采煤方法的选择及发展

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1、煤矿开采学煤矿开采学资源与环境工程学院资源与环境工程学院刘承论刘承论刘承论刘承论第十章 采煤方法的选择及发展第一节第一节 选择采煤方法的原则及影响因素分析选择采煤方法的原则及影响因素分析一、选择采煤方法的原则一、选择采煤方法的原则 安全、经济、煤炭采出率高安全、经济、煤炭采出率高 ( (一一) )生产安全生产安全 安全为了生产，生产必须安全。应当充分利用先进技术安全为了生产，生产必须安全。应当充分利用先进技术和提高科学管理水平，以保证井下生产安全，不断改善劳动和提高科学管理水平，以保证井下生产安全，不断改善劳动条件。对于所选择的采煤方法应仔细检查采煤工艺的各个工条件。对于所选择的采煤方法应仔细

2、检查采煤工艺的各个工序以及采煤系统的各生产环节，务使其符合序以及采煤系统的各生产环节，务使其符合煤矿安全规程煤矿安全规程的各项规定。的各项规定。 我国煤矿企业安全生产状况基本数据年份 全国煤矿 国有重点煤矿 死亡数（人） 煤炭产量（万吨） 百万吨死亡率 死亡数 煤炭产量（万吨） 百万吨死亡率 原煤全员效率（吨/工） 百万个工作日死亡率 1980 5067 62013 8.17 1559 34439 4.53 0.91 4.13 1982 4805 66632 7.21 1555 34990 4.44 0.87 3.88 1984 5698 78923 7.22 1574 39470 3.99

3、0.90 3.60 1986 6736 88056 7.65 1236 41392 2.99 1.00 2.99 1988 6469 95412 6.78 1091 43445 2.51 1.09 2.74 1990 6515 105766 6.16 686 48022 1.43 1.23 1.76 1992 4942 106109 4.66 488 48126 1.01 1.33 1.35 1994 7016 125529 5.59 551 43799 1.26 1.59 2.00 1996 6404 137408 4.66 515 46880 1.17 2.00 2.34 1998 613

4、4 122167 5.02 479 44146 1.09 2.18 2.37 2000 5798 99917 5.8 700 48498 1.44 2.53 3.65 2002 6995 141530 4.94 904 71458 1.27 3.12 3.96 2004 6027 199735 3.08 854 93880 0.93 3.76 3.50 2005 5938 215132 2.81 984 102421 0.96 4.11 3.94 注：百万个工作日死亡率（死亡人数/百万个工作日）=百万吨死亡率（死亡人数/百万吨产量）原煤生产全员效率（吨/工） 资料来源：根据中国煤炭志综合卷；中

5、国煤炭工业年鉴各期；中国煤炭工业统计资料汇编（19492004）整理。 一般应该做到以下几个方面：(1)(1)合理布置巷道，保证巷道维护状态良好，满足采掘接替合理布置巷道，保证巷道维护状态良好，满足采掘接替 要求，建立妥善的通风、运输、行人以及防火、防尘、要求，建立妥善的通风、运输、行人以及防火、防尘、 防瓦斯积聚、防水和处理各种灾害事故的系统和措施，防瓦斯积聚、防水和处理各种灾害事故的系统和措施， 并尽量创造良好的工作条件。并尽量创造良好的工作条件。(2)(2)正确确定和安排采煤工艺过程，切实防止冒顶、片帮、正确确定和安排采煤工艺过程，切实防止冒顶、片帮、 支架倾倒、机械事故以及避免其他可能

6、危及人身安全和支架倾倒、机械事故以及避免其他可能危及人身安全和 正常生产的各种事故发生。正常生产的各种事故发生。(3)(3)认真编制采煤工作面作业规程，制定完整、合理的安全认真编制采煤工作面作业规程，制定完整、合理的安全 技术措施，并建立制度以保证实施。技术措施，并建立制度以保证实施。 ( (二二) )经济合理经济合理 经济效果是评价采煤方法好坏的一个重要依据。通常适合经济效果是评价采煤方法好坏的一个重要依据。通常适合于某一具体条件的采煤方法可以列出许多种，而每一种采煤方于某一具体条件的采煤方法可以列出许多种，而每一种采煤方法的主要经济指标法的主要经济指标( (如产量、效率、材料和动力消耗、巷

7、道掘如产量、效率、材料和动力消耗、巷道掘进量和维护量等进量和维护量等) )是不相同的，甚至相当悬殊。因此，在选择是不相同的，甚至相当悬殊。因此，在选择采煤方法时不仅要列出几种方案进行技术分析，而且在经济效采煤方法时不仅要列出几种方案进行技术分析，而且在经济效益上要进行比较，最后益上要进行比较，最后确定技术可行经济上合理的方案确定技术可行经济上合理的方案。一般应当符合以下五个方面的要求一般应当符合以下五个方面的要求(1)(1)采煤工作面单产高采煤工作面单产高 提高工作面产量，是实现矿井稳产、高产，提高采区和整提高工作面产量，是实现矿井稳产、高产，提高采区和整个矿井各项技术经济指标的中心环节。提高

