刨煤動力採煤裝置設計研究

Ⅰ 求 機械製造論文！

機械的發展
據悉我國煤炭行業「十一五」期間將新建煤礦規模3億噸左右,將對工業結構進行調整,大力整合、改造現有煤礦、關閉小煤礦、淘汰落後的生產能力,加快大型煤炭基地和現代化大型煤礦的建設,這為我國礦山機械企業的發展提供了良好的機遇。
一、煤炭在我國能源結構中的重要作用
煤炭是我國的主要能源,是國民經濟和社會發展不可缺少的物資基礎。我國煤炭資源豐富,煤炭資源分布面積約60多萬平方公里,占國土面積的6%。根據第三次全國煤炭資源預測與評價,全國煤炭資源總量5.57萬億噸,煤炭資源潛力巨大,煤炭資源總量居世界第一。已查明資源中精查資源量僅佔25%,詳查資源僅佔17%。探明儲量達到10202億噸。其中可開采儲量1891億噸,佔18%,人均佔有量僅145噸,低於世界平均水平。 國務院制訂的《能源中長期發展規劃綱要(2004-2020)》(草案)指出「要大力調整優化能源結構,堅持以煤炭為主體,電力為中心,油氣和新能源全面發展的戰略」。鑒於我國「多煤、貧油、少氣(天然氣)」的特點,在今後一段相當長的時間內,能源結構仍然以煤炭為主,煤炭在一次能源消耗中佔70%左右。2004年煤炭占我國一次能源生產的70%以上,在我國能源結構上佔主要地位,有舉足輕重的作用。
根據我國全面建設小康社會的需求,煤炭消費的趨勢將有明顯上升。在煤炭消費用戶的構成中,電力、冶金、建材、化工4個行業煤炭消費量占煤炭消費總量從1990年的50%提高到2004年的84%,其中電力佔51.8%,冶金11.64%,年佔27%提高到2004年的51%,將近增長一倍。
二、我國煤炭工業發展現狀
進入21世紀,我國煤炭工業快速發展,2000年全國產煤9.9億噸,2001年產煤11.04億噸,2002年13.8億噸,2003年16.67億噸。2004年全國產煤19.56億噸,佔全國一次性能源生產總量的74.3%,當年煤炭銷售量為18.91億噸,佔全國一次性能源消費總量的65%,生產力水平顯著提高,產業結構調整取得重大進展。一些企業開始跨地區、跨行業的產業聯合,煤、電、化、路、港、航產業鏈開始形成,形成了一批在國內領先、在國際上具有一定競爭力的大集團,如神華集團、山西焦煤集團、兗州礦業集團等。我國煤炭產量急劇上升,得到了全世界的關注。
煤炭是我國能源安全的基石。煤炭工業是我國重要的基礎產業,我國的煤炭產量已是世界第一位,是煤炭生產大國,現在我國煤炭工業已具備了設計、施工、裝備及管理千萬噸露天煤礦和大中型礦井的能力。現代化綜采設備、綜掘設備和大型高效露天剝、采、運、支成套設備在大中型煤礦大量使用。同時,我國煤炭開采技術裝備總體水平低,煤炭生產技術裝備是機械化、部分機械化和手工作業並存的多層次結構。技術和裝備水平低。全國煤礦非機械化採煤60%。大中型國有重點煤礦裝備水平較先進,但設備老化程度較大;小型礦井生產技術裝備水平極低,煤礦生產工藝落後,作業人員過多、效率低。保障煤炭供應是國家加強煤炭工業宏觀調控的重點之一,挖掘煤炭生產潛力,加快大型煤炭基地建設,是重要措施。為此,只有大幅提高大中型煤礦產量,才能在保障煤炭穩定供應的前提條件下,遏制小煤礦發展和淘汰小煤礦,完成煤炭生產結構優化調整。1998年12月以來,國家對煤炭產業結構進行了重大調整,關閉了五萬多處小煤礦,淘汰了一批落後的生產能力,通過宏觀調控,煤炭生產形勢好轉,供求關系趨於平衡。目前我國煤炭生產企業2.5萬多家,其中規模以上的企業約佔60%左右,2005年計劃關閉2000多家小煤礦。
