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1、辽宁工程技术大学毕业设计中国采煤方法我国煤炭资源丰富，已知含煤区域面积约55万多km2，绝大多数省、市、自治区(含台湾省)都赋存有不同数量的煤炭资源。根据1985年末全国累计探明总们量为782234Mt。 我国煤炭资源赋存有以下主要特点，一是煤炭形成的地质年代长，从早古生代至第四纪，均有煤炭沉积。具有工业价值的煤层形成始于早石炭世，成煤期自老而新有早古生代、早石炭世、早二迭世、石炭二叠纪、晚二叠世、晚三叠世、早侏罗世、中侏罗世、白垩纪、第三纪及第四纪等11个地质年代。早古生代是石煤的主要形成时期，第四纪仅有泥炭堆积。其余9个成煤期中，石炭二叠纪、早中侏罗纪及晚侏罗纪和第三纪，是我国三大聚煤期。
2、因此，形成多类型，多煤层的赋存状态；二是地质构造多，煤层赋存条件多样，1988年统配煤矿可采储量中，按煤层厚度分，薄煤层占1736，中厚煤层占3784，厚煤层占4480；按煤层倾角分，缓倾斜煤层占8595，倾斜煤层占10。16，急倾斜煤层占389。 我国是发展中国家，幅员辽阔，人口多，底子薄，各地区技术、经济发展不平衡，结合资源特点，应用了多种采煤方法，据不完全统计，我国现采用的采煤方法达50余种，是世界上采煤方法最多的国家之一。这些采煤方法的形成，经历了漫长的岁月，特别是新中国成立后，经过改革、发展、完善，积累了丰富的经验，形成了具有我国特点的采煤方法体系。 我国不仅是当今世界上煤炭产量最多
3、的国家，也是世界上最早开发利用煤炭的国家，早在六、七千年以前就已开始开发利用煤炭，有着开采煤炭的悠久历史。 1840年鸦片战争之后，沦为半封建半殖民地的我国煤矿，采煤方法落后，采用原始的穿峒式、残柱式、高落式等采煤方法，采掘等主要作业依靠工人繁重的体力劳动。 1895年以后，日、英、德帝国主义相继在我国开矿，20世纪30年代， 日本帝国主义占领了我国东北，把掠夺中国煤炭资源作为其穷兵黩武的重要资源，采煤方法更向着富有掠夺性的方向发展，滥采乱挖，开采的煤炭资源损失率高达7080以上；矿工的劳动条件极端恶劣，煤矿的安全状况极差，伤亡事故严重。 1945年抗日战争胜利后，大部分煤矿为国民党政权接管，
4、采煤方法基本没有改变。1对旧中国采煤方法的改造(19491957年) 新中国成立后，即对旧中国的采煤方法进行改革。1950年5月，燃料工业部在全国煤矿会议上作出了国营煤矿推行生产方法改革和安全生产的决议，提出要有计划、有步骤地进行生产改革。首先从改革采煤方法开始，把落后的穿峒式、高落式、残柱式等旧采煤方法，改为新的长壁式采煤方法，以提高煤炭资源回收率，保护国家资源。强调在安全的原则下进行生产，改善矿井通风，改善工人的劳动环境和安全生产条件，通过了关于全国煤矿全面推行新的采煤方法的决定，强调指出“采煤方法的改革是煤炭工业的一次革命”。 在缓倾斜薄及中厚煤层中，将残柱式和穿峒式改为单一长壁工作面采
5、煤方法；在缓倾斜、倾斜厚煤层中，将高落式等采煤方法改为倾斜分层下行垮落采煤法，少数特厚煤层改用走向长壁上行水砂充填采煤方法，对急倾斜厚煤层则改用了水平分层下行垮落采煤法。到1957年，国营煤矿以长壁式为主的新采煤方法的产量比重达到了926，采区回采率提高到70左右，工人的劳动环境和安全生产条件得到了明显改善。2长壁式采煤方法的巩固与发展(19571974年) 我国长壁式采煤方法的巩固与发展，是在不断改善顶板管理和提高采煤机械化程度的过程中实现的。在顶板管理方面，改变了旧采煤方法无支护的状况，采煤工作面从采用各种形式的木支架到推广应用金属摩擦支柱和铰接顶梁。 在缓倾斜、倾斜厚及特厚煤层，主要是推
