中国采煤方法的发展.docx

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中国采煤方法的发展

中国采煤方法的发展

建国初始，绝大多数煤矿设施极其简陋，采煤方法沿袭旧中国的穿硐式和高落试方法。

生产条件恶劣，工人从事极其笨重的体力劳动；手镐落煤，人推马拉运输，安全没有保障；资源回收率很低；巷道沿煤层布置，掘进和回采没有明显区别，没有形成功能齐全，系统完整的采区。

随后，推行了以壁式体系为主的采煤方法。

到1952年国营煤矿长壁式为主的正规采煤法已占72.47%。

第一个五年计划期间，继续进行采煤方法改革。

1957年以长壁式为主的正规采煤方法已达到92.27%。

采煤工艺主要是爆破落煤，人工装煤，少数煤矿也采用过深截深的框式联合采煤机和纯为掏槽用的截煤机。

运输设备是小功率的刮板输送机。

工作面采用木支架，主要用垮落法处理采空区。

推行新采煤方法的结果，提高了煤炭回收率，减轻了体力劳动，生产安全性有了明显提高。

这时的巷道布置，基本上是分煤层布置采区。

巷道大部放在煤层中，梯形断面，木支架，留煤柱护巷。

以区内沿走向后退式开采为基本模式。

有统一规划先划分的采区，区分了掘进工作面与回采工作面。

这种布置方式大体延续到50年代末。

由于煤层巷道，尤其是厚煤层巷道，维护困难；分煤层布置采区，生产分散，矿井生产系统复杂；为了简化系统，合理集中生产，减轻巷道维护的困难，于60年代初，以共用集中上（下）山为标志的联合布置采区应运而生，为了进一步生产集中，使同一区段上下层，错开距离同时生产，减少煤层平巷的维护长度和时间，也由于长距离多台小功率刮板输送机串联运煤，运输费用高，事故多影响生产等弊端，以共用集中上（下）山及共用区段集中平巷为标志的联合布置采区，也相继问世。

在这方面，开采近距离煤层群的淮南和开矿区，做了开创性的工作。

其后，尽管1964年开始使用浅截深滚筒式采煤机，配以较大功率可弯曲刮板机输送机，金属摩擦支柱和金属铰接顶梁；胶带输送机普通用到采区上（下）山和区段集中巷内；机械化采煤得到发展，工作面单产得到一定的提高。

采区巷道联合布置的模式不但没有削弱，反而不断完善成熟，并迅速得到推广。

在全国各种类型煤层群条件下，采用了适合于本地区条件的采区巷道联合布置方式，形式多样，各呈异彩，积累了丰富经验，对改善当时的生产技术条件，实现集中生产起了很大作用，取得了很好的经济效果。

1974年我国开始引进使用综采设备。

截至目前为止，十多年时间，通过引进，改造，自行设计制造，我国已具有适合于薄，中厚及厚煤层中应用的各种型号配套的综合机械化采煤设备。

使用综合机械化采煤后，原来以炮采和机械化程度较低的普采为基础发展起来的联合布置采区，显得不能适应。

首先，综采工作面单产高，1990年已有46个综采队年产超过百万t。

一个采区安排一个综采面，生产就相当集中，没有必要的采区内安排好几个工作面保产；再者，可伸缩胶带输送机的使用，能够代替平巷长距离多台刮板机串联运煤，没有必要再布置通过联络巷道，将煤转载到区段集中巷复杂的运煤系统。

区内复杂的巷道系统，对运送上千吨的综采设备及其配件也是相当困难的；第三，随着矿压显现规律逐渐被认识，锚杆和可缩性金属供形支架的采用，尤其应用并推广了无煤柱护巷的先进技术，维护煤层区段平巷已不像从前那样困难；第四，联合布置采区掘进大量岩石巷道，是煤矿生产中十分费时费力的工作，而综采工作面年推进度成倍增加，影响采掘正常衔接。

