采煤技术的现状与发展趋势

1、中国采煤技术的现状与发展趋势内容摘要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 使煤炭一电力一化工一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

2、理。关键词：储量 采煤技术 发展趋势 净煤目录前言 1一、我国已成为世界最大的自然资源开采国之一 2二、采煤技术国内外现状 2三、采煤技术的发展趋势 3四、煤炭开采技术 4结论 8参考文献 9致谢 10前言煤炭是我国重要的基础能源和重要原料，煤炭工业的发展支撑了国民经济的 快速发展。在20世纪50年代和60年代，煤炭在我国一次能源生产和消费结构中 的比重分别占90%和80%以上，2004年煤炭所占的比例分别为75.6%和67.7% 煤炭是不可再生的资源。煤矿的寿命取决于其所拥有的煤炭储量。我国大多数煤 矿远离城市和经济发达地区、社会负担重，经济基础差。地区条件不一，煤炭企 业发展不平衡性在行业

3、中十分突出。一、我国已成为世界最大的自然资源开采国之一（一）、是世界上多数矿产品的最大生产国在国际组织和一些国家所统计的矿产品种类当中，绝大多数品种我国都有储 量并进行生产；在国际贸易中交易量最大的一次能源和金属类矿产品当中，所有 大宗产品的产量我国都名列世界前茅，还有许多种矿产品的产量我国位居世界第（二）、我国矿产品的高产量是由过度开采维持的必须指出的是，在我国矿产品在世界位居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，就各种矿产的绝对储量来说，与其他一些国家相比，我国的储 量也不算很富集。但我国许多种矿产品生产长时

4、期维持高产，这不能不说是对自 然资源的不计后果的开发。（三）、过度开采使我国的多数矿产资源将在近期枯竭不顾储量多少、毫无节制的掠夺性开采，使我国的大多数矿产资源面临将在 近期枯竭的局面。根据联合国矿业制品统计年鉴、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可开采年限的统计，金属 可开采储量的数值为金属净含量，可开采年数由可采储量除以1999年或1997年的当年生产量求得。矿产资源不可再生，我国储量相对于人口的庞大需求规模又严重不足，对这 样珍贵的自然资源为了眼前利益进行掠夺性的开采，后果是严重的，不良影响是 深远的。与我国形成鲜明对照的是，世界上许多国家从资源开发战略

5、出发，对本国各 种自然资源采取了有计划地节制开发、重在保护的政策。二、采煤技术国内外现状煤炭企业集团化发展，集团下属企业多、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成本 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，生产系统形式多样，各系统协调运作， 管理难度大。井下作业环境的独特复杂性，使行业生产技术具有特殊专业要求， 种类多，管理难度大。安全生产是煤矿管理工作的重点，煤矿 监控系统技术复杂、 形式多

6、样，监控数据量大。我国采煤方法的分类主要采煤开采方法及其优缺点与适合条件采煤方法种类很多，目前世界主要产煤国家使用的采煤方法，总的划分为壁 式和柱式两大类。这两种不同类型的采煤方法，无论从采煤系统，还是回采工艺 都有很大的区别。柱式采煤法的特点是煤壁短呈方柱形，同时开采的工作面的两端巷道分别做 为入风和回风、运煤和运料用，采出的煤炭平行于煤壁方向运出工作面，我国多 采用壁式采煤法开采煤层。壁式体系采煤法。一般长工作面采煤为其主要特征，产量约占我国国有重点 煤矿的95%以上。随着煤层厚度及倾角的不同，开采技术和采煤方法会有区别。 对于薄及中厚煤层，一般都是按煤层全厚一次采出，即正层开采。对于厚煤

