摘　要　闡述了我國煤礦開采應(yīng)重點(diǎn)研究的7個(gè)技術(shù)領(lǐng)域：采煤方法和工藝，深礦井開采，“三下”采煤，減少矸石排放的開采技術(shù)，圍巖控制技術(shù)，小 煤礦技術(shù)改造和機(jī)械化開采技術(shù)以及地下氣化技術(shù)。
　　關(guān)鍵詞　煤炭開采　開采技術(shù)　發(fā)展方向　中國
　　在當(dāng)今科技經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新形勢下，煤炭開采技術(shù)的研究必須面向國內(nèi)國外兩個(gè)市場、面向經(jīng) 濟(jì)建設(shè)主戰(zhàn)場，立足于煤炭開采技術(shù)的前沿，立足于中國煤炭發(fā)展戰(zhàn)略所必要的技術(shù)儲(chǔ)備， 立足于煤炭工業(yè)中長期發(fā)展戰(zhàn)略所必須的關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)，立足于煤炭工業(yè)工程實(shí)際問題的 解決，重點(diǎn)從事中長期研究開發(fā)和技術(shù)儲(chǔ)備，跟蹤產(chǎn)業(yè)科技前沿，開發(fā)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的以 煤礦開采技術(shù)及配套裝備為主導(dǎo)的核心技術(shù)，占領(lǐng)技術(shù)制高點(diǎn)。
　　1　采煤方法和工藝
　　采煤方法和工藝的進(jìn)步和完善始終是采礦學(xué)科發(fā)展的主題。采煤工藝的發(fā)展將帶動(dòng)煤炭開采 各環(huán)節(jié)的變革，現(xiàn)代采煤工藝的發(fā)展方向是高產(chǎn)、高效、高安全性和高可靠性，基本途徑是 使采煤技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合，研究開發(fā)強(qiáng)力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采 煤設(shè)備和生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，改進(jìn)和完善采煤工藝。在發(fā)展現(xiàn)代采煤工藝的同時(shí)，繼續(xù)發(fā)展多層次、多樣化的采煤工藝，建立具有中國特色的采煤工藝?yán)碚?。我國長壁采煤方法已趨成熟， 放頂煤采煤的應(yīng)用在不斷擴(kuò)展，應(yīng)用水平和理論研究的深度和廣度都在不斷提高，急傾斜、 不穩(wěn)定、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜等難采煤層采煤方法和工藝的研究有很大空間，主要方向是改善作業(yè) 條件，提高單產(chǎn)和機(jī)械化水平。
　　開發(fā)煤礦高效集約化生產(chǎn)技術(shù)、建設(shè)生產(chǎn)高度集中、高可靠性的高產(chǎn)高效礦井開采技術(shù)。以 提高工作面單產(chǎn)和生產(chǎn)集中化為核心，以提高效率和經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，研究開發(fā)各種條件下 的高效能、高可靠性的采煤裝備和工藝，簡單、高效、可靠的生產(chǎn)系統(tǒng)和開采布置，生產(chǎn)過 程監(jiān)控與科學(xué)管理等相互配套的成套開采技術(shù)，發(fā)展各種礦井煤層條件下的采煤機(jī)械化，進(jìn)一步改進(jìn)工藝和裝備，提高應(yīng)用水平和擴(kuò)大應(yīng)用范圍，提高采煤機(jī)械化的程度和水平。
　?。?）開發(fā)“淺埋深、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效現(xiàn)代開采成套技術(shù)”，主要解決以下技術(shù)難題。
　　硬頂板控制技術(shù)，研究埋深淺、地壓小的硬厚頂板控制技術(shù)，主要通過巖層定向水力 壓裂、傾斜深孔爆破等頂板快速處理技術(shù)，使直接頂能隨采隨冒，提高頂煤回收率，且基本 頂能按一定步距垮落，既有利于頂煤破碎，又保證工作面的安全生產(chǎn)。
　　硬厚頂煤控制技術(shù)，研究開發(fā)埋深淺、支承壓力小條件硬厚頂煤的快速處理技術(shù)，包括高壓 注水壓裂技術(shù)和頂煤深孔預(yù)爆破處理技術(shù)，使頂煤體能隨采隨冒，提高其回收率。
　　頂煤冒放性差、塊度大的綜放開采成套設(shè)備配套技術(shù)，研制既有利于頂煤破碎和頂板控制， 又有利于放頂煤的新型液壓支架，合理確定后部輸送機(jī)能力。
　　兩硬條件下放頂煤開采快速推進(jìn)技術(shù)，研究合適的綜放開采回采工藝，優(yōu)化工序，縮短放煤 時(shí)間，提高工作面的推進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。5～5.5m寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)，通過寬煤巷錨 桿支護(hù)技術(shù)的研究開發(fā)和應(yīng)用，有利于綜采配套設(shè)備的大功率和重型化，有助于連續(xù)采煤機(jī) 的應(yīng)用，促進(jìn)工作面的高產(chǎn)高效。