三、我國煤炭工業存在的問題和與國際先進產煤國家的差距
1、 我國煤炭企業規模小、產業集中度低 我國煤炭企業的突出特點是,規模小、效率低、安全狀況不好,產業集中度低。據煤炭行業統計數據分析,2002年國有重點煤礦佔52%,國有地方煤礦佔18%,鄉鎮煤礦佔30%。按井型劃分,大型礦井佔32%,中型礦井佔18%,小型礦井(含鄉鎮煤礦)佔48%。2004年,全國約有煤礦2.5萬處,95%以上的小煤礦,礦井年產能力不足3萬噸的礦井約佔40%,煤炭產業的集中度只有15%,遠遠低於世界主要產煤國家的水平。國際先進的產煤國家,煤炭產業規模集中化,世界排名前10名的大公司,依靠核心競爭力,做強做大,提高了全球煤炭產業的集中化程度。2003年10大煤炭公司的煤炭產量約佔全球產量的18.81%,有5家公司的煤炭產量超過1億噸,其中排名第一的皮博迪公司達到1.83億噸,力拓公司達到1.43億噸,美國前4家企業的煤炭產量占本國煤炭總量的46.9%。
2、我國煤炭裝備落後,機械化、自動化程度低、缺少大型成套設備. 我國煤礦生產基礎薄弱、國有煤礦連續緊張生產的礦井占總數的近50%,礦井主要生產設備嚴重老化,超期服役的佔30-40%,部分鄉鎮煤礦設備簡陋、生產條件差,有的根本沒有機械設備,僅為人工開采,不符合有關煤炭法規要求,當前我國資源破壞和浪費嚴重。部分煤炭企業存在著「采厚棄薄」、「吃肥丟瘦」等浪費資源現象,全國煤礦平均資源回收率為30-35%左右,資源富集地區的小型礦井資源會回收率只有10-15%。據煤炭行業統計數據分析,2002年我國國有重點煤礦採煤機械化程度為77.78%,綜合採煤機械化為62.98%,掘進機械化程度為81.15%,綜合掘井機械化程度為15.03%,地方國有煤礦機械化程度更低。當前全國採煤機械化程度僅為42%,除國有大中型煤礦採掘機械化程度達到75%之外,大多數煤礦生產技術水平低,裝備差、效率低。特別是鄉鎮煤礦,基本上是非機械化開采。2004年鄉鎮煤礦產量占我國煤炭總產量的39%。對不適宜用放頂採煤的5.5米以上煤層,要採用一次采全高是最合理有效的採煤方法,但目前國內沒有相適應的高產高效的綜采成套設備。而國外美國久益(JOY)公司、德國德伯特(DBT)公司和德國艾克夫(Eickhoff)公司,都具有成熟的高煤層一次采全高的高產、高效綜采成套設備。神華集團引進的成套設備年產突破1085萬噸,工作面長度突破300米,最長的工作面已超過400米,工作面總裝機功率已超過5000kw。而國際先進的產煤國家,煤炭生產呈現出大功率重型化、自動化、集約化、按照環保的特點。國外先進的採煤設備向大功率、重型化發展,設備儲備系數大、運行可靠性高。DBT(德國德伯特)、JOY(美國久誼)和Eickhoof(德國艾克夫)等采礦設備公司都製造出具有自動化功能的產品。美國聯邦2號礦在工作面實現了跟機自動移架。澳大利亞Batana煤礦實現了自動割煤和跟機自動移架。特別是信息技術在煤礦生產中得到廣泛應用,先進煤礦廣泛採集工作面設備運行參數和環境安全檢測信息,在工作面集中顯現並通過乙太網傳輸到地面計算機,實現遠程運輸和故障診斷。運輸系統、供電系統和通風系統均無人值守。實行集中遠程操作、視頻監視,輔助有專人巡視。井巷布置集約化,生產系統和環節少、實 現了生產高度集中。通常是一礦、一井、一面生產。有些先進的長壁工作面每班 只需6人,其中採煤機司機2人,維修工1人,機頭集中操作工1人,另外2人替換休 息。高度重視工作環境的改善和人體安全防護。實現計算機監測安全信息,監測 探頭遍布整個礦井。液壓支架具有跟機自動噴霧和移架自動噴霧功能;採煤機上 方安裝導風板,減少煤塵進入人行空間。採煤機運行的下風側幾乎無人作業。