7、层， 可把它分为若干中等厚度（23m）进行开采，即分层开采，也可采用放顶煤整 层开采。无论整层开采或分层开采，依据不同倾角、按采煤工作面推进方向，又第2页共12页可分为走向长壁开采和倾斜长壁开采两种类型。上述每一类型的采煤方法在用于 不同的矿山地质条件及技术条件时，又有很多变化。开采厚煤层及特厚煤层时， 煤层厚度超过5m,采场空间支护技术和装备目前尚无法合理解决。因此，为了克 服整层开采的困难，可把厚煤层分为若干中等厚度的分层来开采。根据煤层赋存 条件及开采技术不同一般分为如下几种采煤法，分层采煤法又可分为倾斜分层、 水平分层、斜切分层三种。1、巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低、投产快。 2

8、、运输系统简单，占用设备少，运输费用低。3、减少了工作面长度的变化给生产带来的不利影响，对综合机械化采煤非常有利。4、通风线路短，风流方向转折变化少，同时使巷道交岔点和枫桥等通风构筑物也相应减少。缺点：长距离的倾 斜巷道，使掘进及辅助运输、行人比较困难，有时存在污风下行问题。倾斜分层采煤法。厚煤层沿倾斜面划分分层的采煤法。长壁放顶煤采煤法。开采6m以上缓斜厚煤层时，先采出煤层底部长壁工作面 的煤，随即放采上部顶煤的采煤法。优点：1、单产高：工作面内具有多个出煤点， 而且在工作面内可实现分段平行作业，即在不同地段采煤和放煤同时进行，因而 易于实现高产。2、效率高：由于放顶煤工作面的一次采出厚度大

9、，生产集中，放 煤工艺劳动量小以及出煤点增多等原因，其生产效益和经济效益大幅度提高。3、成本低：放顶煤开采比分层开采减少了分层数目和铺网工序，由此节省了铺网费 用，此外其他材料、电力消耗，工资费用等也都相应减少。4、巷道掘进量小：掘进量和巷道维护费用减少，便于采掘接替。缺点：1、煤损失多 在目前的技术水平条件下，放顶煤开采的工作面煤炭采出率一般比分层开采低10%左右。2、易发火 由于煤损较多，在回采期间采空区就有可能发生自燃。3、煤尘大 在放顶煤工作面，采煤机割煤、支架操作时的架间漏煤及放煤均为煤粉的来源。4、瓦斯易积聚 与分层开采相比，放顶煤开采的产量集中，瓦斯散发面大，采空区高度大， 易于

10、积聚。掩护支架采煤法。在急斜煤层，沿走向布置采煤工作面，用掩护支架将采空 区和工作空间隔开，向俯斜推进的采煤法。伪倾斜柔性掩护支架采煤法。在急倾斜煤层中，伪倾斜布置采煤工作面，用 柔性掩护支架将采空区和工作空间隔开沿走向推进的采煤法。倒台阶采煤法。在急倾斜煤层的阶段或区段内，布置下部超前的台阶形工作 面，并沿走向推进的采煤方法。正台阶采煤法。在急倾斜煤层的阶段或区段内，沿伪斜方向布置成上部超前 的台阶形工作面，并沿走向推进的采煤方法。水平分层采煤法。急斜厚煤层沿水平面划分分层的采煤方法。斜切分层采煤法。急斜厚煤层中沿与水平面成 25度至30度的斜面划分分层 的采煤方法。房柱式采煤法。沿巷道每隔

11、一定距离先采煤房直至边界，再后退采出煤房之 间煤柱的采煤法。优点：设备投资少，一套柱式机械化采煤设备的价格为长壁综 采的四分之一。采掘可实现合一，建设期短，出煤快，设备运转灵活，搬迁快。 巷道压力小，便于维护，支护简单，可用锚杆支护顶板。缺点：采区采出率低， 一般为50%60%;通风条件差、漏风大。三、采煤技术的发展趋势矿山机械在经济建设、科学进步和社会发展中占有十分重要的地位和作用， 属于国名经济的支柱行也。矿山机械制造业是国家建立独立工业体系的基础，也 是衡量一个国家工业实力的重要标志。根据国家重点支持能源、交通和原材料等 基础工业发展的产业政策，矿山机械作为这些基础工业的支柱应优先得到国