　?。?）緩傾斜薄煤層長壁開采。主要研究開發(fā)：體積小、功率大、高可靠性的薄煤層采煤機(jī) 、刨煤機(jī)；研制適合刨煤機(jī)綜采的液壓支架；研究開發(fā)薄煤層工作面的總體配套技術(shù)和高效開采技術(shù)。
　　（4）緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長壁綜采。應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)完善支架結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度，加 強(qiáng) 支架防倒、防滑、防止頂梁焊縫開裂和四連桿變形、防止嚴(yán)重?fù)p壞千斤頂措施等的研究，提 高支架的可靠性，縮小其與中厚煤層(采高3m左右)高產(chǎn)高效指標(biāo)的差距。
　　（5）各種綜采高產(chǎn)高效綜采設(shè)備保障系統(tǒng)。要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，就要提高開機(jī)率，對(duì)“支架 —圍巖”系統(tǒng)、采運(yùn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。今后研究的重點(diǎn)是：通過電液控制閥組操縱支架和改 善 “支架—圍巖”系統(tǒng)控制，進(jìn)一步完善液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護(hù)質(zhì)量信息的自 動(dòng)采集系統(tǒng)；乳化液泵站及液壓系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的檢測診斷；采煤機(jī)在線與離線相結(jié)合的“油 —磨屑”監(jiān)測和溫度、電信號(hào)的監(jiān)測；帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)全面狀態(tài)監(jiān)控。
　　2　深礦井開采技術(shù)
　　深礦井開采的關(guān)鍵技術(shù)是：煤層開采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通 風(fēng)、井巷布置等；需要攻關(guān)研究的是：深井圍巖狀態(tài)和應(yīng)力場及分布狀態(tài)的特征；深井作業(yè) 場所工作環(huán)境的變化；深井巷道(特別是軟巖巷道)快速掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)與裝備；深井沖擊地 壓防治技術(shù)與監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)；深礦井高產(chǎn)高效開采有關(guān)配套技術(shù)；深礦井開采熱害治理技術(shù) 與裝備。
　　3　“三下”采煤技術(shù)
　　提高數(shù)值模擬計(jì)算和相似材料模擬等，深入研究開采上覆巖層運(yùn)動(dòng)和地表沉陷規(guī)律，研究滿 足地表、建筑物、地下水資源保護(hù)需要的合理的開采系統(tǒng)和優(yōu)化參數(shù)，發(fā)展沉降控制理論和 關(guān)鍵技術(shù)，包括用地表廢料向垮落法工作面采空區(qū)充填的系統(tǒng)；研究與應(yīng)用各種充填技術(shù)和 組合充填技術(shù)，村莊房屋加固改造重建技術(shù)，適于村莊保護(hù)的開采技術(shù)；研究近水體開采的 開采設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)優(yōu)化和裝備，提出煤炭開采與煤礦城市和諧統(tǒng)一的開采沉陷控制、開采 村莊下壓煤、土地復(fù)墾和礦井水資源化等關(guān)鍵技術(shù)。
　　4　優(yōu)化巷道布置，減少矸石排放的開采技術(shù)
　　改進(jìn)、完善現(xiàn)有采煤方法和開采布置， 以實(shí)現(xiàn)開采效益最大化為目標(biāo)，研究開發(fā)煤礦地質(zhì) 條件開采巷道布置及工藝技術(shù)評(píng)價(jià)體系專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)開采方法、開采布置與煤層地質(zhì)條件 的最優(yōu)匹配。
　　總結(jié)推廣神華集團(tuán)大柳塔礦、潞安漳村礦實(shí)行全煤巷布置單一煤層開采，矸石基本不運(yùn)出地 面，生產(chǎn)系統(tǒng)大大簡化，分別實(shí)現(xiàn)無軌膠輪、單軌吊輔助運(yùn)輸一條龍，從井口直達(dá)工作面， 同時(shí)實(shí)現(xiàn)了綜采與綜掘同步發(fā)展，生產(chǎn)效率大幅提高的經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，重點(diǎn)研究高產(chǎn)高效礦井 開拓部署與巷道布置系統(tǒng)的優(yōu)化，簡化巷道布置，優(yōu)化采區(qū)及工作面參數(shù)，研究單一煤層集 中開拓，集中準(zhǔn)備、集中回采的關(guān)鍵技術(shù)，大幅度降低巖巷掘進(jìn)率，多開煤巷，減少出矸率 ；研究矸石在井下直接處理、作為充填材料的技術(shù)，既是減少污染的一項(xiàng)有力措施，又簡化 了生產(chǎn)系統(tǒng)，有利于高產(chǎn)高效集中化開采，應(yīng)加緊研究。