3、煤礦安全生產事故多 我國煤礦安全生產方面,重大瓦斯事故多發,煤礦 事故的總死亡人數達到了高峰,2004年我國生產約20億噸煤,事故死亡約六千人 ,這幾年煤炭產量大幅度增長,煤礦百萬噸死亡率還是下降的。由1994年的5.59 人下降到2004年3.08人,美國生產約10億噸煤死27-31人,百萬噸死亡率約為 0.039;波蘭百萬噸死亡率為0.09;南非百萬噸死亡率為0.13;俄羅斯百萬噸死亡 率為0.34。我國百萬噸死亡率是美國的約100倍,俄羅斯的約10倍,印度的約12倍 ,大大超過煤炭先進生產國家。據有關專家講,礦井安全檢測儀表,安全設備均 在設計中作了考慮,多數事故都是礦井管理問題,真正因設備問題而發生事故較 少。先進產煤國家依靠大型、強力綜采技術裝備已經完成從普通綜采機械化向礦 井高效集約化和自動化生產的過渡。高產高效煤礦的建設不僅提高煤炭生產效率 ,實現煤礦集約化生產,並為煤礦生產過程中的安全監測、監控創造條件,從而 有效的預防和控制煤礦安全生產事故。先進產煤國家安全生產上十分重視,不僅有健全的安全生產法規體系,還有嚴細的生產安全措施,嚴格的煤礦生產准 入制度,而且實現了計算機監測安全信息,監測探頭遍布整個礦井,保證了安全生產。
四、煤炭工業發展對礦山機械設備的需求
1、我國煤炭工業發展趨勢
據煤炭行業發展規劃相關內容,「十一五」期間,我國將新建煤礦3億 噸左右,其中投產2億噸。國家將在「十一五」期間,對煤炭行業的工業結構進行 調整,大力整合、改造、關閉小煤礦,同時適度加快大型煤炭基地的建設,開工 一批現代化大型煤礦、置換落後的生產能力。「十一五」期間煤炭行業現代 企業制度要進一步得到完善,大型煤炭企業集團基本形成,到2010年要形成5-6個 億噸級生產能力的特大型企業集團,5-6個5000萬噸級生產能力的大型企業,產量 將佔全國煤炭總產量的60%左右。通過新建和老礦井技術改造,全國將建成300處 高產高效礦井,高產高效的礦井產量將佔全國總產量的50%左右。「十一五」 期間,國家將建設神東、晉北、晉東、蒙東(東北)、雲貴、河南、魯西、晉中 、兩淮、黃隴(華亭)、翼中、寧東、陝北等13個大型煤炭基地,這些基地的儲 量,佔全國儲量的70%以上,作為煤炭供應規劃和建設的核心。初步預測全國 煤炭需求量:2010年為25-27億噸、2020年為30-32億噸,均占能源需求量的60%以 上。據相關部分統計,2004年國有重點煤礦原煤產量9.22億噸,超過其核定生產 能力50%以上,煤炭生產能力嚴重不足。經測算,到2020年,新建和在建的國有煤 礦的生產能力約為7.1億噸。如果屆時中國小煤礦的產量仍保持目前的6億噸,按 需求預測的高端方案,未來20年中國需新增煤礦產能17億噸,年均8500萬噸;按 需求預測的低端方案,未來20年中國需新增煤礦產能13億噸,年均6500萬噸。 2、對礦山機械設備的需求
