周元軍

[摘要]在我國經(jīng)濟(jì)和社會的飛速發(fā)展的大背景下，煤炭開采技術(shù)的研究必須面向來自于各方面的市場。因此，要研究煤炭開采技術(shù)，就需要立足于開采技術(shù)的最前沿，立足于中國煤炭開采的發(fā)展戰(zhàn)略，立足于煤炭技術(shù)開采的主要關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用上，立足于先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)和開發(fā)上來，重點(diǎn)研究產(chǎn)業(yè)技術(shù)、自主知識產(chǎn)權(quán)的開發(fā)應(yīng)用，在煤炭技術(shù)開采技術(shù)的配套裝備上，建立核心的技術(shù)，第一時(shí)間搶占技術(shù)的制高點(diǎn)。因此本文主要針對煤炭開采技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行了探討，從深礦井開采技術(shù)、“三下”采煤技術(shù)、綠色開采技術(shù)等方面的發(fā)展方向進(jìn)行了分析研究。

[關(guān)鍵詞]煤礦開采；開采技術(shù)；發(fā)展方向；綠色開采

煤炭開采技術(shù)的方法和工藝一直是采礦學(xué)研究的主題，它的發(fā)展能夠極大地帶動(dòng)煤炭開采的各個(gè)環(huán)節(jié)，現(xiàn)代煤炭開采技術(shù)的發(fā)展方向是高產(chǎn)、高效率、高安全性和高可靠性，要將這“四高”付諸于實(shí)際當(dāng)中就需要使煤礦開采技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)有機(jī)結(jié)合，研究出能夠?qū)崿F(xiàn)上述要求的開采技術(shù)設(shè)備和生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)一步的改進(jìn)煤礦開采技術(shù)。如今，我國的煤炭開采技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，煤礦開采的各項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在不斷的擴(kuò)大創(chuàng)新，國內(nèi)各大院校的煤炭專業(yè)的理論研究成果在深度和廣度上都在不斷的提高，且能夠很快的將理論研究成果運(yùn)用到實(shí)際的開采中，一些地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、難以開采的地區(qū)，在煤礦開采方法和工藝上取得了很大的進(jìn)步。

1、硬煤層開采技術(shù)

1.1硬頂板控制技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)主要是通過巖層定向水力壓裂、傾斜深孔爆破等快速的頂板處理技術(shù)，使得直接頂能夠按照施工方的要求按時(shí)進(jìn)行冒落，提高了煤炭的回收率，這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施也能夠基本使得頂板按照一定的距離垮落，既保證了工作面安全，又有利于放頂。

1.2硬厚頂煤控制技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)主要針對煤礦開采過程中遇到埋深淺、支撐壓力小的硬質(zhì)頂煤的快速處理方法，通過使用高壓注水壓裂技術(shù)，使得頂煤能夠隨采隨冒，大大提高了煤炭的回收率和開采的進(jìn)度。

1.3緩傾斜薄煤層長壁開采

處理這樣的問題時(shí)，要著手研究發(fā)明出功率大、占地小、可靠性高的薄煤層采煤機(jī)及刨煤機(jī)并進(jìn)一步研制出適合這種機(jī)器的其他配件，例如綜采的液壓支架等，此外解決這一問題更需要研究出優(yōu)良的總體配套技術(shù)和高效率的薄煤層工作面的開采技術(shù)。

1.4緩傾斜厚煤層一次采全厚技術(shù)。

這項(xiàng)技術(shù)實(shí)施的保證措施是要進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)備支架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，防滑、防倒，防止設(shè)備的變形，防止焊接部位出現(xiàn)裂紋，防止千斤頂?shù)膿p壞，提高支架設(shè)備的安全性、可靠性、穩(wěn)定性，縮小設(shè)備與中厚煤層的高產(chǎn)高效的指標(biāo)差距。

2、深礦井開采技術(shù)

煤礦開采中的深井開采技術(shù)的關(guān)鍵所在是煤層開采技術(shù)的控制、沖擊地壓的防護(hù)，巷道的布置、瓦斯含量在礦井中的防范、井下通風(fēng)設(shè)施的設(shè)置等，因此就要對這幾方面進(jìn)行深入細(xì)致的研究。例如研究深井周圍的巖石質(zhì)地、種類、狀態(tài)及分布情況；研究深井作業(yè)的環(huán)境變化對于瓦斯含量的改變造成的影響；研究深井巷道在掘進(jìn)過程中的支護(hù)防護(hù)與支護(hù)的設(shè)置；深井井下的沖擊地壓的防護(hù)監(jiān)控技術(shù)；深井的高效高產(chǎn)開采的有關(guān)配套設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用管理；深井開采過程中防止熱害發(fā)生的應(yīng)急預(yù)案和有關(guān)處理的技術(shù)和設(shè)備。