8、工作面产量，主要个矿井各项技术经济指标的中心环节。提高工作面产量，主要应当提高工作面机械化程度，尽可能加大回采进度和合理加大应当提高工作面机械化程度，尽可能加大回采进度和合理加大工作面长度，加强生产的组织管理。工作面长度，加强生产的组织管理。(2)(2)劳动效率高劳动效率高 为了提高劳动效率，必须不断提高职工素质，改善经营管为了提高劳动效率，必须不断提高职工素质，改善经营管理。同时要选择合理的采煤工艺和劳动组织，采用先进的技术理。同时要选择合理的采煤工艺和劳动组织，采用先进的技术装备，努力实现机械化或综合机械化。装备，努力实现机械化或综合机械化。 (3)(3)材料消耗少材料消耗少 减少采煤工作

9、面的各种材料消耗，特别是要减少坑木、减少采煤工作面的各种材料消耗，特别是要减少坑木、钢材以及炸药、雷管等的消耗，为此必须加强管理，注意材钢材以及炸药、雷管等的消耗，为此必须加强管理，注意材料回收复用，正确确定钻眼爆破方法。料回收复用，正确确定钻眼爆破方法。(4)(4)煤炭质量好煤炭质量好 要求煤炭的含矸率和灰分低，注意改进采煤工艺和支护要求煤炭的含矸率和灰分低，注意改进采煤工艺和支护设计，尽量防止矸石或岩粉混入煤中。设计，尽量防止矸石或岩粉混入煤中。(5)(5)成本低成本低 成本是经济技术效果的综合反映。努力提高工作面单产成本是经济技术效果的综合反映。努力提高工作面单产和劳动效率，降低材料消耗

10、，保证煤炭质量，是降低煤炭生和劳动效率，降低材料消耗，保证煤炭质量，是降低煤炭生产成本的主要途径，正确布置巷道，减少巷道掘进和维护工产成本的主要途径，正确布置巷道，减少巷道掘进和维护工作量，加强生产管理，合理使用劳力，认真组织工作面正规作量，加强生产管理，合理使用劳力，认真组织工作面正规循环作业，也是降低成本的重要手段。循环作业，也是降低成本的重要手段。 ( (三三) )煤炭采出率高煤炭采出率高 减少煤炭损失，提高煤炭采出率，充分利用煤炭资源，减少煤炭损失，提高煤炭采出率，充分利用煤炭资源，是国家对煤矿企业的一项重要技术政策。同时减少煤炭损失，是国家对煤矿企业的一项重要技术政策。同时减少煤炭损

11、失，也是防止煤的自燃、减少井下火灾、保持和延长采煤工作面也是防止煤的自燃、减少井下火灾、保持和延长采煤工作面和采区的开采期限、降低掘进率、保证正常生产的重要措施。和采区的开采期限、降低掘进率、保证正常生产的重要措施。 上述三方面的要求是密切联系、互相制约的，应当综合上述三方面的要求是密切联系、互相制约的，应当综合考虑，力求得到充分满足。考虑，力求得到充分满足。 二、选择采煤方法的影响因素二、选择采煤方法的影响因素 ( (一一) )地质因素地质因素(1)(1)煤层倾角煤层倾角 煤层倾角是影响采煤方法选择的重要因素。倾角的变化不仅直接影响采煤工作面的落煤方法、运煤方式、采场支护和采空区处理等的选择

12、，而且也直接影响巷道布置、运输、通风及采煤方法各种参数的确定。(2)(2)煤层厚度煤层厚度 煤层厚度的变化也是影响采煤方法选择的重要因素，应根据煤层厚度选择不同的采煤方法。薄及中厚煤层通常为一次采全厚，厚及特厚煤层可以采用分层开采的方法，也可用大采高或放顶煤采煤法。此外，煤层厚度也影响到采空区处理方法的选择，如煤层厚度特别大，易自燃，可考虑采用充填采空区的处理方法。 地质因素地质因素技术经济因素技术经济因素管理水平因素管理水平因素(3)煤层及围岩的特征 煤层的软硬及其结构特征(含夹矸的情况等)、围岩的稳定性等等，都直接影响到采煤机械、采煤工艺以及采空区处理方法的选择。煤层及围岩性质还直接影响到