「十一五」期間,煤炭工業的生產技術水平將明 顯提高。國家將建成140個高效安全現代化礦井,國家將加大對煤礦建設項目的支 持力度,已先後有17個煤炭建設項目,由國家開發銀行出具貸款承諾,還將100多 個高檔普采工作面升為綜采工作面,100多個普采工作面升為高檔普采工作面。這 樣,中國大型煤礦採掘機械化程度將達到95%。中型煤礦的機械化程度將達到80% 以上;大型煤礦國內先進水平裝備率達到20%,國際先進水平裝備率達到6%,中型 煤礦國內先進水平裝備率達到10%,小型煤礦機械化、半機械化程度達30%以上。 據此分析,煤炭需求的急劇增長,上述煤礦採掘機械化指標還會有所突破,這為 煤礦裝備的發展提供了廣闊的市場前景。
(1)井下綜采重點設備
我國煤 炭開采90%以上的井工開採的,井工開采占煤炭開採的主導地位。為迅速提高我國 綜合裝備水平,要以科學發展觀為指導,採取跨越式發展模式。在「十一五」期 間應以日產2.5-3萬噸(年產1000萬噸左右)的綜采成套設備國產化為突破口,全 國實現綜采成套設備國產化,推動我國礦山機械工業的發展。
預計從2004年 到2020年,每年新增綜采工作面成套設備為30套、普采工作面成套設備50套,每 年設備更新量約為現有的基數的六分之一。粗略估算,2010年採煤成套設備年需 求量將達到500台套左右。高產高效綜采技術的核心是井下工作面綜合機械化 採煤輸送設備,主要有採煤機、刮板輸送機、液壓支架和帶式輸送機。急需開發研究的電牽引採煤機:裝機總功率為2000kw左右,供電電壓為3.3 KV、采高 范圍為5-6m,生產能力達3000t/h左右。
重型刮板輸送機:輸送能力3000- 5000t/h,鋪設長度250-400m,鏈速1.4m/s,裝機功率3×700或2×1000kw,供電 電壓為3.3KV。
液壓支架:最大工作阻力12000 KN,立柱最大缸徑ф480mm, 支護高度6m,架間距1.75-2m,支架降移升時間8-12s,採用電液控制系統。
大型帶式輸送機:裝機功率1500-4000KN,電壓3.3KV,帶寬≥1.4m,帶速≥5m/s ,運量≥5000t/h,距離50000m以上,托輥壽命5萬小時以上,減速器壽命7萬小時 以上。
(2)井下綜掘設備
我國目前綜掘機械化程度比較低,僅為12.81% ,遠遠跟不上綜采機械化的發展,其中掘進機雖有較大的發展,但整體技術水平 仍比國際先進水平有較大差距。
需研究開發先進的掘進機:其截割功率300kw 以上,截割斷面最大可達42m2,經濟截割硬度達f12,可靠性要求,齒輪壽命在 20000h以上,軸承壽命在30000h以上,力爭整機掘進10000米無故障。
同時要 結合我國國情和煤礦實際工礦,開發研製集切割、裝運、行走、錨桿支護、機載 、除塵等功能為一體的掘錨聯合裝備機組,可大大提高掘進速度。
(3) 全自動刨媒設備
我國薄煤層儲量約占總儲量的21%左右,但是由於煤層薄,作 業空間小,工作條件惡劣,薄煤層高產高效開采技術一直是我國煤炭工業研究探 討的重要難題。刨煤機作為一種「淺截深、多循環」的採煤設備,是實現薄煤層 高產高效的有效途徑。提高薄煤層機械化水平加快薄煤層資源的開采進度,不僅 可以充分利用有限的資源,提高礦井整體生產能力,同時,也有利於保障煤礦的 安全生產。開發研製大功能、高強度、高效率、緊湊型的全自動刨煤成套設備勢 在必行。全自動刨煤成套設備(采高0.6-1.8m),主要包括刨煤機、配套刮 板輸送機、薄煤層液壓支架、順槽轉載機、破碎機等產品。我國目前主要從 德國DBT進口主機——刨煤機及配套刮板輸送機,由北京煤炭機械廠配套薄煤層液 壓支架,張家口煤礦機械有限公司配套轉載機和破碎機。