因此，采区巷道布置及其有关参数不能适应综合机械化采煤的需要，迫使巷道布置必须改革，单层布置又得到新的发展。

分层采高，工作面长度，采区尺寸相应加大。

条件适宜时改变回采工作面推进方向，变走向长壁为倾斜长壁，合并采区加大尺寸，或冲破采区界限跨越采区上（下）山回采，增加工作面推进长度。

再由于综采设备采高大，原来倾斜分层多分层，可以变为少分层或整层开采；在开采顺序上由于综采的应用也常有改变。

综上所述，十年来在缓倾斜和近似水平煤层，在采用走向长壁，区内后退，联合布置，这个定型技术的基础上，又发展了多种布置方式。

应用综合机械化采煤工艺，必须使采掘运设备配套。

不应掘进落后于采煤。

运输落后于采掘。

十余年来综采设备发展很快，各种类型液压支架，新型采煤机，输送机等新设备不断出现，但综掘设备却发展缓慢，进尺所占比例很明显赶不上综采产煤量所占比例，七五期间（1986~1990年）后者大约是前者的5倍。

目前辅助运输系统不能适应综采的需要。

单轨吊，卡轨车，齿轨车等辅助运输设备的应用，还处于试验阶段。

当前辅助运输已成为进一步发展综采的障碍。

解决辅助运输问题，是当务之急。

辅助运输系统改革，巷道布置也须与之相适应。

无煤柱护巷是一项先进的煤矿开采技术。

60年代以来，无煤柱护巷技术在苏联，英国，德国等许多主要产煤国家应用。

我国在此期间也进行了试验，推广。

根据矿压观测资料表明，沿已采区段边缘布置煤层平巷处于应力降低区，有利于巷道维护。

生产实践也表明，将巷道布置在已采取边缘是成功的，获得良好效果。

80年代以来，这项技术得到很大发展，在阳泉，开滦，平顶山，铜川，舒兰，枣庄等四十多个矿区得到应用。

尤其是石山，鹤岗，肥城，枣庄等矿区在厚煤层分层条件下，采用无煤柱护巷技术获得成功表明，我国完全掌握了这项技术。

各矿的实践结果证明，采区内用无煤柱护巷，回采率可提高10%以上。

此外，有利于消除或减少因煤柱引起的灾害，如冲击地压。

煤和沼气突出，自然发火等。

综合机械化采煤配以无煤柱护巷，有可能引起开采顺序的改变，跳采和往复式开采都有可能应用。

总之，无煤柱护巷是壁式体系采煤法中的一项先进开采技术，也是完善采区巷道布置方式的一项行之有效的措施。

无论哪种采煤工艺，哪种巷道布置，特别是机械化采煤，生产集中后，在采区适当位置设置一定容量的煤仓是十分必要的。

这对工作面和采区的稳产，高产起着重要作用。

从上述可知，四十多年来我过采区巷道布置大致经历了三个阶段。

第一阶段是50年代至60年代初。

采区巷道主要沿煤层布置，分煤层布置采区；第二阶段是60年代初至70年代中，采区巷道联合布置应用和推广和完善阶段。

将邻近的几个煤层组合在一个采区内，相应地安排共用集中上（下）山或盘区石门，并进一步布置集中平巷，为区段内几个煤（分）层服务，实现合理集中生产；第三阶段是70年代中期至目前，由于综机采煤的发展，形成了以布置煤层平巷为主的新的单层布置与采区（区段）联合布置并存的时期。

这三个阶段，对当时的生产都取得了很好的效果，积累了很多经验。

巷道布置的改革和发展，使掘进率指标也有了明显的改善。

1975年统配煤矿生产掘进率为199。

16m/万t，开拓掘进率为24.29m/万t，到1990年已分别降到145.95m/万t，19.30m/万t，分别下降了35.77%，25.85%。

我国煤炭资源分布地域辽阔，地质条件从简单到复杂多种多样，煤矿井型大小不同，技术经济条件不一，所以，我国采煤工艺和装备必定呈多层次发展，多种工艺并存。

发展煤炭工业的根本出路在于机械化。

我国机械化采煤经历引进，消化，创新，不断探索发展的道路。

近15年来，随着综采应用范围的扩大和液压支柱机采的迅速推广，统配煤矿采煤机械化程度迅速提高，1990年已达到65.10%，比1975年的27.78%提高了37.32%；其中综采达到35.47%，比1975年的3.2%提高了32.27%。