13、巷道布置及其维护方法，也影响到采区中各种参数的确定。(4)煤层的地质构造情况 埋藏条件稳定的煤层有利于选用综采；埋藏条件不稳定，煤层构造较复杂宜用普采；多走向断层时，宜采用走向长壁；多倾斜断层时，宜采用倾斜长壁。 因此，在选择采煤方法之前，应当充分掌握开采范围内的地质构造情况，以便正确地选择相应的采煤方法。(5)煤层的含水性、瓦斯涌出量及煤的自燃情况 煤层及围岩含水量大时，需要在采煤之前预先疏干，或在采煤过程中布置排水及疏水系统。煤层含瓦斯量大时，要布置预抽瓦斯的巷道，同时，采煤工作面通风应采取一定的措施。煤层的自燃性及发火期直接影响巷道布置、巷道维护方法和采煤工作面推进方向，决定着是否需要采

14、取防火灌浆措施或选用充填采煤法。所有这些在选择采煤方法时，均应当充分加以考虑。 ( (二二) )技术发展及装备水平的影响技术发展及装备水平的影响 技术发展及装备水平也会影响到采煤方法的选择，技术发展及装备水平也会影响到采煤方法的选择，其中主要是机械装备水平以及生产中的设备供应条件。其中主要是机械装备水平以及生产中的设备供应条件。例如，采用综采设备使采煤工艺带来很大变化，它影例如，采用综采设备使采煤工艺带来很大变化，它影响巷道布置及其生产系统。但是，综采的应用有时受响巷道布置及其生产系统。但是，综采的应用有时受设备供应条件的限制。又如钢材供应不足，则影响支设备供应条件的限制。又如钢材供应不足，则

15、影响支护手段的改革，影响沿空留巷及往复式开采的进一步护手段的改革，影响沿空留巷及往复式开采的进一步推广。再有，在急斜煤层采煤法及特厚煤层水砂充填推广。再有，在急斜煤层采煤法及特厚煤层水砂充填采煤法中，目前采煤机械化程度比较低，所以暂时仍采煤法中，目前采煤机械化程度比较低，所以暂时仍只能应用一些老的采煤方法，待将来采煤机械化发展只能应用一些老的采煤方法，待将来采煤机械化发展后，必然导致新采煤方法的应用和发展。后，必然导致新采煤方法的应用和发展。 ( (三三) )管理水平因素管理水平因素 管理水平及职工素质有时对选择采煤方法产生一定管理水平及职工素质有时对选择采煤方法产生一定影响。在管理水平较差的

16、条件下，一些难度较大的开采影响。在管理水平较差的条件下，一些难度较大的开采技术和工艺，如大采高一次采全厚综采及大倾角综采等，技术和工艺，如大采高一次采全厚综采及大倾角综采等，应有计划地逐步推广，先易后难，掌握其规律及经验，应有计划地逐步推广，先易后难，掌握其规律及经验，并对职工进行技术培训，条件成熟后再推广应用并对职工进行技术培训，条件成熟后再推广应用。第二节第二节 采煤方法工艺技术的发展采煤方法工艺技术的发展 采煤方法工艺技术在煤矿生产中占有极为重要的地位。一个采煤方法工艺技术在煤矿生产中占有极为重要的地位。一个煤矿企业生产指标的优劣，除资源条件外，主要决定于所采用的工煤矿企业生产指标的优劣

17、，除资源条件外，主要决定于所采用的工艺技术的适用性和先进性。艺技术的适用性和先进性。 一、采煤技术发展及我国高产高效矿井建设概况一、采煤技术发展及我国高产高效矿井建设概况 壁式体系可实现连续采煤，具有单产高、工效高、采出率高及适用性强等优点。 80年代以来，美国、澳大利亚等国发展应用了壁式体系采煤技术，一个矿井一个综采工作面生产，年产达3.0 Mta以上，矿井全员工效可达70100 t工以上，一跃达到世界领先地位。美国煤层优越的赋存条件及壁式开采技术的发展，使得矿井平均全员工效已由十多年前的10t工左右，提高到25 t工以上，是西欧国家的三倍；澳大利亚的情况基本与美国相似。 总的来看，在世界范

18、围内，壁式体系是发展趋势。我国煤层赋存条总的来看，在世界范围内，壁式体系是发展趋势。我国煤层赋存条件多样，开采条件较复杂，主体将发展以壁式体系综采为主的不同类型件多样，开采条件较复杂，主体将发展以壁式体系综采为主的不同类型的长壁式开采技术。的长壁式开采技术。 我国煤矿企业安全生产状况基本数据年份 全国煤矿 国有重点煤矿 死亡数（人） 煤炭产量（万吨） 百万吨死亡率 死亡数 煤炭产量（万吨） 百万吨死亡率 原煤全员效原煤全员效率（吨率（吨/工）工） 百万个工作日死亡率 1980 5067 62013 8.17 1559 34439 4.53 0.91 4.13 1982 4805 66632 7

