目 录
一、理论研究……………………………………………… 2
二、我国煤炭开采现状…………………………………… 2
三、煤炭开采技术的发展趋势…………………………… 4
四、煤炭开采的发展方向………………………………… 4
五、实例分析……………………………………………… 5
六、结语…………………………………………………… 6
我国煤炭开采技术现状及实例分析
摘要：煤炭是我国最主要的能源结构成分，在国民经济发展中起着关键作用。煤炭开采技术作为我国一项重要的生产项目，煤炭开采技术也在不断提高，先进的开采技术不仅能提高媒体开采效率，也能降低煤炭生产安全事故的发生率，因此煤炭开采技术成为了人们关注和研究的热点。随着我国煤炭工业的快速发展,我国在煤炭机械化开采技术及装备的研发方面做了大量投入,煤炭机械化在开采技术及开采装备方面都有了很大提高,在很多技术难关上都取得了很大的突破,煤炭工业整体技术水平进步越来越快。煤炭开采具有技术结构多元化和发展迅速等特点。
据统计，我国2010年一次能源生产和消费结构中，煤炭的比重分别为77.4%和68.6%，煤炭在当前甚至是将来相当长时期内仍将是我国的主体能源。随着煤炭科技的发展，我国
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的煤炭开采也将不断地向着安全、高效、高利用和绿色开采发展。在煤炭开采技术发展过程中，最重要的两种技术分别是支炉技术和开采技术，这两种技术缺一不可，共同推动着煤炭开采技术的发展。
本文以我国煤炭开采技术为中心展开,阐述了我国煤矿开采技术的现状,分析了煤炭开采技术的发展趋势,提出了可行的创新发展措施,具有一定的借鉴价值。
关键词：煤炭开采技术；现状；发展；实例分析
一、理论研究
1、松动圈理论
天然岩体是一种特殊的非均质非线性材料，在各向应力作用下，岩体处于长期的平衡状态。在地质岩体内开挖巷道，围岩处于近似的二向应力状态，应力出现重分布，直至达到另一个平衡状态为止。在此期间巷道围岩内部出现一个破裂区，通常称为松动圈。董方庭教授提出的松动圈理论，为我国煤矿巷道的开挖和支护设计提供了很好的依据。
2、关键层理论
通常采煤工作面顶板分三个岩层：垮落带、裂隙带和缓沉带。钱鸣高院士基于理论分析和众多的实践经验，提出了岩层控制的关键层理论，认为：在采场覆岩层中存在着多层岩层时，对岩体活动全部或局部起控制作用的岩层称为关键层，关键层的断裂将导致全部或相当部分的上覆岩层产生整体运动。缪协兴又对采动覆岩中关键层的复合效应作了深入的分析，认为当覆岩中存在两层以上坚硬岩层时，无论上部或是下部坚硬岩层都将对下部
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或上部坚硬岩层的采动变形和破断产生影响，也即对采动覆岩变形、破断和移动全过程产生影响。两个硬岩层之间的复合效应主要与其间距有关，当间距与坚硬岩层厚度没有量级差别时，复合效应最明显。
二、我国煤炭开采现状
煤炭企业集团化发展，集团下属企业多、分布企业多、分布地域广，企业结构复杂，存在多级、多专业的管理部门。煤炭产品在生产、销售等过程中容易损耗；煤炭企业在生产经营中所需资金密集度打、所需物资种类繁多；在煤炭生产过程中不可控的因素较多，导致生产计划的不准确和材料消耗的随机性比较大，所以对产品的监控以及陈本的控制非常重要。受作业环境的影响，煤炭企业生产技术具有特殊专业要求，涉及面广，专业技术性强。生产过程复杂，生产系统行使多样，各系统协调运作、管理难度大。井下作业环境的特殊复杂些，使行业生产技术具有特殊专业要求，涉及面广、种类多、管理难度大，安全生产市煤矿管理工作的重点，煤矿安全监测系统技术复杂、形式多样，监控数据量大。
