【正文】 了針對(duì)性的技術(shù)以及向綠色開(kāi)采的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞: 煤礦 采煤工藝 控制技術(shù) 機(jī)械化開(kāi)采 綠色開(kāi)采: 保水開(kāi)采 煤與瓦斯共采 充填開(kāi)采 煤炭地下氣化一、現(xiàn)階段開(kāi)采技術(shù)采煤方法和工藝開(kāi)發(fā)煤礦高效集約化生產(chǎn)技術(shù)、建設(shè)生產(chǎn)高度集中、高可靠性的高產(chǎn)高效礦井開(kāi)采技術(shù)以提高工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)集中化為核心,以提高效率和經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo),研究開(kāi)發(fā)各種條件下的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝,簡(jiǎn)單、高效、可靠的生產(chǎn)系統(tǒng)和開(kāi)采布臵,生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控與科學(xué)管理等相互配套的成套開(kāi)采技術(shù),發(fā)展各種礦井煤層條件下的采煤機(jī)械化,進(jìn)一步改進(jìn)工藝和裝備,提高應(yīng)用水平和擴(kuò)大應(yīng)用范圍,提高采煤機(jī)械化的程度和水平。 開(kāi)發(fā)“埋深淺、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效現(xiàn)代開(kāi)采成套技術(shù)”,主要解決以下技術(shù)難題。硬頂板控制技術(shù),研究埋深淺、地壓小的硬厚頂板控制技術(shù),主要通過(guò)巖層定向水力壓裂、傾斜深孔爆破等頂板快速處理技術(shù),使直接頂能隨采隨冒,提高頂煤回收率,且基本頂能按定步距垮落,既有利于頂煤破碎,又保證工作面的安全生產(chǎn)。硬厚頂煤控制技術(shù),研究開(kāi)發(fā)埋深淺、支承壓力小條件硬厚頂煤的快速處理技術(shù),包括高壓注水壓裂技術(shù)和頂煤深孔預(yù)爆破處理技術(shù),使頂煤體能隨采隨冒,提高其回收率。頂煤冒放性差、塊度大的綜放開(kāi)采成套設(shè)備配套技術(shù),研制既有利于頂煤破碎和頂板控制。又有利于放頂煤的新型液壓支架,合理確定后部臵輸送機(jī)能力。兩硬條件下放頂煤開(kāi)采快速推進(jìn)技術(shù),研究合適的綜放開(kāi)采回采工藝,優(yōu)化工序,縮短放煤時(shí)間,提高工作面的推進(jìn)度,實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。,通過(guò)寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,有利于綜采配套設(shè)備的大功率和重型化,有助于連續(xù)采煤機(jī)的應(yīng)用,促進(jìn)工作面的高產(chǎn)高效。 緩傾斜薄煤層長(zhǎng)壁開(kāi)采主要研究開(kāi)發(fā):體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤機(jī)、刨煤機(jī)。研制適合刨煤機(jī)綜采的液壓支架。研究開(kāi)發(fā)薄煤層工作面的總體配套技術(shù)和高效開(kāi)采技術(shù)。 緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長(zhǎng)壁采應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)完善支架結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度,加強(qiáng)防倒、防滑、防止頂梁焊縫開(kāi)裂和四連桿變、防止嚴(yán)重?fù)p壞千斤頂措施等的研究,提高可靠性,縮小其與中厚煤層(采高3m左右)產(chǎn)高效指標(biāo)的差距。 各種綜采高產(chǎn)高效綜采設(shè)備保障體系要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效,就要提高開(kāi)機(jī)率,對(duì)“支架—圍巖”系統(tǒng)、采掘運(yùn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。今后研究的重點(diǎn)是:通過(guò)電液控制閥組操縱支架和改善“支架?chē)鷰r”系統(tǒng)控制,進(jìn)一步完善液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護(hù)質(zhì)量信息的自動(dòng)采集系統(tǒng)。乳化液泵站及液壓系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)診斷。采煤機(jī)在線與離線相結(jié)合的 “油磨屑”監(jiān)測(cè)和溫度、電信號(hào)的監(jiān)測(cè)。帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)全面狀態(tài)監(jiān)控。深礦井開(kāi)采技術(shù)深礦井開(kāi)采的關(guān)鍵技術(shù)是:煤層開(kāi)采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風(fēng)、井巷布臵等。需要攻關(guān)研究的是:深井圍巖狀態(tài)和應(yīng)力場(chǎng)及分布狀態(tài)的特征。深井作業(yè)場(chǎng)所工作環(huán)境的變化。深井巷道(特別是軟巖巷道)快速掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)與裝備。深井沖擊地壓防治技術(shù)與監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)。深礦井高產(chǎn)高效開(kāi)采有關(guān)配套技術(shù)。深礦井開(kāi)采熱害治理技術(shù)與裝備?！叭隆辈擅杭夹g(shù)提高數(shù)值模擬計(jì)算和相似材料模擬等,深入研究開(kāi)采上覆巖層運(yùn)動(dòng)和地表沉陷規(guī)律,研究滿(mǎn)足地表、建筑物、地下水資源保護(hù)需要的合理開(kāi)采系統(tǒng)和優(yōu)化參數(shù),發(fā)展沉降控制理論和關(guān)鍵技術(shù),包括用地表廢料向垮落法工作面采空區(qū)充填的系統(tǒng)。研究與應(yīng)用各種充填技術(shù)和組合充填技術(shù),村莊房屋加固改造重建技術(shù),適于村莊保護(hù)的開(kāi)采技術(shù)。研究近水體開(kāi)采的開(kāi)采設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)優(yōu)化和裝備,提出煤炭開(kāi)采與煤礦城市和諧統(tǒng)一的開(kāi)采沉陷控制、開(kāi)采村莊下壓煤、土地復(fù)墾和礦井水資源優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)。優(yōu)化巷道布臵,減少矸石排放的開(kāi)采技術(shù)改進(jìn)、完善現(xiàn)有采煤方法和開(kāi)采布臵,以實(shí)現(xiàn)開(kāi)采效益最大化為目標(biāo),研究開(kāi)發(fā)煤礦地質(zhì)條件開(kāi)采巷道布臵及工藝技術(shù)評(píng)價(jià)體系專(zhuān)家系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)開(kāi)采方法、開(kāi)采布臵與煤層地質(zhì)條件的最優(yōu)匹配。、采場(chǎng)圍巖控制技術(shù) 進(jìn)一步完善采場(chǎng)圍巖控制理論以科學(xué)合理、優(yōu)化高效的巖層控制技術(shù)來(lái)保證開(kāi)采掘活動(dòng)的安全、高效、低成本為目標(biāo),深入總結(jié)我國(guó)幾十年的礦山壓力研究成果,以理論分析(解析法)、現(xiàn)代數(shù)學(xué)力學(xué)(統(tǒng)計(jì)分析預(yù)測(cè)、數(shù)值法)和實(shí)測(cè)法相結(jié)合運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù),深入研究各種煤層地質(zhì)及開(kāi)采條件。 研究堅(jiān)硬頂板與破碎頂板條件下應(yīng)用高技術(shù)低成本巖層控制技術(shù)目前,由于應(yīng)用高壓注水、深孔預(yù)裂爆破處理堅(jiān)硬頂板和應(yīng)用化學(xué)加固技術(shù)存在工藝復(fù)雜、成本高的問(wèn)題,因而需進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)新技術(shù)、新工藝、新材料來(lái)解決這些問(wèn)題。 放頂煤開(kāi)采巖層和支架—圍巖相互作用機(jī)理 研究放頂煤開(kāi)采力學(xué)模型、圍巖應(yīng)力、頂煤破碎機(jī)理、支架—頂煤—直接頂—基本頂相互作用關(guān)系。運(yùn)用離散元等方法研究頂煤放落規(guī)律,提出放頂煤優(yōu)化準(zhǔn)則和提高頂煤回收率的途徑。 支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)在總結(jié)緩傾斜中厚長(zhǎng)壁工作面開(kāi)展支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面,應(yīng)進(jìn)一步在堅(jiān)硬頂板、破碎頂板、急傾斜、放頂煤工作面開(kāi)展支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),同時(shí)應(yīng)不斷完善現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)技術(shù),發(fā)展智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng),改進(jìn)監(jiān)測(cè)儀表,使監(jiān)測(cè)儀表向直觀、輕便、小型化方向發(fā)展。 