19、.21 1555 34990 4.44 0.87 3.88 1984 5698 78923 7.22 1574 39470 3.99 0.90 3.60 1986 6736 88056 7.65 1236 41392 2.99 1.00 2.99 1988 6469 95412 6.78 1091 43445 2.51 1.09 2.74 1990 6515 105766 6.16 686 48022 1.43 1.23 1.76 1992 4942 106109 4.66 488 48126 1.01 1.33 1.35 1994 7016 125529 5.59 551 43799 1.2

20、6 1.59 2.00 1996 6404 137408 4.66 515 46880 1.17 2.00 2.34 1998 6134 122167 5.02 479 44146 1.09 2.18 2.37 2000 5798 99917 5.8 700 48498 1.44 2.53 3.65 2002 6995 141530 4.94 904 71458 1.27 3.12 3.96 2004 6027 199735 3.08 854 93880 0.93 3.76 3.50 2005 5938 215132 2.81 984 102421 0.96 4.11 3.94 注：百万个工作

21、日死亡率（死亡人数/百万个工作日）=百万吨死亡率（死亡人数/百万吨产量）原煤生产全员效率（吨/工） 资料来源：根据中国煤炭志综合卷；中国煤炭工业年鉴各期；中国煤炭工业统计资料汇编（19492004）整理。 美国25 t工 研究高产高效矿井建设的最佳模式及配套适用技术是当前一项重要任务。高产高效矿井建设是煤矿开采技术发展及提高经济效益的主导方向。我国国情不同，且开采煤层的地质条件具有多样性和复杂性。应根据不同的地质开采条件、经济条件，建设不同层次、不同类型的高产高效矿井，建立综合的评价体系及指标，以高效益为目标提高各类矿井的综合开采效益。各层次高产高效矿井的部级标准高产高效矿井模式：高产高效矿井

22、模式：一矿一面或一矿两面一矿一面或一矿两面综采：一个队（一个采面）综采：一个队（一个采面）100100万万t/at/a20022002年年 7878个综采队年产超过个综采队年产超过100100万吨万吨 1818个综采队年产超过个综采队年产超过200200万吨万吨 9 9个综采队年产超过个综采队年产超过300300万吨万吨 神华大柳塔矿综采队年产神华大柳塔矿综采队年产803803万吨万吨 一矿一面全矿产量一矿一面全矿产量920920万吨万吨 全矿职工全矿职工350350人人 济三矿（设计济三矿（设计500 500 万）万） 20012001年年 530530万万 20022002年年 80080

23、0万万 20032003年年 10001000万万高产高效矿井高产高效矿井二、长壁综采的高产高效工艺技术二、长壁综采的高产高效工艺技术 世界上以长壁开采为主的主要产煤国综采程度均达到80以上，有的接近100。我国国有重点煤矿矿井缓斜煤层可采储量及产量比重均在85左右，但综采程度尚不到50。长壁综采是今后发展的主要方向。 (一)缓斜中厚煤层单一长壁综采 1美国日产万吨以上的高产高效综采 年份美国中国平均面长m最大面长m平均推进长度m最大推进长度m面长/m推进长度m1994237333247044181501808001000 采煤机总功率（大）1492 kw采煤机操作普遍采用遥控方式。目前美国有

24、三个长壁综采工作面用智能采煤机，可根据预先设定的顶煤厚度，自动调整滚筒高度，自动调整牵引速度和测定采煤机位置牵引速度最高23mmim电牵引、无链牵引截深最大1.12m刮板输送机功率最大1790kW1000th3500 th液压支架6000kN9 800kN多采用高工作阻力整体顶梁两柱掩护式，移架速度可达17架min工作面电压950V2300 V、3300 V，有9个矿井已达4160V。 2 2引进国外装备日产万吨以上高产高效综采引进国外装备日产万吨以上高产高效综采 我国晋城、兖州、神府等矿区已引进国外日产万吨的有关综采装备，结合国情配套应用。 兖州矿务集团公司南屯矿引进了日本MCLE600-D

25、Rl 02 102型电牵引双滚筒采煤机、英国AFC3375 kW刮板输送机，配套采用国产SZY560一1.753-6型液压支架。在1996年年产达年年产达3.50 Mt。综采面煤层厚度3.03.3 m，倾角26。，工作面长度219 m。采煤机功率680 kW，截割深度1 m，牵引速度10 mmin，刮板输送机能力2000 th，移架时间最快为810 s架，装备总功率到3197 kW，电压3 300 V。使用表明，若进一步完善配套设施，还有发展的潜力。 神华集团大柳塔矿引进国外大功率综采设备，1996年最高年最高日产达日产达1.7万万t。矿井全员工效达。矿井全员工效达1 4.88 t工。工。 3