12、家的重点支持，以得到进一步发展和提高，为煤炭、金属和非金属矿山的开发提供更 多的具有国际先进水平的优势、高效设备，满足国民经济发展对能源和原材料的 在亚 1W女0改革开放三十年来，我国矿山机械制造业经历了引进消化吸收国外先进技术、 合作设计和合制造、自主这几的发展道路，特别是在设施国务院关于加快振兴 装备制造业若干意见的推动下，矿山机械制造业基本实现了两大转变，一是产 品开发由仿制型向自主创新型转变二是经济运行由粗放型向效益型转变。2000年以来，在国内基础工业和基础建设大于发展的拉动下，矿山机械产品市场需求旺 盛，工业总产值和销售额年增长速度稳定在 32%40%市场需求在带动矿山机械制 造业

13、经济增长的同时，更促进了整个星爷的技术进步，涌现了一批现有自主知识 产权的重大新产品，如北方重工研制了 1 11m水泥平衡盾构和9.8km大型平面转弯 带式输送机，中信重业研制了 8.8M.8半自磨机和6.2 >9.5m溢流型球磨机，并与 2008年中标奥大意亚SINO铁矿6组12台世界最大的12.2 Xl0.9m半自磨机和 7.9X13.6溢流型球磨机，太原重型机械集团研制了35m3和55m3大型矿用挖掘机和1800kw2040kw大功率厚煤矿采煤机，上海建设路桥研制了 6m电液控制液 压支架等。上述重大新产品的成功研制，为国民经济建设作出了积极贡献，同时 缩小了与先进国家的差距，提升

14、了参与国际竞争的能力，我国矿山机械性也在国 际矿山工程建设中正在发挥越来越大的作用。矿山机械的发展一人类的技术进步、现代科学技术和整体工业水平息息相关， 特别是与机械工程科学和采矿科学的发展紧密相连。现代科学技术前沿具有明显 的时域、领域和动态特性。信息科学、材料科学、生命科学、纳米科学、管理科 学和制造科学是改变21世纪的主流科学，由此产生的高新技术及其产业将改变世 界。不同科学之间的交叉融合将产生新的科学聚焦，经济的发展和社会的进步对 矿山机械产生新的要求和期望。机械工程科学发展的总趋势将是数字化、智能化、 精密华、微型化、生命化和动态化。矿山机械作为机械工程学科的一个分支，也 遵循这个发

15、展的总趋势。同时，结合矿山行业的特点，其发展趋势是数字化、智 能化、生态化和宜人化。矿山机械制造业应不断融入人类在各领域的优秀成果， 面向国家经济建设重大需求，以科学发展观为指导，实现可持续发展。四、煤炭开采技术（一）煤矿安全与矿区环境治理问题1、煤炭安全形势严峻2004年煤矿共死亡6027人，百万吨死亡率为3.08,显著高于世界其它主要 国家。如美国为0.03,波兰0.09;大多数煤矿生产和安全技术装备落后，防灾抗灾能力差，重大、特大事故频 繁发生。2004年共发生死亡10人以上特大和特别重大事故 42起，死亡1008人。2、矿区环境治理问题矿井生产中排放的煤什石约占原煤产量的810%,现已

16、累计堆存煤什石30多亿吨，占地超过15万亩。矿区地面塌陷、煤田自燃火灾、部分煤什石自燃、煤矿瓦斯排放对生态环境 构成严重影响。煤矿开采每年排出地下水约22亿立方米，我国西北部主要煤炭产区，煤炭开 采加剧了水资源的匮乏，对矿区生态环境造成影响。井下煤层气年抽出量约100亿立方米，90%直接排放到大气中。（二）煤炭运输与燃煤污染问题1、煤炭运输制约我国煤炭资源主要分布在西北部，而煤炭消费重心在东南部，形成了"北煤南运、西煤东调"的格局，运输距离长，运输费用高，影响煤炭供应能力和市场竞争 力：铁路运力不足的问题将长期存在；港口吞吐能力满足不了需要；公路长距离 运输成本过高。2、煤