全国地方国营煤矿采煤机械化也有了一定发展。

采煤机械化的发展从根本上改变了煤矿的生产技术面貌。

现在的普通机械化采煤是在60年代中期制造的64型浅截深滚筒采煤机，随后制造的MBJ-1刨煤机和研制了实现整体移设可弯曲刮板运输机，以及发展了金属摩擦支柱和铰接顶梁的基础上形成的，在缓斜中厚煤层，薄煤层及厚煤层分层工作面逐步得到推广。

随后在70年代，加大了采煤机和刮板运输机的功率，但由于所采用的金属摩擦支柱初撑力小，支，回柱劳动强度大，且安全性能教差，工作面产量和工效长期停歇不前，如1975年全国统配每矿有333个普采工作面，平均单产12006t，1980年有431个普采面，平均单产12186t，平均工效4.649t/工；1989年有普采面137个，平均单产11320t，平均工效5.071t/工。

70年代中期我国研制成功单体液压支柱与金属铰接顶梁，DY-100型采煤机，SGW-40型刮板运输机配套，形成了新的第二代普采配套设备，俗称高档普采装备。

后有加大了采煤机和刮板运输机的功率。

由于其明显的优越性，到1990年已发展到432个工作面。

效益最好的汾西水谷矿采一队单一长壁普采工作面，煤厚2.0m，采用DZ-2.2液压支架，MLS3P1-170采煤机，SGW-150C输送机，年产曾达67.1万t，效率16.62t/工。

其次的峰峰矿物局万年矿1303队倾斜分层工作面采用同样设备年产也在60万t以上，工效达14.001t/工。

1988年肥城查庄矿根据原来采用的DY-150单滚筒采煤机。

SGW-150C输送机配套设备暴露的缺点，在煤厚2.2m，倾角4~10度，媒质中硬，长度120m的工作面，采用MG150-W1型无链牵引双滚筒采煤机，与SGB-630/220双速刮板运输机配套，组成了更新的第三代普采技术设备，试采期间比相同条件的原普采装备，单产提高44%，工效提高41.1%，可以看出，普采装备的更新换代，已把技术经济指标提高到了一个新的水平。

对于地质构造复杂或比较复杂采区走向长读受限的矿井，新的普采比用综采能取得更好的技术经济效果。

峰峰矿物局和汾西矿物局都是在比较复杂的地址条件下获得显著的经济效益。

与综采相比，新普采设备投资少，一套设备只相当综采设备的1/4，而且能适应个地区的生产技术水平，所以在当前机械化资金有限的情况下，我国今后仍将把发展普采当作重点。

80年代，我国的17个省市中，小型每矿适宜的煤层条件下，研制和使用了滑移顶梁支架，对顶板较稳定，无自然发火的急倾斜特厚煤层，采用了水平分段滑移顶梁支架，对顶板较稳定，无自然发火的急倾斜特厚煤层，采用了水平分段滑移顶梁支架放顶煤采法，取得较好的效果，今后在适宜条件下仍可采用。

我国发展综采的速度比较快，而且目前综采设备基本上实现了国产化。

从我国煤层赋存条件，综采设备研制水平及使用经验看，在开采条件比较简单的缓斜中厚煤层和分层开采的厚煤层综采技术已经十分成熟，并已取得显著的技术经济效果。

全国百万吨综采队，大部分是厚煤层分层工作面。

目前，我国开采缓倾斜厚煤层采用了分层综采，综采一次采全高和放顶煤综采三种方法，其中以分层综采的技术经济指标和生产安全情况最好。

从总的情况看，我国厚煤层分层综采工作面采高一般为2.5~3.5m，工作面长度为120~160m，已有丰富的开采经验，机械化架前铺底网支架已经研制成功；成套技术装备已经国产化。

预计今后相当长时期，分层综采仍将是我国开采缓厚煤层的主要方法。

从50年代开始缓斜厚煤层一次采全高，一直作为厚煤层开采技术研究方向之一。

70年代引进综采设备，首先在开滦矿物局范各庄矿4.0m煤层用综采一次采全高获得成功，与同条件分层开采相比，经济效益显著。

进入80年代，综采面液压支架及配套设备发展很快，支架支撑高度发展到4.0m,4.5m，甚至更高。

到1988年一次采全高综采面已增加到42个。

在条件适合的3.5~4.5m煤层，取得了较高的经济效益。

放顶煤综采是我国目前开采急倾斜特厚煤层很有效的方法，1989年已有19种型号放顶煤液压支架分布在15个矿物局使用，已取得了良好的经济效益和成功的经验，今后将会在条件适宜的地点推广。