煤炭企业由劳动密集型转向资本及技术高密集型。在矿业开采方面实现日产万吨的超大型综合机械化，采煤工作方面为核心的生产工艺。在实现煤炭生产工艺综合机械化的基础上，向遥控和自动化发展，机器人与人工智能和专家系统相结合，为采煤自动化开辟了新的途径。煤炭企业向大型化、集中化、多元化和国际化发展。煤炭企业经营也趋向多元化。电力需求的增长，洁净煤技术的发展，促进煤炭--电力--化工--建材联合企业的发展。外包采掘生产开始应用于煤炭企业。采掘行业的安全将不断提高，安全性更加受重视。环境治理及综合利用成为煤炭企业经营的重要方面。采掘工人将变得自由化、市场化。
必须指出的是，在我国矿产品量再世界局前茅这一成绩的背后，是对自然资源的过度开采。相对于庞大的人口规模，我国的矿产资源本来就十分贫乏。即使不考虑这一因素，
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就各种矿产的绝对存储量来说，与其他一些国家相比，我国的存储量也不算富集。但我国许多种矿产品生产长期维持高产，这不能不说市对自然资源的不计后果的开发。
不顾储量多少、毫无节制的掠夺性开采，使我国的大多数矿产品资源面临将在近期枯竭的局面。根据联合国《矿产业统计年鉴》、《能源统计年鉴》，世界金属协会《金属统计》的数据综合整理而成的我国矿产资源开采年限的统计，金属矿开采存储的数值为金属净含量，可开采年数由开采存储量除以1999年或1997年的当年产量求得。12中矿产品当中，只有3中的开采可以继续维持100年以上，其他矿产品，包括在我国矿产资源当中存储量最大的煤炭在内，可开采的年限仅有50年左右。可以说，我国对自然资源过度开发问题在很大程度上是总体性的。
1、支炉技术
碹体支护是我国最早的支护方式之一，在早期地质条件较好的岩体中广泛应用。随着煤炭开采的增加和地质条件的复杂性与差异性，简单的碹体支护渐渐不能支撑岩体的高应力。锚杆支护，利用围岩自身来承载压力，弥补了被动支护的诸多不足，开创了围岩主动支护的先河。然而在我国山东和安徽等地区部分岩层，高应力、高地温、岩体破碎较为普遍，地质条件更为复杂，单一的支护方式无法满足支护条件。耦合支护理论的提出，根据实际情况，同时采用两种或多种不同的支护方式，实现了完美的互补，更好的支护围岩。比如李冲等针对深井软岩巷道地压大、变形大、难支护的特点，提出了各种支护之间以及支护体与围岩之间耦合的锚索-网壳衬砌耦合支护技术，并在曲江矿运输大巷进行运用，得到了很好的支护效果。
2、开采技术
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炮采技术在我国煤炭开采中最早得到应用和普及，其施工方便、成本低，但是开采效率低下、安全系数差。随着我国科技实力的渐渐提升，综合机械化采煤得到了很好的发展，在大大提高采煤效率的同时，更加保证了工人的人身安全。所谓综合机械化采煤技术，即在整个采煤过程中机械化率达到95%或以上。综合机械化采煤过程中的机械通常包括液压支架、采煤机、刮板输送机和胶带输送机等，其中采煤机和液压支架起着极其重要的作用。
针对许多特殊的煤层地质情况，我国的煤炭科研工作者通过不断的研究和实践，攻破了一个又一个难题。如孙春东等，针对阳邑煤矿8号煤层（大青煤）和9号煤层（下架煤）层间约1.02m极近距离的特点，采用常规错距理论和岩层移动理论进行分析，研究了上部工作面采空区走向形成的稳压区和减压区范围，并计算得出了上、下煤层工作面联合开采最佳走向错距范围，使极近距离联合开采得以顺利实施。任艳芳等通过现场观测和数值模拟的方法，对神东煤田某煤矿综采工作面浅埋煤层（平均埋藏深度约80m）进行分析，得到了长壁工作面围岩应力场特征验证了上覆岩层中可形成承压拱结构，为煤层的顺利开采提供了保障。专家和技术人员的科学研究和不断努力，使我国的煤炭开采技术站在了世界的前列。
三、煤炭开采技术的发展趋势
1、采煤方法与工艺发展相结合