6、行和完善倾斜分层下行垮落采煤法，改进人工假顶的铺设，采用竹笆假顶、荆条假顶、金属网假顶等以代替木板假顶，发展了以金属网为主要假顶材料的铺网工艺；并推行黄泥灌浆等措施以形成稳定的顶板；同时，在缓倾斜特厚煤层中，推行了倾斜分层上行水砂充填采喋方法。 为在厚和特厚煤层中安全可靠地应用倾斜分层走向长壁下行垮落采煤方法，采用了黄泥灌浆，不仅起到了预防煤层自然发火的作用，而且有利于形成再生顶板，使顶板状况得到改善，扩大了下行垮落采煤方法的使用范围。 对急倾斜薄及中厚煤层开采，先后推广应用了风镐落煤的倒台阶采煤法及爆破落煤的单一长壁采煤法。对急倾斜厚煤层，主要推行水平分层和斜切分层采煤法，并在试用掩护支架采
7、煤方法的基础上，创新了伪斜柔性掩护支架采煤法，大大丰富了急倾斜采煤方法的内容。与此同时，对工作面无支护的急倾斜煤层采煤方法，如仰斜条带式仓储采煤方法、伪斜走向长壁仓储式采煤方法、小阶段爆破采煤方法、巷道长壁采煤法及钢绳锯采煤法等，都进行了试验和应用，取得了一定效果。 在推行长壁式采煤方法的过程中，我国十分重视发展机械化采煤，以进一步减轻工人的繁重体力劳动。从50年代开始，在双鸭山，鸡西、淄博、大同、淮南等矿区使用过深截深框式采煤机。1964年研制成功MLQ-64型浅截深单滚筒采煤机，与SGW-44型可弯曲刮板输送机配套，采用金属摩擦支柱和金属铰接顶梁，形成了当时的普通机械化采煤工作面。使采煤工
8、作面的落煤、装煤、运煤和移置输送机等工序实现了机械化。这种普通机械化采煤较快地得到了推广，采煤机械化程度，由“一五”(19531957年)期末的4.11提高到“三五”(19661970年)期末的153，使长壁式采煤方法得到了巩固和发展。3长壁式采煤方法多种采煤工艺的发展及采煤方法的现状(19741990年) 为了进一步发展长壁式采煤方法，我国参照国外发展采煤机械化的经验，进行了综合机械化采煤设备的研制与试验，1974年第一批自行设计、制造的综采设备，在井下进行试验。与此同时；成套引进了国外的综采设备，消化、吸收国外的经验，以便更快、更好地发展我国的综合机械化采煤。 1978年，中国共产党十一届
9、三中全会以后，我国国民经济进入了一个新的发展时期。1979年年初，原煤炭工业部召集了有关专家，系统研究和制订了我国第一个较全面的煤炭工业技术政策，并于同年 9月颁发执行，明确了综合机械化采煤的方向。 随着改革、开放，先后从国外引进了100多套综采设备，并和国外进行了广泛的技术交流，加速了我国综采设备的攻关和研制工作，现在我国已经能够自行设计、制造缓倾斜薄及中厚煤层和厚煤层倾斜分层工作面的综采设备以及缓倾斜厚煤层的综采设备，在主要技术性能方面，接近国外80年代先进水平。从而使我国的综合机械化采煤有了较大的发展，并推动了采煤方法的进一步完善。 为了适应煤炭工业发展的需要，1987年又修订和颁布了新
10、的煤炭工业技术政策，进一步指出要加快发展综合机械化采煤。历年来综合机械化采煤发展情况如表11所示。 在发展综采的同时， 注意提高普通机械化采煤设备的能力和可靠性，1978年后先后研制了 DY-100、DY-150型单滚筒采煤机、MLS3p-170双滚筒采煤机以替代MLQ-64、MLQ2-80型单滚筒采煤机；以SGW-150、SGB-150C型刮板输送机替代SGW-40、SGW-44、SGW-80型刮板输送机。特别是研制成功了单体液压支柱代替金属摩擦支柱。用这三者配套形成新的第二代普通机械化采煤设备；在肥城矿务局进行了试验，取得了良好的技术经济效果，把普通机械化采煤向前推进了一大步。1988年后
11、又用MG-150W，型无链牵引双滚筒采煤机代替单滚筒采煤机，以SGZCF630220型双速侧卸封底式刮板输送机代替SGB-150C型刮板输送机，单体液压支柱配合型长钢梁及切项墩柱支护，完成了第三代普通机械化采煤的设备配套，应用中取得了更加良好的技术经济效果。 在此期间，长壁式采煤工作面的炮采工艺也得到了较大的发展，在徐州矿务局义安矿、峰峰矿务局通二矿、平顶山矿务局五矿和大庄矿，采用了毫秒雷管爆破、配套的防炮崩单体液压支柱和双速大功率刮板输送机，进行爆破装煤的采煤工艺试验取得了成功，并获得良好的技术经济效果，现在已在适合的条件逐步推广。 在不断完善长壁采煤工艺的过程中，对综采放顶煤采煤方法进行了
