中国煤炭开采技术发展方向初探——多媒体技术的未来发展方向

中国是一个煤炭大国,煤炭在能源结构中占有重要地位。近年来,随着科学技术的全面发展,我国的采煤技术和采煤设备也有了迅速的提高。本文首先介绍了我国煤炭开采和采煤设备的现状,然后分析了我国煤炭开采的发展方向。

煤矿开采;技术;发展方向;车行道;围岩

1,中国煤炭开采现状

与国外发达国家相比,中国的煤炭开采技术水平仍然落后。一是在机电一体化、智能化和自动控制技术等技术装备上不高;二是产品可靠性技术、数字集成技术、计算机辅助设计技术等制造技术还有差距。第三,很多中小矿井还在用放炮采煤的方法,工作面长度太短。四是机械化程度和工作效率低,采煤机械化系统、运输系统、采场围岩控制系统、巷道准备系统和辅助运输系统中的技术装备普遍不足;五是我国煤矿专业技术人员不衔接,技术人员缺乏、水平低使得技术措施不到位,制约了煤矿生产的安全技术和管理水平。

采煤方法和技术的不断改进和发展是采煤科学进步的标志。目前,中国、俄罗斯和一些欧洲国家主要采用长壁采煤法,而美国和澳大利亚多采用短壁采煤法。随着工业和信息技术的快速发展,我国煤炭开采技术不断提高,综合机械化能力大幅提升,岩层控制理论和技术逐步完善,井下作业的安全性和工作效率也大幅提高。在不久的将来,微处理器、计算机和专家系统、自动化和机器人采矿技术的应用将成为新的地下采煤系统,从而取代全人工和半自动采矿方法。

2、中国煤炭开采发展方向

2.1中国的采煤方法和技术应该逐步完善。

高产、高效、高安全性和高可靠性是现代采煤方法和技术的发展方向。结合现代高新技术,不断研发强大、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤设备和生产监控系统,逐步提高和完善采煤技术,是建立中国特色采煤技术理论的基础。目前,我国长壁采煤法已经取得了一定的进展,放顶煤开采的应用和急倾斜、不稳定、复杂地质构造的采煤方法和技术的研究也在不断完善和发展。具体趋势:一是发展煤矿高效集约化生产技术,建设生产高度集中、可靠性高的高产高效矿井开采技术,要逐步完善;二是发展了一整套浅埋深、坚硬顶板、坚硬煤层高产高效的现代开采技术,解决了许多采煤技术难题;三是倾斜薄煤层长壁开采技术、薄煤层工作面整体支护技术和高效开采技术要不断提高;四是要逐步完善高产高效各类综采设备的支撑体系。

2.2我国深井开采技术有待进一步研究

深井开采通常是指从地表特定深度开采煤炭所采用的开采技术。其深度根据煤层根部的地质条件确定。随着社会对煤炭需求的不断增加,开采能力和开采深度也在不断提高,这是地下开采的必然趋势。矿山压力控制、冲击地压防治、瓦斯和热害控制、深井通风和巷道布置都是深井开采的关键技术。因此,煤矿深井开拓技术要不断分析深井围岩状态、应力场和分布状态的特点,深井工作场所工作环境的变化,深井巷道快速掘进和支护技术与装备;深部矿井冲击地压防治技术和监测技术,深部矿井高产高效开采相关配套技术,深部矿井开采热害控制技术和装备等,应持续深入研究。

2.3大力发展“三下”采煤技术

建筑物、铁路、水体、承压水体下开采简称“三下一上”开采。通常在煤矿生产过程中,在建筑物、铁路、水体下预留煤柱,不进行开采。随着我国煤炭开采强度和范围的不断加大,“三下”采煤问题越来越突出,不仅导致矿井不合理开采,还造成煤炭资源大量积压。根据相关数据,我国煤炭压力为1379亿。因此,深入研究“三下”采煤技术,开采“三下”压煤,减少矿区浪费,保护采矿环境,是我国煤矿企业迫切需要解决的问题。煤矿企业要深入研究开采覆岩移动和地表沉陷规律,研究其合理性,以满足地表、建筑物和地下水资源的保护需要。

2.4不断优化巷道布置,减少矸石排放。

改进煤矿开拓和巷道布置,实现合理的集中生产,是目前煤矿生产的技术发展方向。不断优化巷道布置,减少矸石排放,是煤炭企业获得良好技术经济效果的前提条件,对煤炭工业的发展具有重要的战略意义。因此,中国煤矿企业应不断改进和完善现有的采煤方法和开采布局。不断研发煤矿地质条件巷道布置专家系统和工艺技术评价系统,使采煤方法和布置与煤层地质条件达到最优匹配。同时,重点优化高产高效矿井开拓部署和巷道布置系统,简化巷道布置,优化采区和工作面参数,研究单一煤层集中开拓、集中备煤、集中开采关键技术,大幅降低岩巷掘进率,多开煤巷,降低矸石产量,实现开采效益最大化。

2.5采场围岩控制技术

围岩控制一直是煤矿安全生产中一项极其重要的工作。近年来,随着开采深度的不断增加,全煤巷道和软岩巷道的数量越来越多。围岩松动破坏和大变形现象越来越普遍,给煤矿开采带来很大危害。因此,煤矿应大力研究适用于深部大变形开采的围岩控制技术与理论,深入研究坚硬顶板、破碎顶板条件下高新低成本岩层控制技术的应用,放顶煤开采岩层与支架-围岩的相互作用机理,支护质量与顶板动态监测技术,冲击地压的预测与防治,研发新型支护设备,确保煤矿开采安全、高效、低成本运行。

2.6应进一步推广煤炭地下气化技术。

煤炭地下气化技术属于一种特殊的采煤方法,是一种对地下煤炭进行控制燃烧,通过对煤炭的热和化学作用产生可燃气体,综合开发清洁能源和生产化工原料的新技术。它的优点是投资少、工期短、见效快、用工少、效率高、成本低、效益好。非常适合我国煤矿地质条件复杂、劣质煤比例高的情况。因此,煤矿应深入推广煤炭地下气化技术,大力研究和改进“长通道、大断面、两段”和“矿内气化”两种典型煤炭地下气化工艺,积极探索实现“两控三稳”的技术途径,探索实现连续稳定生产的途径。

“三下”煤炭压力严重的特定国情,推广应用前景广阔。继续研究和完善“长通道、大断面、两阶段”和“矿井气化”两种典型的煤炭地下气化工艺,开展大型地下气化实验研究,探索实现“两控三稳”的技术途径,实现煤矿连续稳定生产。

3.结束语

煤矿开采技术是衡量一个国家科技发展水平的重要标志。随着我国高效综采装备发展的新进展,具有先进技术水平的大功率电牵引采煤机、重型刮板输送机、电气化液压控制系统的有力支撑、大运量长距离带式输送机正在大力推广应用,但采煤装备的关键技术仍是我国的薄弱环节。要缩小与发达国家的差距,促进我国煤矿企业健康、稳定、高效发展,需要开展持续的研究。

参考

[1]张宏亮。中国煤炭开采技术初探[J].中国新技术新产品,2010,13。

魏彤。煤矿开采技术[J].科技期刊,2010-03-29。

[3]王清海。世界煤炭开采[J].煤矿现代化2008-10-20。