煤矿开采技术研究

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1、我国煤矿开采技术及发展趋势分析摘要：我国是世界上煤炭产量最多的国家，煤炭开采历史悠久，我国煤炭开采技术先后经历了七个阶段：手镐采煤—风镐采煤—爆破采煤—普通机械化采煤—高档普通机械化采煤—综合机械化采煤—综合普通机械化放顶煤采煤。关键词：煤矿开采发展趋势采煤设备高产高效1、概述目前，地下开采仍是硬煤开采的主要方法。中国、前苏联、欧洲采用长壁采煤法，美国、澳大利亚、南非、印度等国则以短壁采煤法为主。长壁采煤法产量约占世界矿井总产量的70%。60年代以来，多数产煤国家的开采条件加速恶化，如德国矿井的平均开采深度从1960年的726M增加到19

2、95年的927M，最大达1443M，岩石温度高达43℃。几个国家矿井开采深度见表1-1。煤炭生产面临石油、天然气（高成本产为国还有廉价进口煤）的竞争，以及越来越严格的环境法规的制约，用户对煤炭质量提出了更高的要求。另一方面，以微电子技术和住处技术为核心的高新技术迅速渗透到煤炭工业。这两方面的因素促进了矿井采煤技术的革新。目前，采煤综合机械化已是成熟的技术；微处理器、计算机和专家系统的应用，以及岩层控制理论和技术的改善，进一步提高了作业安全性和生产效率。发达国家正应用自动化和机器人技术研究开发新一代井下采煤系统。2、地下开采发展趋向（1）扩

3、大规模经验表明，在一定开采条件下，加大开采强度是提高规模经济效的主要途径，而综采设备生产能力的提高，为扩大矿井规模创造了条件。目前，一套综采设备的最大小时生产能力已达3500t，日产量可保持在10000t以上。因此，许多新建矿井的年产能力达3-4Mt。长壁综采工作面的快速推进，促使采区长度不断加大，1996年美国平均达2570m，澳大利亚平均1874m，目前最大达6000m（中国）。工作面长度加大到200m以上，1996年美国平均251m，德国277m，最大达354m。这都促进了采煤方法的革新，如采用倾斜长壁、变向开采、旋转工采、无煤柱开

4、采等。（2）集中生产。矿井生产集中化是提高生产效率和效益的关键因素，主要途径是现有矿井合并改建，关闭不经济矿井，新建高产高效矿井。德国在1965-1995年期间，生产矿井数由107个减少到19个，每矿平均年产量从1.26Mt增至2.79Mt，井下平均效率由2.705t/工提高致电5.587t/工。集中生产的关键问题，是确保设备和系统的可靠性，以及各生产环节之间的协调。这需要解决一系列技术和管理问题。（3）简化生产系统。在采煤综合机械化的基础上，实行采掘合一，进一步简化开采工艺；厚煤层一次采全高取代分层开采；采用大功率胶带输送机实现全矿连续

5、运输，减少转载；采用单轨吊、卡轨车或无轨车辆把设备、材料直接运到工作面；简化巷道布置，一巷多用；采准巷道尽可能开在开采煤层中。3.采煤设备近10多年来，井下采煤设备和控制系统有很大进步，主要趋向是：（1）适应性。采煤机已能开采厚0.55~6.0m、倾角60°以下的各种煤层。模块式设计使制造厂可根据矿井特定地质条件提供专用产品，而且便于维修。（2）大型化。为提高生产能力和可靠性，所有采煤设备的体积、重量和功率都趋向大型化。目前，采煤机最大重量已达135t，自移支架达50t/架。美国久益公司的7LS7型新一代采煤机，总功率达2345kW，供电

6、电压3300V，采高3.2～6.2m。中国已制出厚煤层强力支架，如山西平阳重工机械有限责任公司生产的二柱掩护式液压支架，工作阻力达10000kN。支架成组（6~15架）电液控制已成为标准控制系统，移架时间达8s以下。可在顺槽内遥控的微处理器控制系统已用于生产。（3）高产工作面采区胶带输送机最大运输能力已达3500t/h，功率1400kW，带宽1.5~1.6m，带速3.5~4.7m/s，最大水平运距6000m（多点驱动），自动监控技术已达到很高水平。（4）遥控和自动化。英、德、美等国在井下作业的遥控和自动化方面进行了大量的研究工作，最终目标

7、是实现不经常有人的自动化采煤工作方面。目前，将井下传感器测得的数据传输到地面计算机网络的多功能井下环境监测系统，已推广应用。采煤机、自移支架、掘进机、胶带输送机等单台设备的遥控和自动化技术日趋成熟。整个工作面的遥控和自动化已取得明显进展，英国开发的天然放射性煤岩分界传感器已向国内外出售300多个。美国矿业局开发的全自动连续采煤机已初步试验成功。英国研究开发的自动长壁工作面系统正进行示范，每班只需1名控制人员和1名检查人员。自动化工作面的问世已经为期不远了。在设备工况和健康监测的基础上，已开发出以微处理器和微机为基础的矿井和选煤厂全过程监控

8、系统。英国的MINOS系统已成功地用于许多矿井。未来计算机化的矿井，可使人力比目前减少75%。4.综采工作面调查据美国《煤时代》调查，1996年12个主要产煤国家共有1759个综采工作面，这些