煤礦開采技術(shù)研究

一、采煤方法和工藝
　　開發(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)以及開采布置生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控與科學(xué)管理等相互配套的成套開采技術(shù)，發(fā)展各種煤層條件下的采煤機(jī)械化改進(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。
　　1.緩傾斜薄煤層長(zhǎng)壁開采 主要研究開發(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發(fā)薄煤層工作面的總體配套技術(shù)和高效開采術(shù)。
　　2.緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長(zhǎng)壁采煤應(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。
　　3.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-圍巖”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。
　　二、深礦井開采技術(shù)
　　深礦井開采的關(guān)鍵技術(shù)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(fēng)、井巷布置等需要攻關(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)高效開采有關(guān)配套技術(shù)、深礦井開采熱害治理技術(shù)與裝備。
　　三、“三下”采煤技術(shù)
　　提高數(shù)值模擬計(jì)算和相似材料模擬等深入研究，開采上覆巖層運(yùn)動(dòng)和地表沉陷規(guī)律研究，滿足地表、建筑物、地下水資源保護(hù)需要的合理開采系統(tǒng)和優(yōu)化參數(shù)發(fā)展沉降控制理論。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)的開采技術(shù)研究。近水體開采的開采設(shè)計(jì)、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(fù)墾和礦井水資源優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)。
　　四、優(yōu)化巷道布置減少矸石排放的開采技術(shù)
　　改進(jìn)、完善現(xiàn)有采煤方法和開采布置以實(shí)現(xiàn)開采效益最大化為目標(biāo)研究開發(fā)煤礦地質(zhì)條件開采巷道布置及工藝技術(shù)評(píng)價(jià)體系，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)開采方法、開采布置與煤層地質(zhì)條件的最優(yōu)匹配。
　　五、采場(chǎng)圍巖控制技術(shù)
　　1.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)保證開采掘進(jìn)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)及開采條件。
　　2.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)一步研究開發(fā)新技術(shù)、新工藝、新材料來(lái)解決這些問(wèn)題。
　　3.放頂煤開采巖層和支架-圍巖相互作用機(jī)理。研究放頂煤開采力學(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。
　　4.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。
　　5.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)化選擇系統(tǒng)。研究開發(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)，開發(fā)耐炮崩、輕型化單體液壓支柱和厚煤層巷道錨索以及可伸縮錨桿。
　　六、煤礦技術(shù)改造和機(jī)械化開采技術(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，開發(fā)小型煤礦機(jī)械化、半機(jī)械化開采技術(shù)和裝備，改進(jìn)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(shù)水平，最大限度地減少頂?shù)装迨鹿拾l(fā)生。
　　七、安全技術(shù)措施
　　1.所有上崗人員必須嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》《煤礦安全技術(shù)操作規(guī)程》嚴(yán)禁違章指揮、違章作業(yè)、違反勞動(dòng)紀(jì)律。 2.崗位工必須持證上崗，嚴(yán)格執(zhí)行崗位責(zé)任制，現(xiàn)場(chǎng)交接班制、設(shè)備維修制、質(zhì)量驗(yàn)收制等，各崗點(diǎn)要認(rèn)真填寫運(yùn)轉(zhuǎn)日志。檢測(cè)，并作好記錄。 3.工作面回采工程質(zhì)量和頂板管理，要按照煤礦《生產(chǎn)礦井質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化》的各項(xiàng)要求嚴(yán)格執(zhí)行，做到動(dòng)態(tài)達(dá)標(biāo)、安全生產(chǎn)、文明生產(chǎn)。 4.所有上崗人員上崗前都必須學(xué)習(xí)作業(yè)規(guī)程，學(xué)習(xí)后簽字并進(jìn)行考試，不合格不得上崗。 5.為防止重大事故的發(fā)生，工作面的通風(fēng)系統(tǒng)、防塵系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)，應(yīng)時(shí)時(shí)保證其完好，并堅(jiān)持正常使用。 針對(duì)環(huán)境的影響所倡導(dǎo)的綠色開采技術(shù)是煤炭開采的發(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。
　　煤礦開采造成巖層移動(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;煤炭開采形成的大量堆積在地面的矸石，及占用良田，又造成環(huán)境污染;隨著我國(guó)礦井開采深度的不斷增加，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)。在未來(lái)的幾十年內(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，人類的生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展環(huán)境將受到嚴(yán)重威脅。 資源與環(huán)境協(xié)調(diào)的綠色開采是解決煤炭開采環(huán)境問(wèn)題的根本出路，要實(shí)現(xiàn)綠色開采，需要綜合研究和解決經(jīng)濟(jì)與技術(shù)等方面的問(wèn)題，綠色采礦可以減少環(huán)境污染，還能帶來(lái)良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。綠色采礦是形成綠色礦業(yè)及礦區(qū)綠色家園的重要組成部分，相信隨著綠色開采的不斷發(fā)展和完善，煤礦綠色開采一定會(huì)發(fā)揮它應(yīng)有的作用，為人類與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。