17、炭消费与环境保护问题煤炭在利用过程中将产生大量的污染物和温室气体。特别是煤炭的不合理利 用，排放了大量烟尘和有害气体，严重污染环境。随着煤炭消费量的增加，环境 保护压力将越来越大。我国酸雨覆盖区已扩大到约占国土总面积的 30% , SO2排放的75%以上来源 于燃煤。2003年SO2排放总量增加至2158万吨，酸雨污染加重。2003年燃煤总量增加，烟尘排放总量增加至 1047万吨。我国CO2排放量目前居世界第二位，CO2的排放约80%来自煤炭燃烧。（三）、煤炭工业发展的战略对策通过优化结构、合理开发利用，保障煤炭长期稳定供给，促进煤炭行业健康、 协调、可持续发展。煤炭是我国重要的基础能源和重要

18、原料，是不可再生的矿产资源。煤炭生产 是高危险性和高风风险的行业，要把节约资源、保障安全和保护环境放在重要的 位置，合理开发利用，以保障煤炭长期稳定供给。煤炭行业必须淘汰技术落后的 粗放型生产方式，走新型工业化道路，国家应制定长远战略对煤炭资源实行保护 性开采和利用。优化行业结构。我国煤炭产业集中度仍然很低，具备安全生产条件的煤矿生 产能力不足，必须抓好大型煤炭基地建设，培育和发展大型煤炭企业集团。煤炭 是艰苦和危险的行业，必须改善行业的发展环境，以吸引投资和人才。优化生产技术结构，进一步用先进适用技术改造和提升煤炭工业。要搞好新 井建设和现有矿井技术改造，建设高产高效矿井，促进产业升级，实现

19、煤矿生产 技术装备的现代化；要全面提高煤矿开采技术水平，支持大型煤炭企业通过收购、 兼并、联合、重组方式改造中小煤矿；要逐步淘汰资源回收率低、安全条件差的 落后生产技术，支持依法生产的小煤矿，通过技术改造，实现有序健康发展。优化产品结构，提高煤炭及煤炭行业的竞争力。发展和推广应用洁净煤技术， 通过煤炭高效洁净利用技术，减少煤炭利用过程中的污染物和温室气体排放，提 高煤炭的竞争力；通过煤炭加工和转化延长煤炭产品的产业链， 拓展煤炭市场。（四）、培育和发展大型企业和企业集团通过市场引导和政府推动，积极培育和发展跨地区、跨行业、跨所有制、跨 国经营、亿吨级以上的大型企业集团。这些企业集团国内市场占有

20、率将达到60%以上，成为商品煤供应基地、出口煤基地、煤炭深加工基地和市场投资主体。鼓励煤炭企业发展相关产业。支持煤电联营，鼓励煤炭与电力企业联合建立 坑口电厂；支持煤炭企业与冶金、化工和建材行业实现上下游产业的联营。（五）、建设大型煤炭基地根据国务院"重点支持大型煤炭基地建设，促进煤电联营，形成若干个亿吨级 煤炭骨干企业”的决策，结合煤炭开发布局，选择煤炭资源条件好，具有发展潜力 的矿区作为大型煤炭基地。抓好基地内主要矿区的新井建设和现有矿井技术改造， 提高大型煤炭基地产能比重。建设大型煤炭基地，提高大中型煤矿的技术水平和生产能力，保障煤炭长期稳定供给。13个大型煤炭基地，现有煤矿生

21、产能力 8亿吨，预计2010年达到15 亿吨，2020年达到18亿吨。（六）建设高产高效矿井、全面提高煤矿开采技术水平大力发展综合机械化采掘技术，推进高产高效煤矿建设，实现煤矿高效、安 全、洁净开采。建设一批大中型现代化矿井；对现有大中型矿井进行技术改造； 联合改造小煤矿，全面提高煤矿开采技术水平和资源采出率。我国煤矿采煤机械 化程度仅为42%,小型煤矿采煤方法和采煤工艺必须进行改革，要逐步淘汰和禁 止非正规采煤方法和落后的采煤工艺，大力推广机械化采煤技术。（七）建立煤矿安全长效机制提高安全生产准入门槛。目前乡镇小煤矿产量仍占我国煤炭总产量的39% ,乡镇小煤矿生产保障了我国煤炭需求的供给，但