26、 3国产装备日产国产装备日产7000 t7000 t高产高效综采高产高效综采 结合我国国情，在综采工作面电压不升级(1140V)的情况下，已成功研制并应用了日产7000 t的综采配套设备。 MG2400W型采煤机功率2400 kW，是国内功率最大的采煤机。采用液压双调速，销轨齿轮无牵引，割煤牵引速度68 mmin，调机速度1215mmin。截割深度有630mm、800mm、1000 mm三种； SGZ880(2-3)400型刮板输送机功率8001200 kW，调机速度能力1 500 th，铺设长度250 m。 ZZ44001735支撑掩护式液压支架采用大流量手动操纵快速移架系统，移架时间10

27、1 2 s(移架速度56架min)，能满足采煤机8 mmin以上牵引速度要求。 在铁法矿务局晓南矿试用，工作面长204 m，煤层厚度2.93.8 m，采高3.23.3 m， 最高日产水平已达9206 t。 (二)缓斜薄煤层单一长壁综采 我国有77个国有重点矿区赋存有765个薄煤层，占可采总量的18.4。但薄煤层开采机械化程度较低，采高低，工作条件差，设备移动、维修困难。煤层厚度变化、断层等构造的影响比对中厚煤层开采要困难的多。 国外薄煤层采煤机总装机功率已超过500 kW，刨煤机总装机功率 已超过2400 kw。我国正研制的MG200450WD型采煤机装机功率为450 kW；刨煤 机最大功率为

28、2200 kW。 制约我国薄煤层采煤机发展的一个主要因素是：主电机功率与机面高度的矛盾 较难解决，研制适用于薄层采煤机使用的体积小、功率大的电机是当务之急。 我国薄层采煤工作面输送机的设计长度一般仅为150200 m，而国外普遍为250 m，有的达300 m以上，差距较大。 ( (三三) )缓斜厚煤层倾斜分层长壁综采缓斜厚煤层倾斜分层长壁综采 我国缓斜厚煤层储量丰富，从厚煤层中采出的产量占国有重点煤矿的40以上，主要采用倾斜分层长壁开采。近几年来，我国较广泛采用放顶煤开采，分层开采的比重有下降的趋势，但目前仍占主导地位，1996年产量约占24.79。分层开采的装备与中厚煤层有通用性，特点是：顶

29、分层需增设铺网工艺及有关装备；中下分层需在网下进行开采。缓斜厚煤层采用分层综采在中国、前苏联等国得到广泛应用。我国以往历年1.00 Mta的综采队，其中 约三分之二是采用分层开采获得的，采高3 m左右。晋城古书院矿综采队在顶分层单产达1.80 Mta。开滦唐山矿综采队在中下分层网下综采连续多年年产超过1.00 Mt。潞安王庄矿也曾有1 8万t月的记录。这些在80年代装备条下的单产记录及我国研制的自动铺联网液压支架、菱形网的应用等均在当时已达到国际先进水平。 为了使分层长壁综采面达到日产万吨的水平，晋城古书院矿在顶分层(倾角小于1 0O 采高2.8 m开采时，引进了德国EDW一4501000L。

30、双滚筒电牵引采煤机、EKF1000-H280 型刮板输送机，配套采用国产ZZP4400-1735液压支架。电压为1140v和3300 V两个等级。在试用中，最高日产达12729 t，最高月产达21.39万t。 (四)缓斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采 缓斜厚煤层(煤厚大于35 m，一般小于5.0 m)大采高支架综采在国内外广泛得到发展，原苏联、德国、波兰等国发展较早。国外研制的掩护式支架结构高度已达7 m，采煤机最大采高已达到54 m。我国引进德国G320-2345型和国产BY-320-2345和BY-360-2550型液压支架分别在开滦范各庄矿、林南仓矿和邢台东庞矿取得了明显效果。 邢台东庞

31、矿1 986年在煤厚4.34.8 m，倾角1 3o条件下，就开始采用BYA-320二2345型掩护式支架及其配套的4.5 m大采高综采设备，并取得了成功。然后进一步应用采高4.74.8 m的综采设备，回采工效56.6 t工，最高日产达12516 t，单产与工效分别比同一煤层条件下的分层综采高出1.1 82.62倍和0.5 81.2倍。1995年最高月产24万t1996年产达2.20 Mt。国内外大采高支架一般应用效果比不上高产的中厚煤层。 ( (五五) )缓斜厚煤层放顶煤长壁综采缓斜厚煤层放顶煤长壁综采 放顶煤长壁综采适用于煤厚5.0 m以上，最早应用地欧洲，如法国、南斯拉夫、罗马尼亚、原苏联

