面沉陷保護(hù) 露天開(kāi)采與邊坡穩(wěn)定 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。 煤礦開(kāi)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(kāi)采復(fù)雜多變的客觀條件，掌握和利用煤礦開(kāi)采的基本規(guī)律，系統(tǒng)地研究和開(kāi)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(kāi)采的科學(xué)理論與工程技術(shù)。世界其他國(guó)家地下開(kāi)采的產(chǎn)量比例有很大差異。第 1講 煤礦開(kāi)采簡(jiǎn)介 、現(xiàn)狀與趨勢(shì) 學(xué)科定義與研究對(duì)象 煤礦開(kāi)采 (coal mining)是指綜合運(yùn)用煤礦開(kāi)采學(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)。根據(jù)煤炭資源賦存情況，煤礦開(kāi)采分為地下開(kāi)采和露天開(kāi)采，其中地下開(kāi)采在我國(guó)占統(tǒng)治地位，其煤炭產(chǎn)量占總產(chǎn)量的 95％以上。 煤礦開(kāi)采的研究對(duì)象為安全、高效、高資源回收率地開(kāi)采煤炭資源以及伴生的其他礦物資源等。 、基礎(chǔ)與相鄰學(xué)科關(guān)系 煤礦開(kāi)采是一門(mén)綜合性的科學(xué)與面向生產(chǎn)實(shí)際的工程技術(shù)。 它的學(xué)科基礎(chǔ)包括 : 等多個(gè)學(xué)科門(mén)類(lèi)。 固體力學(xué) 地質(zhì)力學(xué) 煤田地質(zhì)學(xué) 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)學(xué) 巖石力學(xué) 流體力學(xué) 空氣動(dòng)力學(xué) 機(jī)電工程 系統(tǒng)科學(xué)與工程 電子科學(xué)與技術(shù) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 通信技術(shù) 環(huán)境保護(hù) 材料科學(xué)與工程 安全技術(shù)與工程 人工智能 (1)開(kāi)采方法：綜合運(yùn)用采煤學(xué)、礦山壓力與控制、礦井地質(zhì)、機(jī)電設(shè)備與配套、安全工程、系統(tǒng)工程、流體力學(xué)、管理科學(xué)與工程等理論與技術(shù)，研究煤炭及瓦斯等伴生資源的高效、安全、高資源回收率的開(kāi)采方法、工藝和技術(shù)。 (3)“三下”開(kāi)采與地面保護(hù)：綜合運(yùn)用巖石力學(xué)、礦山壓力與控制、采煤學(xué)等理論與技術(shù)，研究水體、建筑物、鐵路等下部煤炭開(kāi)采技術(shù)、減少甚至消除地面沉降的理論與技術(shù)以及地面建筑物、農(nóng)田、水系等的保護(hù)技術(shù)。 (5)露天開(kāi)采：以運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)與工程、露天開(kāi)采學(xué)等為基礎(chǔ)，研究?jī)?nèi)容涉及穿孔、采裝、運(yùn)輸、排卸等設(shè)備，露天礦開(kāi)采工藝與生產(chǎn)組織、自動(dòng)化調(diào)度系統(tǒng)、生產(chǎn)計(jì)劃與過(guò)程的優(yōu)化、設(shè)計(jì)原理與計(jì)算機(jī)化、生產(chǎn)爆破技術(shù)，以及開(kāi)拓運(yùn)輸系統(tǒng)和采裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化等的研究與開(kāi)發(fā)，已經(jīng)形成了機(jī)械化、自動(dòng)化、電子化、計(jì)算機(jī)化等多學(xué)科的交叉研究。 (7)自動(dòng)化與通信技術(shù)：以采礦學(xué)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)、信息化技術(shù)、機(jī)電工程、電子技術(shù)等為基礎(chǔ)，研究與開(kāi)發(fā)煤礦自動(dòng)化開(kāi)采、自動(dòng)提升與運(yùn)輸、巷道自動(dòng)化掘進(jìn)與支護(hù)、開(kāi)采過(guò)程自動(dòng)控制等技術(shù)。 (9)安全理論與技術(shù)：研究瓦斯爆炸機(jī)理，采前與采動(dòng)過(guò)程中瓦斯運(yùn)移規(guī)律、安全開(kāi)采的瓦斯防治理論與技術(shù)，礦井火災(zāi)發(fā)生機(jī)理與防治理論技術(shù)，礦井粉塵防治技術(shù)，礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化。其中，涉及瓦斯、水、火、粉塵、頂板、沖擊地壓等的監(jiān)測(cè)與預(yù)警。 目前，煤炭提供世界一次能源的 27％和世界發(fā)電量的 45％，煤炭的衍生物生產(chǎn) 25000多種消費(fèi)品，在世界經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。 我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)一直以煤炭作為主要能源，并且煤炭在我國(guó)一次能源中的主導(dǎo)地位在短期內(nèi)不會(huì)改變。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，新能源和可再生能源會(huì)有一定增長(zhǎng)，但在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)還是不可能取代化石能源。 煤炭開(kāi)采在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有極其重要的戰(zhàn)略地位，也是我國(guó)一次能源的基礎(chǔ)。 因此，研究和解決煤