3、“三下”采煤技術(shù)

“三下”采煤技術(shù)的應(yīng)用就需要開采煤層時(shí)對各種數(shù)值的模擬計(jì)算和有關(guān)材料的模擬，進(jìn)一步研究開采區(qū)的巖石形成原因，形成的過程以及地面出現(xiàn)沉降出現(xiàn)的時(shí)間和形成的具體原因，發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律；研究礦區(qū)附近土地表面、建筑物地下水資源保護(hù)的合理方案，在不影響自然環(huán)境和人們生活環(huán)境的基礎(chǔ)上合理的進(jìn)行煤礦開發(fā)，并且優(yōu)化開采系統(tǒng)；研究采用各種回填技術(shù)進(jìn)行充填。從改造技術(shù)出發(fā)，保障礦區(qū)居民的正常生活和生命財(cái)產(chǎn)安全；研究礦區(qū)近水體的開采計(jì)劃、工藝參數(shù)的優(yōu)化，提出開采深陷控制、土地污染控制、水資源污染控制等關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)實(shí)施。

4、綠色開采技術(shù)

近年來，許多關(guān)于煤礦開采污染的報(bào)道層出不窮，造成了開采城市空氣、水、土壤等各種嚴(yán)重的污染情況，因此急需完善和改進(jìn)現(xiàn)有煤礦開采的技術(shù)方法和開采設(shè)置，以保護(hù)環(huán)境和實(shí)現(xiàn)開采利益最大化的有機(jī)結(jié)合作為最終目標(biāo)，根據(jù)具體的開采實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將設(shè)備選擇、井巷布置及煤層地質(zhì)條件最優(yōu)結(jié)合，選用合理的采煤方法，在煤礦開采過程中，一邊開采一邊填埋，矸石基本不出地面，這樣生產(chǎn)系統(tǒng)會大大瘦身，實(shí)現(xiàn)煤炭的無軌輪、單軌吊輔助的一條龍生產(chǎn)方式。從井口到地下，綜合開采和綜合開掘同步進(jìn)行，使得生產(chǎn)效率大大提高。將礦井的開掘與巷道掘進(jìn)技術(shù)優(yōu)化，簡化巷道層位選擇布置，優(yōu)化礦井開采區(qū)和工作面的參數(shù)，煤礦的邊采邊填，集中開拓，集中準(zhǔn)備，集中回采，大大減低煤礦開采過程中對環(huán)境的污染，減少了開采煤矸石的出矸率，簡化了生產(chǎn)系統(tǒng)，提高了開采的效率。

5、小煤礦技術(shù)改造和機(jī)械化開采技術(shù)

2011年，國家各個(gè)職能部委聯(lián)合出擊，關(guān)停關(guān)閉了上千家的小型煤礦，淘汰落后產(chǎn)能、落后生產(chǎn)技術(shù)和落后的生產(chǎn)設(shè)備，提高了大型煤礦、國有煤礦的平均單井規(guī)模，與此同時(shí)，大型煤礦并購各中小煤礦，讓這些小企業(yè)能夠背靠大樹，采用先進(jìn)的開采技術(shù)進(jìn)行煤炭的開采，提高了采煤工作面的產(chǎn)量和生產(chǎn)效率，提高其生存技能，最大限度的減少了礦井透水，瓦斯爆炸、坍塌等安全事故，保障了礦區(qū)和礦工的安全。

6、煤炭地下氣化技術(shù)

煤炭的地下氣化技術(shù)是指，將礦井地下煤炭進(jìn)行一定條件的燃燒，通過對煤炭的高溫加熱產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)而生產(chǎn)出可燃?xì)怏w的過程（見圖2），這項(xiàng)技術(shù)在國際上屬于首創(chuàng)，是一種特殊的煤礦開采技術(shù)。它的特點(diǎn)是投資少、設(shè)備簡單、施工期限短、見效快、效率高、經(jīng)濟(jì)效益好等。我國因地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，導(dǎo)致煤礦的開采伴有許許多多的難題。而煤炭地下氣化技術(shù)剛好可以解決我國煤炭開采難的問題，因此，這項(xiàng)技術(shù)在我國煤礦開采中有著不可估量的前景。

圖1 煤炭地下氣化原理示意圖（氣化的中間階段）

[結(jié)語]

在當(dāng)今科技經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新形勢下，煤礦開采技術(shù)研究已經(jīng)變得越來越重要。關(guān)于其具體方面我們還需要做進(jìn)一步的總結(jié)和探討，我們在進(jìn)行細(xì)致的研究過程中，要總結(jié)多面的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，通過各面的對比，總結(jié)出一整套適用于我國煤礦開采的技術(shù)，通過這套技術(shù)減少對環(huán)境的破壞，減少礦難的發(fā)生，增加煤礦的開采效率和經(jīng)濟(jì)效益。

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