32、、匈牙利、西班牙等国。80年代初我国才开始试验，引进国外放顶煤液压支架，并结合我国条件，不断改进研制。90年代以来，有很大的发展。 1996年我国有66个放顶煤综采面投产，年产原煤48.23 Mt，占地下开采产量12.29。1996年在72个超1.00 Mta的综采队中，约近13个是采用放顶煤长壁综采，其中超2.00 Mta的11个综采队，也大多是放顶煤综采创造的。兖州矿业集团公司东滩煤矿曾创年产4.00 Mt记录。直接经济效益显著，与分层开采相比，吨煤成本降低1020元，出现了潞安、兖州、阳泉等以放顶煤开采为主的大型高产高效矿区。 我国研制了30余种放顶煤液压支架架型。并对矿压显现规律、顶煤

33、碎裂规律及可放性、放煤规律等进行了大量的研究，对生产起了重要指导作用。我国在架型结构功能、参数、理论研究及使用效果等方面居国际领先水平。 我国厚煤层储量大，加快完善与发展放顶煤综采具有重要现实意义。针对目前尚存在的问题，国家已将提高采出率(目前比分层开采低10以上)、防尘、防火、防瓦斯积聚等问题列为“九五”攻关项目，为今后推广应用，扩大效益创造条件。 ( (六六) )各类综采面高产高效综采设备保障系统各类综采面高产高效综采设备保障系统 国内外控制冒顶倒架事故和提高综采装备可靠性的主要途径有：装备大功率、高可靠性的设备，以高昂的初始投资换取较高的初始可靠性；采用保障系统通过可靠的仪器显示“支架一

34、围岩”动态状态，确定冒顶事故的即时监控指标；加强对采面三机一架的状态监测、及时维护、保证完好。 目前使用量大面广的国产设备相对故障率较高，建立综采设备保障系统是实现高产高效的重要途径。 影响开机率的事故中，“支架一围岩”系统事故率占28左右，采面机械事故率占24左右，全矿其他运输事故占27左右。提高开机率，就要对“支架一围岩”系统及采运设备进行监控。如采煤工作面机械润滑和传动系统跟踪监测及失效预报、综采面顶板和机械设备监测技术等已在一定矿区推广应用，今后仍需不断完善与发展。 今后提高综采面三机可靠性的途径有：通过电液控制阀操纵支架和改善“支架-围岩”系统控制，进一步完善液压信息、支架位态、顶板

35、状态信息的自动采集系统；乳化液泵站及液压系统的健康诊断；行走设备(如采掘机械)在线与离线相结合的“油-磨屑”监测和温度、电信号的监测；胶带输送机的安全监控和全面状态监控。第三节 采煤方法的发展方向 选用合理的采煤方法，并使之不断完善和发展，对提高矿井生产水平和经济效益，改变矿井技术面貌有决定性的意义，继续做好这方面的工作，是今后煤矿开采技术发展的重要方面。 (1)对缓斜、倾斜煤层长壁式开采对缓斜、倾斜煤层长壁式开采 关键是不断改进采煤工艺，根本的出路在于推行机械关键是不断改进采煤工艺，根本的出路在于推行机械化。发展综合机械化采煤工艺是我国赶超世界先进水平的化。发展综合机械化采煤工艺是我国赶超世

36、界先进水平的主要方面。主要方面。 以使用单体液压支柱支护为主要特征的机械化采煤工艺以使用单体液压支柱支护为主要特征的机械化采煤工艺在当前仍不失为一在当前仍不失为一 种较先进的技术。许多煤矿使用的经验种较先进的技术。许多煤矿使用的经验表明，它具有投资较少、单产和效率较高、生产较安全等表明，它具有投资较少、单产和效率较高、生产较安全等优点，对我国煤矿有广泛的适应性，仍应继续推广应用。优点，对我国煤矿有广泛的适应性，仍应继续推广应用。 (2)走向长壁开采走向长壁开采 技术简单，应用成熟，具有广泛的适应性结合矿井煤技术简单，应用成熟，具有广泛的适应性结合矿井煤层开采条件和采煤工艺的发展，改进巷道布置，

37、优化采区层开采条件和采煤工艺的发展，改进巷道布置，优化采区系统和参数，为集中、稳产、高效、安全生产创造良好条系统和参数，为集中、稳产、高效、安全生产创造良好条件。件。（3）倾斜长壁开采）倾斜长壁开采 系统简单、工程量少，在倾角系统简单、工程量少，在倾角1 2O以下的煤层中应用，以下的煤层中应用，能取得良好的技术经济效果，应该大力推广，有条件的地能取得良好的技术经济效果，应该大力推广，有条件的地区，还可试用到倾角较大的煤层。区，还可试用到倾角较大的煤层。（4）倾斜分层下行垮落采煤法）倾斜分层下行垮落采煤法 是比较成熟的采煤方法，已在不同矿井的各分层成功是比较成熟的采煤方法，已在不同矿井的各分层成

