張洪亮

（哈爾濱金上京科技投資有限公司，黑龍江 哈爾濱150300）

在當今科技經(jīng)濟發(fā)展的新形勢下，煤炭開采技術的研究必須面向國內(nèi)、國外兩個市場、面向經(jīng)濟建設主戰(zhàn)場，立足于煤炭開采技術的前沿，立足于中國煤炭發(fā)展戰(zhàn)略所必要的技術儲備，立足于煤炭工業(yè)中長期發(fā)展戰(zhàn)略所必須的關鍵技術的攻關，立足于煤炭工業(yè)工程實際問題的解決，重點從事中長期研究開發(fā)和技術儲備，跟蹤產(chǎn)業(yè)科技前沿，開發(fā)有自主知識產(chǎn)權的以煤礦開采技術及配套裝備為主導的核心技術，占領技術制高點。

1 深礦井開采技術

深礦井開采的關鍵技術是：煤層開采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風、井巷布置等；需要攻關研究的是：深井圍巖狀態(tài)和應力場及分布狀態(tài)的特征；深井作業(yè)場所工作環(huán)境的變化；深井巷道(特別是軟巖巷道)快速掘進與支護技術與裝備；深井沖擊地壓防治技術與監(jiān)測監(jiān)控技術；深礦井高產(chǎn)高效開采有關配套技術；深礦井開采熱害治理技術與裝備。

2 “三下”采煤技術

提高數(shù)值模擬計算和相似材料模擬等，深入研究開采上覆巖層運動和地表沉陷規(guī)律，研究滿足地表、建筑物、地下水資源保護需要的合理的開采系統(tǒng)和優(yōu)化參數(shù)，發(fā)展沉降控制理論和關鍵技術，包括用地表廢料向垮落法工作面采空區(qū)充填的系統(tǒng)；研究與應用各種充填技術和組合充填技術，村莊房屋加固改造重建技術，適于村莊保護的開采技術；研究近水體開采的開采設計、工藝參數(shù)優(yōu)化和裝備，提出煤炭開采與煤礦城市和諧統(tǒng)一的開采沉陷控制、開采村莊下壓煤、土地復墾和礦井水資源化等關鍵技術。

3 優(yōu)化巷道布置，減少矸石排放的開采技術

改進、完善現(xiàn)有采煤方法和開采布置，以實現(xiàn)開采效益最大化為目標，研究開發(fā)煤礦地質(zhì)條件開采巷道布置及工藝技術評價體系專家系統(tǒng)，實現(xiàn)開采方法、開采布置與煤層地質(zhì)條件的最優(yōu)匹配。

總結推廣神華集團大柳塔礦、潞安漳村礦實行全煤巷布置單一煤層開采，矸石基本不運出地面，生產(chǎn)系統(tǒng)大大簡化，分別實現(xiàn)無軌膠輪、單軌吊輔助運輸一條龍，從井口直達工作面，同時實現(xiàn)了綜采與綜掘同步發(fā)展，生產(chǎn)效率大幅提高的經(jīng)驗的同時，重點研究高產(chǎn)高效礦井開拓部署與巷道布置系統(tǒng)的優(yōu)化，簡化巷道布置，優(yōu)化采區(qū)及工作面參數(shù)，研究單一煤層集中開拓，集中準備、集中回采的關鍵技術，大幅度降低巖巷掘進率，多開煤巷，減少出矸率；研究矸石在井下直接處理、作為充填材料的技術，既是減少污染的一項有力措施，又簡化了生產(chǎn)系統(tǒng)，有利于高產(chǎn)高效集中化開采，應加緊研究。

4 采場圍巖控制技術

進一步完善采場圍巖控制理論。以科學合理、優(yōu)化高效的巖層控制技術來保證開采活動的安全、高效、低成本為目標，深入總結我國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)學力學(統(tǒng)計分析預測、數(shù)值法)和實測法相結合運用先進的計算機技術，深入研究各種煤層地質(zhì)及開采條件，如急傾斜、大采高、大采深采場礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律及圍巖破壞與平衡機理，不斷完善采場圍巖控制技術。

研究堅硬頂板與破碎頂板條件下應用高技術低成本巖層控制技術。目前，由于應用高壓注水、深孔預裂爆破處理堅硬頂板和應用化學加固技術存在工藝復雜、成本高的問題，因而需進一步研究開發(fā)新技術、新工藝、新材料來解決這些問題。

放頂煤開采巖層和支架-圍巖相互作用機理。研究放頂煤開采力學模型、圍巖應力、頂煤破碎機理、支架-頂煤-直接頂-基本頂相互作用關系；運用離散元等方法研究頂煤放落規(guī)律，提出放煤優(yōu)化準則和提高頂煤回收率的途徑。

支護質(zhì)量與頂板動態(tài)監(jiān)測技術。在總結緩傾斜中厚長壁工作面開展支護質(zhì)量與頂板動態(tài)監(jiān)測方面，應進一步在堅硬頂板、破碎頂板、急傾斜、放頂煤工作面開展支護質(zhì)量與頂板動態(tài)監(jiān)測，同時應不斷完善現(xiàn)有的監(jiān)測技術，發(fā)展智能化監(jiān)測系統(tǒng)，改進監(jiān)測儀表，使監(jiān)測儀表向直觀、輕便、小型化方向發(fā)展。

沖擊地壓的預測和防治。通過計算機模擬研究沖擊性礦壓顯現(xiàn)發(fā)生的機理；進一步完善沖擊性礦壓顯現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)，發(fā)展遙控測量和預報技術，完善沖擊性礦壓綜合防治措施的優(yōu)化選擇專家系統(tǒng)。

研究開發(fā)新型的支護設備。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。

5 小煤礦技術改造和機械化開采技術

實施國家關閉小煤礦，淘汰落后生產(chǎn)技術和生產(chǎn)設備，提高平均單井規(guī)模的技術政策，開發(fā)小型煤礦機械化、半機械化開采技術和裝備，改進小煤礦的采煤方法和開采工藝，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水平，最大限度地減少頂?shù)装迨鹿事省?/p>

6 煤炭地下氣化技術

煤炭地下氣化技術是將處于地下的煤炭進行有控制的燃燒，通過對煤的熱化學作用而產(chǎn)生可燃氣體的過程。煤炭地下氣化技術屬于一種特殊的采煤方法，它屬國際首創(chuàng)。煤炭地下氣化技術具有投資少、工期短、見效快、用人少、效率高、成本低、效益好等優(yōu)點，尤其適合我國煤礦地質(zhì)條件復雜、劣質(zhì)煤比例高、“三下”壓煤嚴重的具體國情，具有廣闊的推廣應用前景。應繼續(xù)研究完善“長通道、大斷面、兩階段”和“礦井式氣化”兩種典型煤炭地下氣化工藝，進行較大規(guī)模的地下氣化試驗研究，摸索實現(xiàn)“兩個控制、三個穩(wěn)定”的技術途徑，并實現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)探索應用的途徑。

[1]魏同，張先塵，王玉浚.中國煤炭開發(fā)戰(zhàn)略研究.山西科學技術出版社，1999.

[2]錢鳴高，何富連，李全生等.綜采工作面礦壓顯現(xiàn)與支護質(zhì)量監(jiān)控.中國煤炭學報，199 5(7)：48～51.

[3]中國煤炭產(chǎn)業(yè)國際化發(fā)展戰(zhàn)略研討報告.中國經(jīng)濟導報社，北京中經(jīng)通投資咨詢有限責任公司.