随着煤炭开采技术的发展，我国煤炭开采不再单纯追求煤炭高数量开采，更加注重煤炭开采的质量以及安全性。所以讲煤炭开采方法和工艺方法相结合可以有效达到这个目的。在煤炭开采中采用高效、智能化以及安全性能比较高的开采设备以及监控系统实现高效、高质量开采。
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2、每天天开采设备的发展方向
综合煤炭开采实践可以看出煤炭开采设备的发展方向只要有两大趋势：第一，煤炭开采技术想着高能效、耐久性、自动化以及可靠性等方向发展。第二，煤炭开采产品主要是向着多种规格和多个方向发展。
3、煤炭开采朝着高效集约化方向发展
要实现煤炭开采的搞笑、高产以及安全性主要依靠两种措施：一是促进采煤设备的新能提高。二是通过综采放顶方法促进煤炭开采工艺的提高以此来开采储存量比较丰富的煤矿。要实现煤炭矿井的集约化生产，主要通过机电一体化、科学技术手段以及计算机自动化等措施实现煤矿机电设备的高效运行。另外还要不断引进先进的开采技术实现综合采机组的机械化水平、曹勇先进的智能设备提高采煤过程的自动化，并不断追求向人少以及无人化采煤技术发展。
四、煤炭开采的发展方向
综合分析我国媒体开采技术现状及开采需求，可以看出我国煤炭开采技术更加注重采煤工艺、深井开采、三下采煤以及围岩控制矸石排放、小型煤矿技术优化与改造、机械化开采技术
1、开采工艺的多样化
煤炭开采工艺一直是煤矿开采的重要内容与主题、综合我国煤炭开采实际可以看出现代采煤工艺的主要发展方向是实现采煤技术与现代高科技技术的结合，研造出高效智能采
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挖设备。创造硬顶板煤矿开采技术、缓倾斜式开采技术，有效改进煤矿发展水平，促进煤矿工艺的提高，提高煤矿开采的科学性以及安全可靠性。
2围岩控制技术
煤炭开采不可避免地会破坏岩层。要依据煤炭开采地周围围岩结构严厉的实际情况，有效围绕围岩控制理论。针对急倾斜以及地质条件不够稳定的煤炭开采，要分析这个区域的地质煤层条件，随后确定科学合理的围岩控制方案。
3、深井开采技术
煤炭深井开采的关键技术主要有？冲击地压防止、瓦斯以及热害处理、深井通风、煤层的矿压控制和深井巷的控制。需要重点攻关的是深井的围岩状态以及煤场的应力场相关分布特征等。密切关注深井工作环境的变化。促进巷道挖掘以及支炉技术水平的提高。不断促进深井冲击地压防治技术以及监控技术的提高。优化煤矿开采高效化产出的配套技术。
4、三下采煤技术
做好数值模拟以及相似才俩的管理工作，纤细研究煤炭开采上覆岩层的运动规律以及地表沉陷的规律，有效满足地表以及地下水资源保护的需求。不断发展优化沉降理论和相关技术，主要是地表废料的填充技术。综合研究并使用各种填充技术来实现煤场塌陷区的填充。做好填充技术的科学研究同时做好房屋加固和改造，不断探讨水体开采以及工艺参数优化技术，提出合理的沉陷控制措施，保证土地可以得到良好的复耕，促进矿井水资源优化。
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5优化矸石排放
减少矸石排放是促进煤场搞笑采煤的重要措施。主要是研究煤矿的地质开发条件，优化巷道布置技术，确保开采方法以及开采配置与煤层的地质条件相匹配。最重要的是研究搞笑巷道德开拓技术以及巷道德优化布置技术，保证巷道技术的有效提高。
6、煤场地下气优化
煤场地下气优化技术是目前一种非常先进的采煤方法。这种技术具有工期短以及投资少、见效快以及人力成本小等特点。这种技术的原理是将地下煤炭有控制地燃烧，随后将产生的可燃气收集起来。这种技术尤其适合于我国煤炭质量比较差的地区。要继续研究长通道、两个阶段以及大断面等典型的煤场地下气优化技术。
五、实例分析