38、功地实现了机械化、综合机械化采煤，今后仍将较广泛采用，地实现了机械化、综合机械化采煤，今后仍将较广泛采用，并应进一步推广和改进机械化采煤工艺。并应进一步推广和改进机械化采煤工艺。（5 5） 缓斜厚煤层放顶煤采煤法缓斜厚煤层放顶煤采煤法 在工作面采高不加大的情况下，可大大增加一次开采的厚度。用于开采特厚煤层，可以简化巷道布置，降低巷道掘进率，提高采煤工效，降低吨煤生产费用。要进一步研究提高煤炭采出率，防止自燃和瓦斯积聚等措施保证工作面的正常、安全生产。(6)(6)无煤柱护巷技术无煤柱护巷技术 在我国得到日益广泛的应用。在缓斜薄及中厚煤层的开采中可以推广沿空留巷或沿空掘巷，配合受采动影响巷道的支护

39、改革和巷旁充填技术的发展，可以扩大沿空留巷的应用范围，进而为采用往复式回采、Z形回采提供有效的技术手段。实践表明，取消上山(石门)煤柱、增加工作面推进长度可取得良好的技术经济效果，有条件的矿区可以推广。 (7)(7)急斜煤层急斜煤层 产量所占比重不大，但分布很广，急斜采煤方法类型很多，在应用条件和效果方面都有比较大的局限性。 伪斜柔性掩护支架采煤法伪斜柔性掩护支架采煤法是我国特有的一种方法，在层厚变化不大的厚及中厚煤层中应用，可取得较好的技术经济效果，今后要进一步实现回采的机械化，改进支架结构，向液压化发展，并改进巷道布置和参数，减少巷道掘进率。 水平分段放顶煤采煤法水平分段放顶煤采煤法，为开

40、采急斜特厚煤层提供了高效安全的机械化采煤方法，这种采煤方法单产和工效高、工艺简单、掘进巷道少、吨煤费用低，有条件的矿井应积极推广。 (8)(8)建筑物下、铁路下、水体下呆滞煤量的开采建筑物下、铁路下、水体下呆滞煤量的开采 成为我国煤矿开采的紧迫问题，我国有长期使用水砂成为我国煤矿开采的紧迫问题，我国有长期使用水砂充填的经验和成熟的技术，尽管近年来充填采煤法的应用充填的经验和成熟的技术，尽管近年来充填采煤法的应用范围和产量均在减少，但在解决范围和产量均在减少，但在解决“三下三下”采煤问题中会有采煤问题中会有更广泛的应用，充填方法更广泛的应用，充填方法( (如风力充填等如风力充填等) )也会有所发

41、展。也会有所发展。 针对针对“三下三下”采煤的条件和要求，采用煤柱支撑法开采煤的条件和要求，采用煤柱支撑法开采也是可行的，应该总结和推广这方面的经验，发展这方采也是可行的，应该总结和推广这方面的经验，发展这方面的技术。面的技术。(9) (9) 水力采煤水力采煤 技术日臻成熟，单纯从采煤方法角度看，在倾角技术日臻成熟，单纯从采煤方法角度看，在倾角1010O O以以上、煤层中等厚度以上、顶底板中等稳定或稳定且瓦斯含上、煤层中等厚度以上、顶底板中等稳定或稳定且瓦斯含量低的煤层，使用水力采煤能取得良好的技术经济效果，量低的煤层，使用水力采煤能取得良好的技术经济效果，条件适宜的矿井，经论证可以选用。条件

42、适宜的矿井，经论证可以选用。 (10) (10) 应用连续采煤机的柱式体系采煤法应用连续采煤机的柱式体系采煤法 可用在煤层赋存不深、围岩较稳定、倾角平缓、不易可用在煤层赋存不深、围岩较稳定、倾角平缓、不易自燃的低瓦斯矿井，但需提高操作技术和管理水平，加强自燃的低瓦斯矿井，但需提高操作技术和管理水平，加强设备的维护，充分发挥设备效能，改善技术经济效果。设备的维护，充分发挥设备效能，改善技术经济效果。 (11)(11)采煤工艺是采煤方法的核心采煤工艺是采煤方法的核心 改善采煤工艺既依赖于回采设备改善采煤工艺既依赖于回采设备( (尤其是支护、采煤尤其是支护、采煤设备设备) )的改进，又有赖于工作人员

43、素质的提高。要改进现的改进，又有赖于工作人员素质的提高。要改进现有的综采设备，研制高产高效及在困难条件下应用的综采有的综采设备，研制高产高效及在困难条件下应用的综采设备，加强职工的培训，提高操作技术和管理水平。设备，加强职工的培训，提高操作技术和管理水平。(12)(12)采煤方法是一个发展着的系统采煤方法是一个发展着的系统 采煤工艺的改进必将促进回采巷道布置的改革，而巷采煤工艺的改进必将促进回采巷道布置的改革，而巷道布置的改进又能为充分发挥回采效能提供良好的条件。道布置的改进又能为充分发挥回采效能提供良好的条件。要用系统发展的观点分析采煤方法的参数及其组合，发展要用系统发展的观点分析采煤方法的