22、在资源消耗和人员伤亡上，付出 了很大的代价。必须建立严格的煤炭开采准入制度，逐步淘汰安全条件差的落后 煤矿。加大煤矿安全投入。国家继续对煤炭行业特别是煤矿安全给予必要的政策支 持，重点支持大中型煤矿技术改造。在规范煤矿维简费管理的基础上，严格安全 费用提取和使用，加大煤矿安全生产设施投入。加大监察执法力度。加强对各类煤矿的安全监察，依法惩处违法违规现象， 做到有法必依，执法必严，违法必究。在2010年前，全国煤矿百万吨死亡率力争从 2004年的3.08降到1.5以下, 其中大型煤矿为0.4以下。（八）加强煤炭开发的资源保障增加煤炭资源勘查投入。要建设大型煤矿和煤炭基地，应为煤炭资源勘探的 投入

23、创造良好的环境。加强资源管理。资源勘探开发登记、矿业权设置必须符合煤炭开发规划和矿 区总体规划。国家要控制大型矿区勘查开发规划的审批。提高煤炭资源利用率。制定可行的管理措施和经济政策，激励企业珍惜煤炭 资源，不断提高资源回收率。（九）大力开发和推广洁净煤技术洁净煤技术可使煤炭成为高效和比较洁净利用的燃料，是中国能源可持续发 展的现实选择，包括四个部分，即煤炭加工技术、燃烧技术、煤炭转化技术和开 发利用中的污染控制技术。中国已成为世界煤炭焦化生产、消费及贸易大国。通过气化、液化等转化技 术，生产替代石油的发动机燃料和化工产品，如乙烯、丙烯等。大力发展现代化 高效燃煤发电技术，改变我国终端能源的消

24、费结构，减少煤炭直接燃烧造成的污 染和温室气体排放，保障能源供给和安全。（十）资源综合开发与环境保护开发煤层气资源。依托资源和政策优势，当前以地面开发与煤矿井下瓦斯抽 放相结合，实现煤层气开发产业化，变废为宝、变害为利。做好水资源保护与矿井水利用，矿区土地复垦与环境保护，控制煤什石的产 出量，提高煤什石的综合利用率。（十一）关注煤炭行业发展的深层次问题1 .提高煤炭运输能力加快铁路运煤通道建设，提高煤炭运输能力；放开铁路运输价格，取消计划 内外双重价格；尽快取消铁路建设基金。2 .切实减轻煤炭企业税收负担借鉴国外主要采煤国家经验，制定符合煤炭工业发展规律的税收政策体系， 公平税负。按照国务院1

25、994年确定的"既要建立新的增值税机制，又要照顾煤炭 第6页共12页行业的实际困难，不增加国有重点煤炭企业的税负水平,保持1993年3.35%的税 负的原则"，调整煤炭税收政策。3 .加快分离企业办社会职能加快企业主辅分离，分离企业办社会的职能，努力拓宽就业渠道，做好煤矿 及矿区人员的再就业工作。4 .建立和完善煤矿准入和退出机制规范煤矿准入标准，建立和完善勘探开发资质认证制度，提高资源开发、土 地利用、环境保护准入门槛，减少煤矿数量，提高产业集中度。坚决关闭开采方式落后和不符合基本安全生产条件的小煤矿，严厉打击非法 开采现象，保障安全生产。解决煤矿衰老报废的转产、人员安置等问题，鼓励和引导企业调整产业结构， 发展替代产业，为其生存和发展创造良好的外部条件。5 .科学界定煤炭产业地位参照国际的有关做法，可将煤炭行业划入第一产业范围，制定相关法律、法 规和与其产业地位相适应的财政、税收、金融、投资政策。6 .建立煤炭价格形成机制政府应考虑煤炭资源、环境治理、煤矿安全、煤矿衰老报废