到目前已進口六套(鐵 法2套、晉城、西山、陽泉、大同各1套)。開發研製的全自動刨煤成套設備 :其生產能力1000噸/小時,鋪設長度250-300米,適應煤層厚度0.8-2米,適應煤 質硬度F≤3.5,適應煤層傾角≤25度,功率2×400kw(刨頭部分)、刨煤方式為 雙速混合式,上行速度0.88米,下行速度1.76米,刨深≤120毫米,上行90毫米, 下行30毫米、下鏈牽引,牽引鏈38毫米D級,刨煤機採用智能控制系統,能自動監 視故障性質和位置。
(4)礦井提升設備
目前我國約90%的原煤是靠井工 開採的,礦井提升設備是井工開採的咽喉設備,它不僅關繫到礦井的產煤量,而 且直接影響到人身和整個礦井的安全。我國煤炭產量到2020年將達20-32億噸 ,估計每年需新增大型、特大型礦井提升機約30台套,考慮到更新改造,綜合估 算在「十一五」期間平均年需各類提升機150-180台套,其中大型和特大型約占 20%,中小型約佔80%,每年新增提升機產值5.4億元左右。開發研製適用於年 產1000萬噸的特大型礦井提升設備,其規格為6×4、7×4多繩提升機、最大拖動 功率單機為6000KW、雙機為2×4000KW、最大提升速度14×16米/秒,整機使用壽 命為25年。
採用恆力矩、恆減速液壓控制系統:採用計算機數字控制自動化 運行,提升速度及容器位置的監控全由電氣自動檢測、反饋、調整。實現提升機 的全自動化監控運行。
(5)露天礦井開采成套設備
露天開采占我國煤炭 總開采量的10%左右。露天開采與井工開采相比具有煤炭資源利用率高,開采成本 低,作業現場和工作人員更加安全等優點。所以,發展露天開采更有其井工開采 無法相比的作用和意義。大型露天礦設備從設計、製造到使用的技術性強,世界 各國都爭相把最先進的技術成果用在大型露天礦設備上,因此發展大型露天礦設 備可以帶動機械、電氣、液壓、信息等行業的發展,推動和促進我國民族工業的 發展。當前世界露天礦開采特點是:高度集中化開采與集約化經營;開采工 藝的多樣化;企業管理的計算機化與智能礦山;合理充分利用資源,重建生態環 境保持可持續發展等幾個方面。在我國大型煤炭基地建設總體規劃方案中, 神東、晉北、蒙東(東北)、雲貴、黃隴(華亭)、陝西等基地都建有大型露天 煤礦,僅霍林河、伊敏河、勝利、平朔哈爾烏蘇2000萬t采選項目中16-45m3礦用 挖掘機市場需求量就可達30-50億元;哈爾烏、武家塔、馬家塔采選項目等需大型 拉鏟15-20億元,又比如對半連續開采工藝設備僅蒙東要建7個5000萬t級煤炭基地 ,建設一批保證勝利一二三號、百音花、伊敏河、寶日希勒一號和二號等超過千 瓦噸級大型露天煤礦,加上神府、哈爾烏蘇和原有五大露天煤礦的改建及二、三 期擴建,移動式、半移動式破碎站需求量在40-60台(套)之間,要求移動式(半 移動式)破碎站的生產能力達到每小時2000-4000噸(碎煤),最高達到每小時 6000噸(碎岩)。在上述煤礦建設中對礦用卡車的需求量,估計,「十一五」期 間需100t級礦用車在250輛左右。當前需要開發研製斗容28m3、45m3的大型機 械式正鏟,斗容70m3、90m3、100m3臂長約為100m的大型拉鏟,降低電能消耗17% ,減少機械零部件應力載荷約30%,提高零部件使用壽命,使平均無故障時間達到國際先進水平。開發研製斗輪挖掘機,爭取與國外合作製造3600m3大型斗輪 挖掘機,達到國際先進水平。