44、参数及其组合，发展采煤方法选择及设计的优化方法，把采煤方法的研究和完采煤方法选择及设计的优化方法，把采煤方法的研究和完善提高到一个新水平。善提高到一个新水平。第四节第四节 无人工作面采煤方法无人工作面采煤方法 无人工作面采煤的含义是，工人不在采煤工作面内采无人工作面采煤的含义是，工人不在采煤工作面内采煤，而是在回采巷道或其他安全地点操纵和控制工作面煤，而是在回采巷道或其他安全地点操纵和控制工作面的机械设备，完成采煤、装运煤、顶板管理等工序。的机械设备，完成采煤、装运煤、顶板管理等工序。 无人工作面采煤是世界煤炭科学技术开发研究的主要方向之一，具有安全好、效率高等显著效果。因此，世界上各主要产煤

45、国都十分重视发展这种技术。目前在国内外，虽然在某些方面已取得了一定进展，但由于矿井地质、开采技术条件的复杂性，这一技术基本上仍处于试验阶段，还需要进行大量的科学研究工作。按在开采过程中是否改变煤的聚集状态，可分为：按在开采过程中是否改变煤的聚集状态，可分为：（1）改变煤的聚集状态的称为化学法采煤，如煤的地 下气化、地下液化、油母页岩的地下分馏等；（2）不改变煤的聚集状态的称为机械法采煤，如各种 机械采煤、水力采煤等。其基本途径有两个方面：在矿井中遥控工作面设备，实现无人采煤，如对综采 工作面的设备进行遥控采煤；在巷道中直接控制采煤设备，动力装置不进入工作 面，实现无人采煤。 目前从国内外实践来

46、看，在矿井中实行对设备遥控，目前从国内外实践来看，在矿井中实行对设备遥控，困难较大，而目前较为成熟的无人工作面采煤，一般是在困难较大，而目前较为成熟的无人工作面采煤，一般是在巷道中直接控制采煤设备，如水力采煤时的水枪，各种采巷道中直接控制采煤设备，如水力采煤时的水枪，各种采煤机械如螺旋钻机、刮刨机、锯煤机等。煤机械如螺旋钻机、刮刨机、锯煤机等。机械化无人工作面机械化无人工作面 关键是在工人不进人工作面的条件下，如何将煤破落、装运出工作面，并进行顶板管理。螺旋钻机无人采煤螺旋钻机无人采煤 是一种较为成熟的方法。它也在巷道中工作，利用螺旋钻杆钻人煤层采煤，并通过螺旋钻杆将采落的煤装运出工作面。钻杆

47、每节长1.21.9 m，可以不断接长或拆除，钻孔深可达3560 m。钻头直径一般小于煤厚50100 mm，一般适用于薄煤层或极薄煤层。目前国外已广泛采用三轴螺旋钻机采煤，采煤时钻孔之间(最窄处)留有厚度不小于0.20.5 m的小煤柱以临时支撑顶板.刨煤机采煤刨煤机采煤 动力装置在巷道中，也为无人采煤创造了条件，煤层倾角小时，可带刮斗运煤，因而称刮刨机。其顶板管理一般是采用刀柱法，用煤柱支撑顶板；为了提高采出率及避免工作面频繁搬迁，也可以采用有支护的顶板管理，如设有可移动的气垛支架。每排两组相邻的支架用钢丝绳相连，钢丝绳绕在管式导向器的绳轮上，通过移动导向器来实现气垛的移动。 发展无人工作面采煤

48、具有重要意义，它首先可为某些无发展无人工作面采煤具有重要意义，它首先可为某些无法采用综合机械化采煤的煤层，矿山压力大、有冲击地压或法采用综合机械化采煤的煤层，矿山压力大、有冲击地压或有煤与瓦斯突出危险的煤层，厚度在有煤与瓦斯突出危险的煤层，厚度在0.7 m0.7 m以下的极薄煤层，以下的极薄煤层，由于地质构造变动及起伏较大的煤层的安全、高效采煤提供由于地质构造变动及起伏较大的煤层的安全、高效采煤提供了一个新的途径。随着生产技术的不断发展，无人采煤技术了一个新的途径。随着生产技术的不断发展，无人采煤技术必将进一步完善与发展。必将进一步完善与发展。复习思考题1说明选择采煤方法的原则有哪些?2说明选择采煤方法的影响因素有哪些?3简述采煤方法的发展方向。4何谓无人工作面采煤方法?5常用且较成熟的无人工作面采煤方法有几种?简述其 基本特点及适用性。