采煤方法与工艺

　　纵观我国采煤方法发展史，历经炮采→普采→高档普采→综采→普通综放→大采高综放及大采高综采等，采矿技术研究所的科研成果支撑起上述每次采煤方法的历史性变革，是行业发展的主要推动力之一。

　　“二五”期间，引领我国旧式采煤方法改革，把落后的穿硐式、高落式、残柱式等旧采煤方法改造为新的长壁式采煤方法，确立安全、高效、高回收率的壁式体系采煤法；20世纪70-80年代，消化吸收国外引进的百余套综采设备，开启我国煤矿回采工作面综合机械化发展历程；1982年，从法国引进综放开采技术，结合我国煤层赋存条件进行创新性攻关，为我国煤矿在复杂条件下实现高效开采奠定了基础；“十五”期间，创新性提出“大采高综放开采”理念及年产1000万吨综放工作面设备配套原则，推动巨厚煤层一次采全厚，成为和大采高综采并驾齐驱的高端采煤方法，“特厚煤层大采高综放开采关键技术及装备”荣获2014年度国家科学技术进步奖一等奖；2000年3月，负责实施的“下沟煤矿综合机械化放顶煤开采”项目，创新合作方式，开辟“风险共担，成果共享”的合作原则，用先进适用技术改造地方煤矿，使其焕发青春活力，是一次科学技术成功改造传统产业的典型案例，《人民日报》评价：“陕西彬县模式”，为我国中小煤矿升级改造、煤炭产业结构优化探索了一条具有中国特色的可持续发展道路；进入新世纪以来，采矿技术研究所在近水平~急倾斜、极薄~特厚、巨厚煤层采煤方法与回采工艺、设备选型配套等科研方向累计承担和参与国家重大研发计划、国家自然科学基金及“十三五”、“十二五”等五年计划项目30余项，集团、公司及事业部立项十余项，获国家、省部级科技进步奖20余项，授权发明专利十余项，项目合作单位遍及国内重点煤炭科研与生产主体，用实际行动推动煤炭开采向合理性、适应性、科技性发展，向安全、高效、环保要效益。

　　煤岩的物理力学性质是研究煤矿采场围岩活动及矿山压力显现规律的基础。采矿技术研究所依托“煤炭资源高效开采与洁净利用”国家重点实验室，对煤岩体重要物理力学参数进行详细测定，实验室制定有关煤和岩石的物理力学试验的行业标准30余项，国家标准20余项，是国家重点项目的基础实验室以及博硕研究生的培养基地。

　　物理性能测试：煤和岩石膨胀率（自由膨胀率、侧向约束膨胀率），耐崩解性指数，密度（真密度、天然块体密度、自然块体密度、干块体密度、饱和块体密度），孔隙率（总孔隙率、有效孔隙率），吸水性（自然吸水率、强制吸水率），含水率，软化系数（干燥试件的软化系数、自然含水试件的软化系数）。

　　力学性能测试：煤和岩石单轴抗压强度，单轴抗拉强度，点载荷强度，坚固性系数，变角剪试验，膨胀应力测定，三轴压缩试验，三轴循环加卸荷试验等。

　　采煤方法种类繁多，影响采煤方法选择的因素很多，其选择和运用是否正确，将直接影响整个矿井的安全生产和各项经济技术指标，合理的采煤方法应能满足采煤工作的安全、高效、煤质好、成本低和煤炭采出率高等基本要求。最优采煤方法的选择，应该逐项分析影响采煤方法选择的主要制约因素，如：煤层厚度、倾角、硬度、顶底板条件、地质构造等，分析并比较不同采煤方法的优缺点及其适用性，通过赋存条件分析、数值模拟、类比分析等手段，确定工作面切眼长度、走向长度、割煤高度、巷道布置方式等工作面设计基础参数，最终确定技术上可行、经济上合理的最优采煤方法与工艺。

　　针对综合机械化开展采煤工艺优化（尤其是综放工作面），合理的采放工艺对循环时间、昼夜循环次数、循环产量、劳动组织、回收率等各项技术指标及安全生产管理都有很大影响。根据工作面开采条件，针对潜在安全隐患，如：大采高综采工作面煤壁片帮冒顶；综放工作面顶煤回收率低；大倾角工作面设备倾倒下滑；急倾斜水平分段开采系统复杂；不规则工作面缩面、旋转、调斜困难；综采工作面过断层、冲刷带、陷落柱等地质构造，提出工艺优化技术方案，指导现场实施并进行效果评价。

　　综采工作面能否顺利安装、运行、推进、达产，设备选型配套是关键，基于矿井核定产能，从技术性、经济性和安全性对回采工作面关键设备，如采煤机、刮板输送机、液压支架、转载机、、胶带运输机、乳化液泵站等进行选型配套计算，确定设备具体型号及配套参数。

　　设备选型配套是采矿技术研究所传统业务，已为兖矿、同煤、神东、中煤、川煤等国内大部分矿区综采工作面设备成功进行选型配套，涉及薄煤层、中厚煤层、厚及特厚煤层等不同厚度煤层条件。

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