在缓倾斜特厚煤层放顶煤综采，虽然阳泉一矿，平顶山一矿，沈阳蒲河潞安王庄矿已取得了较好的效果，但还是刚刚起步，目前正在总结提高资源回收率，防止自然发火和控制煤尘的经验。

预计今后将在适宜的条件下得到一定发展。

薄煤层采煤机械化是我国当前需要因地制宜解决的迫切问题。

1988年全国统配煤矿现有矿井小于0.8m的极薄煤层工业储量6.57亿t，0.8~1.3m薄煤层工业储量81.41亿t，总计占全部工业储量的16.75%。

有的矿区全部为薄煤层，多数矿区为薄厚煤层并存。

目前我国开采薄煤层除在缓斜薄煤层使用各种引进的连续采煤机外，已先后在四川松澡，大同矿区试用了不同类型的综采设备，且已初见成效。

同时在1988年推广以MP-100型爬底板采煤机为主采用DZ型液压支柱和国内新研制的TⅣ-26刨煤机，HⅡ-26刨煤机的薄煤层新机组机采设备。

此外，山东省在含硬夹矸薄煤层采用了炮采机装工艺，在刮板运输机上加挡煤板和铲煤板，并使用切顶墩柱，利用爆破装煤和铲煤板装煤，取得较好效果，取得较好效果，将是今后发展的一个趋向。

现代化的生产方式，要求管理工作也必须现代化，生产规模越大，分工越细，机械化程度越高，技术越先进，对管理工作的要求就越细致，越严格。

要使管理工作符合现代化的要求，必须掌握先进的科学管理方法，讲究经济效益，严格管理制度，确保工程质量，实现安全生产。

实现科学管理，要全面落实“长期、稳定、安全、高产”的方针，实现煤炭工业高速度、现代化、促进煤炭生产的发展。

“安全第一”是煤矿生产的一项基本方针，要切实方制采面顶板、沼气、煤尘、自燃等各种重大事故的发生。

这对促进煤炭生产持续稳步发展，保证职工生产安全具有十分重要的意义。

采面经济效果，也是衡量管理水平的一个重要标志，首先表现在高产、高效率上，同时要兼顾局部效果与整体效果（如一个工作面与全矿井的关系），眼前效果和长远效果（如突击高产与持续稳产的关系）。

防止发生只追求暂时的高产，而不顾消耗、不计成本、不讲利润、不重视提高劳动生产率、不注意采掘平衡关系澄倾向。

实现科学的管理，必须建立在符合客观规律的基础上，对于井下生产第一线尤为重要。

对煤层条件的变化、地质构造、矿山压力的显现特征及规律，滚筒采煤机或刨煤机、输送及和液压支架的工作状况、工作面工时利用、开机率情况、空气中粉尘及有害气体含量的多少等等，都应该有计划地经常进行观察和测定。

要特别注意资料的积累，及时进行整理和分析，认识和掌握客观规律，不断改进生产工艺，尽量避免或减少在实际工作中的盲目性。

建国四十多年来，随着生产技术的发展，我国采面生产技术管理也经历了几个发展阶段。

50年代初到60年代中，推广了阜新矿务局平安矿一米层回采工作面正规循环作业的经验，对推进当时的生产起了重要的作用。

如开滦、淮南、淄博、本溪、蛟河、阳泉、徐州等矿区均取得较好的效果。

由于十年动乱，采面生产技术及管理水平受到影响，1975年统配煤矿平均单产仅为9658t/月，工作面效率0.4t/工左右，单产、效率均较低，事故较多；70年代后期以来，随着机械化水平的提高，采面生产技术管理水平逐步有了恢复与改善，在此期间原煤炭工作部颁发了《采煤工作面质量标准及检查评级干法》（1978年）、《采煤工作面正规循环作业暂行管理办法》（1979年）、《生产矿井正规循环作业的若干规定的通知》（1980年）。