開發研製移動式、半移動式大型破碎站,其生 產能力4000-6000-8000t/h,破碎物料強度≤150Mpa,給料粒度1500×1500× 1500-2500×2500×2500mm,排料粒度≤350mm,立機形式新型雙齒輥破碎機(中 心距1500-1800mm,輥長2500-4000mm,功率2×300-2×500KW)。開發研製帶寬2m的大型帶式輸送機,功率3×1400KW,運輸量12000t/h,半固定式單機長 8820m,移置式單機長5270m,在-45℃低溫下能正常運行。爭取與國外合作, 開發研製載重170-360t的大型電動輪自卸車,並達到國際同類產品的先進水平。
(6)煤炭洗選加工設備 煤炭清潔洗選加工技術是資源綜合利用的基礎, 是提高煤炭熱效率的有效途徑,也是保障國民經濟可持續發展和環境保護的需要 ,煤炭洗選加工業在政策扶持、科技進步、市場拉動、投資增加和環保要求的推 動下,呈現出快速發展、總體推進、擴量提質、增效降污的可喜局面,原煤入洗 比例不斷提高。到2004年末,全國共有年入洗3萬噸及以上的選煤廠2000餘座,設 計能力7.5億噸以上,原煤入洗量為5億噸左右。2005年,全國原煤入洗能力將突 破8億噸,入洗量將達到6億噸,入洗比例達40%,根據煤炭工業規劃,到2010年原 煤入洗率達50%,原煤入洗量提高到11億噸,煉焦煤全部入洗,動力煤入洗率達到 40%以上。據此計算,每年將新增8000-10000萬噸原煤入洗,按400萬噸規模洗選 煤廠計算,每年將新增25座大型洗選煤廠,加上現有洗選煤廠的技術改造每年約 需洗選煤設備250套左右,洗選煤設備的發展潛力很大。為適應煤洗選加工的 要求,應開發研製單機處理能力為1000-2000m3/h的新型浮選機,其主要參數能夠 實現自動控制。開發研製篩子面積≥28m3的高可靠性大型直線振動篩。開發研製入料粒度25-400mm、處理能力為300-400T/h的高效液壓動篩淘汰機。 開發研製篩籃直徑≥1.4米,處理能力≥300T/h的大型卧式振動離心脫水機和 400m2高效精煤壓濾機、處理能力≥35T/h的沉降式離心脫水機等高效脫水設備。 開發研究並解決300-400萬噸/年的大型選煤廠的集中控制和智能化管理技術 與裝備,實現選煤的全過程的主要工藝參數,煤炭灰分、水分、發熱量、懸浮液 密度、入料濃度、流量、旋流器入口壓力、跳汰機床層厚度、鬆散度、浮選加葯 量、耙工濃縮機溢流水的濁度、皮帶輸送機的煤流量等指標的在線檢測、實現跳 淘機、浮選機、重介旋流器、壓濾機等主要分選設備單機自動化控制系統和選煤 廠全廠的綜合自動化控制系統。
另外,隨著煤炭工業大力發展和推廣潔凈煤 技術,煤的焦化、液化、氣化等二次轉化設備也必將得到迅速發展,開發研製大 型煉焦設備、大型煤液化容器,大型煤氣化爐勢在必行。
為此,礦山機械企 業要抓住目前我國產業結構調整和企業深化改革之機,在國家政策的指導下加快 礦山機械企業改組、聯合、兼並、破產、重組和股份制改革的步伐,組建以礦山 機械製造企業為主體,有煤炭生產企業入股、科研院所參與的大型礦山工程裝備 集團,如中國煤礦工程機械裝備集團、太原重型機械集團煤機有限公司等,形成 具有製造和開發能力、工程成套能力、有創新能力的企業實體。把企業建成具有 市場競爭能力和抗風險能力的現代化礦山工程企業集團,努力向煤礦提供成套設 備,減少用戶的風險,為我國煤炭工業的發展做出積極貢獻。