本为以潞安集团司马煤矿为例，该煤矿位于我国山西治市境内，井田面积约29.49平方公里，可采储量近1亿吨。其1210工作面，开采煤层属下二叠统山西组下部的三号煤层。该煤层赋存稳定，煤层较厚且赋存结构简单。煤体以黑色、块状为主，粒状次之，亮煤为主，夹镜煤条带，煤质为贫瘦煤。煤层厚度为7m，倾角约平均7°。工作面直接顶为粉砂岩，深灰色，中厚层状，含大量煤屑，产较多植物化石，局部地段为沙质泥岩。直接底为砂质泥岩，灰黑色，致密，局部具滑感，断口参差状，含大量植物化石。老底为细砂岩，白灰色，中厚层状，矿物成分以石英为主，含白云母碎片、岩屑及铁锰质，分选较好。
1210工作面地质情况较好，采用综合机械化采煤技术，更加提高了生产效率和经济效
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益。开采过程中根据实际地质倾斜情况，采用仰采的方式，由下往上开采。放顶煤开采技术，采3m，放顶煤4m。综采过程中引进MXG-300/700A电牵引采煤机，性能优越，系统采用PLC控制，更加自动化，易操作，更加适合倾斜煤层开采。针对采煤过程中，经常出现机组滚筒离合器虽然挂上但是无法锁定的情况，该矿技术人员通过分析原因并进行大量观测，对采煤机离合器进行改进，改进之后使用更加方便、安全，同样也增加了采煤效率。
1210工作面煤层直接充水含水层为山西组砂岩裂隙含水层，该含水层赋水性一般较弱。1210工作面回采范围内地质条件较为简单，在向斜及背斜转折端会造成煤层及顶板列隙发育，回采至该处时可能会出现涌水增大现象。针对这种情况，该矿采用注浆防水和主动加固围岩的方法，工作面内加强排水设施管理及工作面排水能力，预防因顶板突然垮落造成工作面涌水量增大的情况，保证工作面正常回采。
六、结语
煤炭企业由劳动密集型转向资本及技术高密集型。在矿井开采方面采用以日产万吨的超大型综合机械化采，煤工作面为核心的生产工艺。在实现煤炭生产工艺综合机械化的基础上，向遥控和自动化发展，机器人与人工智能和专家系统相结合，为采煤自动化开辟了新的途径。煤炭企业向大型化、集中化、多元化和国际化发展。煤矿企业经营也趋向多元化。电力需求的增长，洁净煤技术的发展，促使煤炭—电力—化工—建材联合企业的发展。外包采掘生产开始应用于煤炭企业。采掘行业的安全将不断提高，安全性将更加受到重视。环境治理及综合利用成为煤炭企业经营的重要方面。采掘工人将变得自由化、市场化人力配备管理。
煤炭资源的丰富性与需求量的融入,对于开采技术提出了更高的要求,在现代化技术手
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段以及在整个采煤技术工程中,针对安全管理与技术提升的要求进行深入探索,对于与国际接轨的现代化采煤技术,包括有自动化控制技术、大功率输出技术等,在煤炭企业中有全新的发展运用,对于整个采煤技术都有很大的促进效果。
科学技术是第一生产力，近年来我国的煤炭开采技术稳步提升，本文从理论与技术发展两个角度分别讲述了我国当前的煤炭技术发展现状，又通过以潞安集团司马煤矿为例进行分析，说明了技术进步和科技能力在煤炭开采中的重要性。但是，随着我国煤炭浅部资源的渐渐枯竭，很快将进入一个深部开采时期，深部开采将面临更多的问题，如高应力、高地温、岩石流变和围岩大变形等，加大科技投入，提高技术能力是永恒不变的准则。同时，近年来地球温室效应日益显著，地下水资源几近枯竭，绿色开采、保水开采、提高煤炭使用效率将成为我国煤炭开采和利用的重要方向。
参考文献：
《煤矿新技术》 著者：煤炭科学研究总院编 出版社：北京计量出版社；
《中国煤炭》 著者：王道温
《山西煤田开采》 著者：刘万铣 出版社：山西科学教育出版社
《生态脆弱区煤炭开发与生态水位保护》 著者：王双明等 出版社：科学出版社
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