矿井“掘、采、治”开采技术新体系

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1、矿井“掘、采、治”开采技术新体系的研究中国矿业大学汪理全教授主要内容1《采矿学》内容体系的嬗变2《采矿学》内容新体系3结论1《采矿学》内容体系的嬗变采矿的对象是矿床。矿床可分为金属矿床，非金属矿床及可燃矿物。金属矿床可分为铁金属、贱金属、贵金属及放射性金属。非金属矿床为工业矿物，如石灰石、大理石、石棉、花岗岩等。可燃矿物有煤、石油、天然气、油页岩、天然气水合物（可燃冰）等。历来，上述三类矿床的开采均称为采矿。1《采矿学》内容体系的嬗变长期的采矿生产实践逐渐形成了煤炭开采、石油和天然气开采、金属矿开采，建材开采等传统产业。随着科学技术的发展，行业间的生产技术水平及发展水平差异愈来愈大。由此

2、，采矿名词的含义也发生了变化。例如，煤炭开采历史悠久，以开采层状矿床——煤层为特征。有时也称采矿，但常称为采煤，并从1936年就分离出来，建立了采矿工程学科。煤、金属及非金属固体床开采在开采技术、方法和装备上大同小异，均称为采矿。但习惯上说采矿往往仅指金属和非金属固体矿床开采，且多以开采脉状矿床为特征。至于石油及天然气的开采，在开采技术及装备上完全不同于固体矿床的开采，并从20世纪40年代就分离出去，称为采石油和天然气。1《采矿学》内容体系的嬗变当前，国务院学位委员会对学科作了统一划分，即矿业工程学科（一级）包括三个二级学科——采矿工程、矿物加工工程、安全及技术工程；石油及天然气工程学科

3、（一级），包括三个二级学科——石油开发、油气贮运、油气井。1《采矿学》内容体系的嬗变采煤学是研究煤炭开采技术及其内部规律性的科学。煤炭开采的地质条件各异、采矿系统的随机性和多变性，以及作业环境的特殊性，使煤炭开采技术及采煤学科体系至今仍在发展之中，且具有与时俱进的特点。采煤方法的不断创新是采煤学科发展的永恒主题。合理的采煤方法是搞好煤矿工作面生产及矿井生产的关键。采煤方法的发展将带动煤矿开采各环节的变革。1《采矿学》内容体系的嬗变例如，1954年，英国创建了长壁工作面综合机械化采煤工艺，掀起了世界煤炭工业第一次技术革命，促进了煤炭科学技术的发展。20世纪80年代，采煤技术与高新技术相结合

4、，研制和使用了大功率、高强度、高可靠性机电一体化综采设备及监控技术，改进了采煤工艺，促使采煤方法向高产高效、安全及高可靠性方向发展，生产效率大幅度提高。被称之为煤炭工业的第二次技术革命。因此，采煤学课程内容体系嬗变的关键是采煤方法。1《采矿学》内容体系的嬗变1.1《采煤学》传统内容体系之一该课程内容体系是将矿井开采分为采煤方法和矿井开拓两大部分。走向长壁采煤法的定义为：“采煤方法包括两项内容：采煤系统和回采工艺。采煤系统，是指采区巷道的布置方式、掘进及回采工作的顺序安排，以及采区的通风、运输系统。回采工艺，是指在回采工作面所进行的落煤、装煤、运煤、支护和采空区处理等工作，以及它们的安排和

5、配合方式”。1《采矿学》内容体系的嬗变1.1《采煤学》传统内容体系之一倾斜长壁采煤法定义为：“在一个区（分）段范围内，回采工作面沿走向线布置。其推进方向可以沿倾斜向上或沿倾斜向下。与回采的同时，沿走向每隔一定距离维护或开掘一条或两条上山，供回采时运煤或通风用。回采工艺过程与走向长壁式相同”。该内容体系的关键问题是将采煤方法既定义在采区，又定义在区段范围内。1《采矿学》内容体系的嬗变1.2《采煤学》传统内容体系之二该课程内容体系是将矿井开采分为:采煤方法、准备方式和矿井开拓。走向长壁采煤方法定义为：采煤系统和采煤工艺的综合及其在时间和空间上的相互配合。采煤工艺是采煤工作面内按照一定顺序完成

6、各项工序的方法及其配合。而采煤系统——回采巷道的掘进时间一般是超前回采工作进行的。它们之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置，称为回采巷道布置系统，即采煤系统。1《采矿学》内容体系的嬗变1.2《采煤学》传统内容体系之二倾斜长壁采煤法定义为：将井田或阶段划分为分带，在分带内布置回采巷道（分带斜巷、开切眼）。回采工作面呈水平布置，沿倾斜推进，两侧的回采巷道是倾斜的，并通过联络巷直接与大巷相联。回采工作面向上推进称仰斜长壁；向下推进称为俯斜长壁。由上可知，该内容体系的关键问题是将采煤方法定义在区段（或分带）范围内。1《采矿学》内容体系的嬗变1.3《采煤学》传统内容体系存在的问题及其分析（1）

7、采煤方法定义域不确切采煤学课程传统内容体系之一是将采煤方法既定义在采区，又定义在区段。这就导致煤炭生产中将准备巷道与回采巷道混为一谈，不能准确计算矿井的“三量”（开拓、准备及回采煤量），这不利于生产接替及管理。1《采矿学》内容体系的嬗变1.3《采煤学》传统内容体系存在的问题及其分析（2）采煤方法定义域的通用性问题传统的内容体系不能说明壁式体系所属采煤方法的科学内容。例如，走向长壁与倾斜长壁采煤法同属壁式体系采煤法。但走向长壁采煤法的