Ⅱ 與滾筒採煤機相比,刨煤機有哪些優缺點

優點

1、截深淺（一般為50mm-100mm），可充分利用煤的壓張效應，刨削力及單位能耗小 。

2、刨落下的煤的塊度大（平均切屑斷面積為70cm2-80cm2）,煤粉量少，煤塵少，勞動條件好。

3、結構簡單、可靠刨頭的位置可以設計得很低（約300mm）可實現薄煤層、極薄煤層機械化採煤。

4、工人不必跟機操作，可在順槽控制台進行操作。

缺點：

1、對地質條件適應性不如滾筒式採煤機。

2、調高比較困難，開采硬煤層比較困難。

3、刨頭與輸送機和底板的磨擦阻力大，電動機功率的利用率低。

(2)刨煤動力採煤裝置設計研究擴展閱讀：

刨煤機的工作原理：

國內使用最多的MBJ－2A型靜力刨煤機 ，由設在輸送機兩端的刨煤機電電動機、液力耦合器、減速器、刨鏈輪、刨鏈帶動刨頭（煤刨）往復刨煤。連接架將刨煤機的傳動裝置與輸送機機頭連接為一整體。推進裝置7為液壓千斤頂，且來推進輸送機和刨頭。

Ⅲ 煤礦開采技術論文兩篇

煤礦開采技術的進步和完善是采礦學發展的主題。下面我給大家分享煤礦開采技術論文，大家快來跟我一起欣賞吧。

煤礦開采技術論文篇一

淺議煤礦開采技術

[摘 要]我國煤炭資源儲量豐富，據不完全統計，我國煤炭總儲量在9000億噸以上，含煤面積55萬多平方千米，而且煤種齊全，我國一次性能量消費結構中，煤炭佔75%以上。從煤中可以提取二百多種產品，因此煤炭工業發展的快慢，將直接關繫到我國社會主義經濟建設。煤礦開采技術的進步和完善是采礦學發展的主題。發展多層次、多樣化的採煤工藝，具有重要的意義。

[關鍵詞]煤礦 採煤工藝 控制技術 開采

中圖分類號：X752 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X(2014)30-0130-01

1 簡述礦井開采

礦井開拓通常以井筒的形式分為豎井開拓，斜井開拓，平硐開拓和綜合開拓。採用合理的采礦方法是搞好礦井生產的關鍵。

豎井是一種從地面開掘以提供到達某一煤層或某幾個煤層通道的垂直井。從一個煤層下掘到另一個煤層的豎井稱盲井。在井下，開采出的煤倒入豎井旁側位於煤層水平以下的煤倉中，再裝入豎井箕斗從井下提升上來;斜井是用來開采非水平煤層或是從地面到達某一煤層或多煤層之間的一種傾斜巷道。斜井中裝有用來運煤的帶式輸送機，人員和材料用軌道車輛運輸;平硐是一種水平或接近水平的隧道，開掘於水平或傾斜煤層在地表露出處，常隨著煤層開掘，它允許採用任何常規方法將煤從工作面連續運輸到地面。

煤層在形成時，一般都是水平或者近水平的，在一定范圍內是連續完整的。但是，伴隨著地殼的運動，煤層的空間形態發生了變化，形成了單斜構造、褶皺構造和斷裂構造等地質構造。採煤需要注意煤層的走向、傾向和傾角。

礦井開拓的主井和運輸巷道等都需要長期支護，可以採用砌碹支護，架拱支護，架蓬支護，錨桿支護，錨噴支護，錨網噴支護，錨索支護，金屬拱形支架支護，料石支護，鋼筋混凝土支護或者幾種支護形式並存形成聯合支護。採掘工作面需要臨時支護，通常採用的方式有打點柱、液壓支柱支護、木支柱支護等。採煤一般都採用後退式採煤，邊采邊加強支護。

2 採煤方法

開發煤礦高效集約化生產技術手段，建設高產高效礦井。研究開發各種環境條件下的高效、可靠的採煤裝備和工藝;簡單、高效、可靠的生產系統和開采布局;生產過程監控與有效管理等相互適應的成套開采技術，以提高開采技術水平和機械化程度。

2.1 開發“埋深淺、硬頂板、硬煤層現代開采技術”

硬頂板控制技術。研究埋深淺、地壓小的硬厚頂板控制技術，主要通過岩層定向水力壓裂、傾斜深孔爆破等頂板處理技術，直接頂能隨采隨冒，提高頂煤回收利用率，基本頂能按照合理�距垮落，有利於頂煤破碎，保障工作面推進安全、順利地進行。

硬厚頂煤控制技術，研究開發埋深淺、支撐壓力小的硬厚頂煤的迅速處理技術，包含高壓注水壓裂技術和頂煤深孔預爆破處理技術，以提高頂煤回收利用率。頂煤冒放性差、塊度大的綜合開采成套設備技術，有利於頂煤破碎和頂板控制，同時有利於液壓支架的放置，為布置輸送機提供便利。