沖擊地壓的預(yù)測(cè)和防治通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬研究沖擊性礦壓顯現(xiàn)發(fā)生的機(jī)理。進(jìn)一步完善沖擊性礦壓顯現(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),發(fā)展遙控測(cè)量和預(yù)報(bào)技術(shù),完善沖擊性礦壓綜合防治措施的優(yōu)化選擇專(zhuān)家系統(tǒng)。 研究開(kāi)發(fā)新型的支護(hù)設(shè)備研究硬煤層、硬頂板放頂煤液壓支架,完善液壓支架性能和快速移架系統(tǒng),開(kāi)發(fā)耐炮崩、輕型化單體液壓支柱和厚煤層巷道錨索和可伸縮錨桿。、小煤礦技術(shù)改造和機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)實(shí)施國(guó)家關(guān)閉小煤礦,淘汰落后生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備,提高平均單井規(guī)模的技術(shù)政策,開(kāi)發(fā)小型煤礦機(jī)械化、半機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)和裝備,改進(jìn)小煤礦的采煤方法和開(kāi)采工藝,提高采煤工作面的單產(chǎn)和工效。提高小煤礦的頂?shù)装蹇刂萍夹g(shù)水平,最大限度地減少頂?shù)装迨鹿事?。二、針?duì)環(huán)境的影響所暢導(dǎo)的綠色開(kāi)采技術(shù)綠色開(kāi)采是煤炭開(kāi)采的發(fā)展方向,對(duì)提高煤炭采出率、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和實(shí)現(xiàn)煤礦可持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義。本文分析了綠色開(kāi)采技術(shù),總結(jié)了我國(guó)煤礦綠色開(kāi)采方法的發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)科學(xué)采礦具有一定的指導(dǎo)意義。煤炭開(kāi)采造成巖層移動(dòng)破壞,引起巖層中水與瓦斯的流動(dòng),導(dǎo)致煤礦瓦斯事故與井下突水事故。煤炭開(kāi)采引起巖層移動(dòng),進(jìn)而造成地表沉陷,導(dǎo)致農(nóng)田、建筑設(shè)施的損壞。煤炭開(kāi)采形成的大量堆積在地面的矸石,既占用良田,又造成環(huán)境污染。隨著我國(guó)礦井開(kāi)采深度的不斷增加,礦山壓力顯現(xiàn)及沖擊地壓等動(dòng)力災(zāi)害發(fā)生的頻次增加,強(qiáng)度增大,危及礦井的安全生產(chǎn)。上述問(wèn)題若得不到有效解決,在未來(lái)幾十年內(nèi),隨著能源總需求和煤炭產(chǎn)量的不斷增長(zhǎng),煤炭資源開(kāi)采所帶來(lái)的礦區(qū)安全和生態(tài)環(huán)境問(wèn)題將更為嚴(yán)重,人類(lèi)的生存和社會(huì)發(fā)展環(huán)境將受到嚴(yán)重威脅。根據(jù)我國(guó)的能源資源狀況,煤炭作為我國(guó)最重要的一次性能源,在未來(lái)20年內(nèi),其在能源構(gòu)成中的主體地位將不會(huì)改變。2020年我國(guó)煤炭消費(fèi)量將達(dá)到40億t。屆時(shí),煤炭產(chǎn)量很可能無(wú)法滿(mǎn)足工業(yè)需求。不能再單純地通過(guò)提高煤炭的產(chǎn)量緩解煤炭供應(yīng)的壓力,而應(yīng)該綜合考慮發(fā)展煤炭循環(huán)經(jīng)濟(jì),減少煤炭開(kāi)采對(duì)環(huán)境的破壞,而且也應(yīng)該把“發(fā)展煤炭循環(huán)經(jīng)濟(jì),實(shí)現(xiàn)煤炭綠色開(kāi)采”作為理念,大力發(fā)展綠色的采煤技術(shù)。煤炭綠色開(kāi)采體系煤礦綠色開(kāi)采以及相應(yīng)的綠色開(kāi)采技術(shù),在基本概念上是要從廣義資源的角度上來(lái)認(rèn)識(shí)和對(duì)待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各種資源?；境霭l(fā)點(diǎn)是防止或盡可能減輕開(kāi)采煤炭對(duì)環(huán)境和其他資源的不良影響。目標(biāo)是取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。根據(jù)煤礦中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等,綠色開(kāi)采主要包括以下內(nèi)容:水資源保護(hù)—“保水開(kāi)采”。瓦斯