　　5　采場圍巖控制技術(shù)
　　(1)進(jìn)一步完善采場圍巖控制理論。以科學(xué)合理、優(yōu)化高效的巖層控制技術(shù)來保證開采活動(dòng) 的安全、高效、低成本為目標(biāo)，深入總結(jié)我國幾十年的礦山壓力研究成果，以理論分析(解 析法)、現(xiàn)代數(shù)學(xué)力學(xué)(統(tǒng)計(jì)分析預(yù)測、數(shù)值法)和實(shí)測法相結(jié)合運(yùn)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，深 入研究各種煤層地質(zhì)及開采條件，如急傾斜、大采高、大采深采場礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律及圍巖 破壞與平衡機(jī)理，不斷完善采場圍巖控制技術(shù)。
　　(2)研究堅(jiān)硬頂板與破碎頂板條件下應(yīng)用高技術(shù)低成本巖層控制技術(shù)。 目前，由于應(yīng)用高 壓注水、深孔預(yù)裂爆破處理堅(jiān)硬頂板和應(yīng)用化學(xué)加固技術(shù)存在工藝復(fù)雜、成本高的問題， 因而需進(jìn)一步研究開發(fā)新技術(shù)、新工藝、新材料來解決這些問題。
　　(3)放頂煤開采巖層和支架—圍巖相互作用機(jī)理。研究放頂煤開采力學(xué)模型、圍巖應(yīng)力、頂 煤破碎機(jī)理、支架—頂煤—直接頂—基本頂相互作用關(guān)系；運(yùn)用離散元等方法研究頂煤放落 規(guī)律，提出放煤優(yōu)化準(zhǔn)則和提高頂煤回收率的途徑。
　　(4)支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測技術(shù)。在總結(jié)緩傾斜中厚長壁工作面開展支護(hù)質(zhì)量與頂板 動(dòng)態(tài)監(jiān)測方面，應(yīng)進(jìn)一步在堅(jiān)硬頂板、破碎頂板、急傾斜、放頂煤工作面開展支護(hù)質(zhì)量與頂板動(dòng)態(tài)監(jiān)測，同時(shí)應(yīng)不斷完善現(xiàn)有的監(jiān)測技術(shù)，發(fā)展智能化監(jiān)測系統(tǒng)，改進(jìn)監(jiān)測儀表，使監(jiān)測儀表 向直觀、輕便、小型化方向發(fā)展。
　　(5)沖擊地壓的預(yù)測和防治。通過計(jì)算機(jī)模擬研究沖擊性礦壓顯現(xiàn)發(fā)生的機(jī)理；進(jìn)一步完 善 沖擊性礦壓顯現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)，發(fā)展遙控測量和預(yù)報(bào)技術(shù)，完善沖擊性礦壓綜合防治措施的優(yōu)化 選擇專家系統(tǒng)。
　　(6)研究開發(fā)新型的支護(hù)設(shè)備。研究硬煤層、硬頂板放頂煤液壓支架，完善液壓支架性能和 快速移架系統(tǒng)，開發(fā)耐炮崩、輕 型化單體液壓支柱和厚煤層巷道錨索和可伸縮錨桿。
　　6　小煤礦技術(shù)改造和機(jī)械化開采技術(shù)
　　實(shí)施國家關(guān)閉小煤礦，淘汰落后生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備，提高平均單井規(guī)模的技術(shù)政策，開發(fā) 小型煤礦機(jī)械化、半機(jī)械化開采技術(shù)和裝備，改進(jìn)小煤礦的采煤方法和開采工藝，提高采煤 工作面的單產(chǎn)和工效；提高小煤礦的頂?shù)装蹇刂萍夹g(shù)水平，最大限度地減少頂?shù)装迨鹿事省?br />　　7　煤炭地下氣化技術(shù)
　　煤炭地下氣化技術(shù)是將處于地下的煤炭進(jìn)行有控制的燃燒，通過對(duì)煤的熱化學(xué)作用而產(chǎn)生可 燃?xì)怏w的過程。煤炭地下氣化技術(shù)屬于一種特殊的采煤方法，它屬國際首創(chuàng)。煤炭地下氣化技術(shù)具有投資少、工期短、見效快、用人少、效率高、成本低 、效益好等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合我國煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜、劣質(zhì)煤比例高、“三下”壓煤嚴(yán)重的具 體國情，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。應(yīng)繼續(xù)研究完善“長通道、大斷面、兩階段”和“礦井 式氣化”兩種典型煤炭地下氣化工藝，進(jìn)行較大規(guī)模的地下氣化試驗(yàn)研究，摸索實(shí)現(xiàn)“兩個(gè) 控制、三個(gè)穩(wěn)定”的技術(shù)途徑，并實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)探索應(yīng)用的途徑。