兩硬條件下放頂煤開采快速推進技術，採用合理的綜放開採回採工藝、優化工序、縮減放煤時間，提高工作面的推進度，實現高效高產。

寬煤巷錨桿支護技術，有利於綜采配套設備的大功率和重型化，有助於連續採煤機的使用，從而有效提高工作面產能。

2.2 緩傾斜薄煤層的長壁開采

主要研究開發：體積小、功率大、高可靠性的薄煤層採煤機、刨煤機;研製適合刨煤機綜採的液壓支架;研究開發薄煤層工作面的總體配套技術和高效開采術。

2.3 緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長壁采

應進一步加強完善支架結構及強度，加強防倒、防滑、防止頂梁焊縫開裂和四連桿變、防止嚴重損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)產高效指標的差距。

2.4 各種綜采高產高效綜采設備保障體系

要實現高產高效，就要提高開機率，對“支架―圍岩”系統、採掘運設備進行監控。進一步完善液壓信息、支架位態、頂板狀態、支護質量信息的自動採集系統;乳化液泵站及液壓系統運行狀態的檢測診斷;採煤機在線與離線相結合的 “油-磨屑”監測和溫度、電信號的監測;帶式輸送機、刮板輸送機全面狀態監控。

3 深礦井開采技術

深礦井開採的關鍵技術是：煤層開採的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風、井巷布置等;主要任務：深井圍岩狀態和應力場及分布狀態的特徵;深井作業場所工作環境的變化;深井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測監控技術;深礦井高產高效開采有關配套技術;深礦井開采熱害治理技術與裝備。

4 “三下”採煤技術

提高數值模擬計算和相似材料模擬等，深入研究開采上覆岩層運動和地表沉陷規律，研究滿足地表、建築物、地下水資源保護需要的合理開采系統和優化參數，發展沉降控制理論和關鍵技術;研究與應用各種充填技術和組合充填技術;研究近水體開採的開采設計、工藝參數優化和裝備等關鍵技術。

5 優化巷道布置，降低矸石排放

改進、完善現有採煤方法和開采布置，以實現開采效益最大化為目標，研究開發煤礦地質條件開采巷道布置及工藝技術評價體系，從而實現開采方法、開采布置與煤層地質條件的最佳匹配。

6 采場圍岩控制技術

6.1 進一步完善采場圍岩控制理論

用科學合理、優化高效的岩層控制技術來確保開採的安全、高效、低成本為目標，要通過總結經驗，深入研究各種煤層地質及開采條件來實現。

6.2 研究堅硬頂板與破碎頂板條件下應用高技術低成本岩層控制技術

目前，主要應用的是高壓注水、深孔預裂爆破處理堅硬頂板和應用化學加固技術， 由於這些技術工藝復雜、成本高，所以需要進一步研究開發新技術、新工藝、新材料來解決這一問題。

6.3 放頂煤開采岩層和支架――圍岩相互作用機理

研究放頂煤開采力學模型、圍岩應力、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律，提出放頂煤優化准則和提高頂煤回收率的路徑。

6.4 支護質量與頂板動態監測技術

在總結緩傾斜中厚長壁工作面開展支護質量與頂板動態監測方面，需要進一步在堅硬頂板、破碎頂板、急傾斜的放頂煤工作面開展支護質量與頂板動態監測，同時應不斷完善現有的監測技術，發展智能化監測系統，改進監測儀表，使監測儀表向直觀、輕便、小型化方向發展。

6.5 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發生的機理，進一步完善沖擊性礦壓顯現監測系統，發展遙控測量和預報技術。

6.6 研究開發新型的支護設備

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。

7 小煤礦技術改造和機械化開采技術

對小煤礦進行合並重組，淘汰落後生產技術和生產設備，提高平均單井規模和技術水平，開發小型煤礦機械化、半機械化開采技術和裝備，改進小煤礦的採煤方法和開采工藝，提高採煤工作面的單產和工效。

總結，提高煤礦資源開采水平，充分利用資源，選擇合理的採煤開拓方法，保障安全生產，提高企業效益。

參考文獻

[1] 郭靖.煤礦開采技術[M].山西人民出版社.2010

[2] 戴紹誠.高產高效綜合機械化採煤技術與裝備[M].煤炭工業出版社 1998.

點擊下頁還有更多>>>煤礦開采技術論文