12、探索。1982年开始研制了综采放顶煤支架，首先在沈阳矿务局蒲河矿缓倾斜特厚煤层中试验。其后在窑街矿务局二矿急倾斜特厚煤层中，进行了水平分段综采放顶煤试验，取得了较好的效果。随后又在通化矿务局道清矿和湾沟矿，辽源矿务局的梅河三井和四井，乌鲁木齐矿务局的六道湾矿等急倾斜特厚煤层相继进行了这种方法的试验，获得较好效果，其单产、工效、安全和其它技术经济指标，均较传统的水平分层、斜切分层、掩护支架、斜坡陷落等采煤方法好。 平顶山矿务局、阳泉矿务局、潞安矿务局等在缓倾斜厚及特厚煤层中，也进行了综采放顶煤的试验，有的矿在某些技术经济指标上取得了良好的效果。但是，煤的自燃、煤尘大和沼气积聚等问题，尚未得到很好
13、解决。另外，煤炭资源回采率也尚不稳定。 一些煤矿在资金不足及适合的煤层条件下，试验了滑移顶梁放顶煤采煤方法，取得了良好的效果。如甘肃省华亭煤矿，在急倾斜特厚煤层中，试验了水平分段滑移顶梁放顶煤采煤方法，取得了良好的技术经济指标。陕西省彬县百子沟煤矿和甘肃省崇信县新窑煤矿，在缓倾斜特厚煤层中，也进行了滑移顶梁放顶煤采煤方法的试验。与这些矿过去采用的旧采煤方法相比，技术经济指标有了明显的改善。但是，也暴露出一些问题，主要是煤层倾角增大后，滑移顶梁支架的不稳定性显得特别突出。为简化采区生产系统，从70年代起，在倾角较小的煤层，推广采用了倾斜长壁采煤法。这种采煤方法减少了生产环节及巷道工程量，经济效益
14、显著。目前采用这种采煤方法的产量约占统配煤矿产量的 12左右，并有进一步发展的趋势。 70年代末期开始，我国试验和推广了无煤柱护巷，沿空掘巷和沿空留巷技术都有较大进展，特别是沿空留巷巷旁充填技术试验获得成功，为无煤柱护巷的发展开辟了更加广阔的前景，也为采用前进式开采创造了条件。此外，成功地应用了跨上山、跨石门回采，改善了巷道维护条件，增加了工作面推进方向长度，减少了煤炭损失，也进一步完善了长壁式采煤方法。 近年来，我国从美国引进了一批连续采煤机，在鸡西，大同、西山等矿务局和部分地方煤矿进行连续采煤机房柱式采煤方法的试验，在煤层赋存条们：适合的矿取得了一定的效果。 我国水力采煤开始于50年代，6
15、0年代实现了落煤水压由初期的56MPa提高到1214MPa，进入 70年代我国试验成功了20MPa高压大射流水力落煤技术。现在落煤的水射流压力已普遍过渡到10MPa以上，采用漏斗式和小阶段式水力采煤方法开采过倾角815度以上、厚度0714m的各类煤层，以及不稳定煤层、岩浆岩侵入、煤尘大等一些特殊条件的煤层。在水力复采残煤技术方面，也积累了一定的经验。而且对金属掩护网下水采、特厚煤层倾斜分层综采配以水射流放顶煤，以及高压细射流机水结合落煤工艺等都进行了探索和试验。 我国的水体下采煤，在50年代成功开采含水冲积层下厚煤层和煤层群的基础上，70年代又开采了淮河、资江等大河流漫滩、近河床以及大型水库下
16、的压煤，同时在基岩含水层，包括石灰岩岩溶水体下和无隔水层条件的河下压煤试采获得成功。80年代，对承压含水层上煤层的试采也获得成功，建筑物下采煤的研究始于60年代，先后进行了工业厂房、村庄和城镇保安煤柱的开采，70年代以来对建筑物的井上、下保护措施进行了较全面的试验研究，取得了较系统的经验，70年代后期以来还成功地开采了井筒和工业场地煤柱。铁路下采煤始于50年代，先从铁路支线压煤开采的试验开始，继而开采了不同条件的铁路煤柱，如山区铁路煤柱、铁路车站和铁路桥梁及干线铁路下煤柱开采，均取得成功，通过不同条件的建筑物下、水体下和铁路下采煤的试验和研究，不仅取得了明显的技术经济效果，还总结了一些矿区上覆岩