1985年平均单产达11728t/月，工作面效率达0.5t/工左右，十年来分别提高了21.43%、25%，采面各种事故也相应减少，各项指标虽尚未明显改善，但为以后大力发展创造了条件。

1985年后，针对上述问题，采取了有力措施，我国采面生产技术管理水平又有了新的发展。

1985年原煤炭工业部提出了抓好“三件大事”：

效率、安全、矿井现代化建设。

在大力发展机械化的同时，严格采面生产技术管理，特别是颁发了下列有关文件：

《关于加强顶板管理工作的若干规定》的通知（1985年）、《加强回采工作面事故多发地点技术管理的若干规定》（1986年）、《采煤工作面质量标准及检查评级办法的补充规定》（1986年）（即19条、30条、20条，统称为顶板管理69条），使采面顶板管理机制日趋完善。

加强全面质量管理是提高顶板管理水平的基础。

各省局、矿务局、矿都成立了顶板管理领导小组，加强现场指挥，实行责任制，坚持质量标准化，坚持采面顶板科学检测，管理工作层层落实，因此，近几年顶板事故明显减少。

据目前建立的234个质量标准化矿井的统计，基本控制住了顶板事故的发生。

在北京矿务局等一些矿井，进行了冲击地压防治，利用地球物理方法，将地音与微震检测信息通过计算机处理进行冲击地压预报，取得了成功。

我国回采工作面采空区采用灌浆方灭火已有三十多年的历史，积累了丰富的经验，近年来又发展了均压防灭火及阻化剂、注氮等方灭火新技术，运用了气体检测法和束管监测系统进行预测预报，有效的控制和减少了回采工作面采空区自燃事故的发生。

回采工作面防尘工作，几年来开展了以水为主、以风为辅、水风结合多种方法同时并用的综合防尘。

统配煤矿37%的回采工作面进行了注水防尘、降尘率达到60%～90%。

在一些矿井已经做到了逢采必注，不注不采。

随着机械化的发展，回采工作面沼气监测系统及自动报警闭锁系统日益广泛应用，因此回采工作面煤尘、沼气事故逐步下降。

近几年来，由于加强了采面科学管理，进一步推广正规循环作业，因地制宜选择循环方式，充分利用工作面的空间与时间，合理安排工序，制定先进合理的循环图表。

实现昼夜多循环作业，采用了分段包干等劳动组织形式，促进了单产的提高。

由于技术、管理水平不断提高，综采工作面单产、效率也得到了明显的改善。

1990年于1985年相比，统配煤矿百万吨死亡率降低了一倍，达历史最好水平。

与此同时，在短短五年内，单产、效率又分别提高了36.77%、28.17%，超过了前十年的增长率，分别达16040t/月，6.46t/工。

综采平均年产达54.7万t。

有64个综采队年产超过百万吨；由29个单体液压支柱普采工作面采煤队年产超过40万ｔ；由4个炮采队年产超过35万ｔ。

最高年产曾分别达到180.1万ｔ、67.1万ｔ和50.5万ｔ。

1990年共有935个采煤队达到等级队标准，其中甲级队301个（综采110个），乙级队262个（综采33个），丙级372个（综采43个）。

我国以安全、高产、高效益为目标的采面生产技术管理水平，已发展到了一个新的阶段。

在安全生产条件下，以提高开机率为中心，组织正规循环，提高单产，提高经济效益是进一步提高采面生产技术管理水平的主要方向。

我国目前品均开机率较低，与先进国家相比有较大的差距。

　因此，加强设备的日常维护与检修，降低设备事故率；合理安排工序，提高工时利用率；改善生产条件及与外部环境配套，提高综合生产能力；加强设备管理，组织快速搬迁，提高设备利用率；加强技术培训，提高职工队伍素质等；进一步提高高产队的产量和效益，逐步缩小高产对于地产队的差距等等，是当前具有重要现实意义的一项任务。

限于我国露天煤矿资源的地理位置、开发条件、大型采运设备的国内制造能力及资金等因素，露天采煤量在建国以来尽管也有很大发展，但在煤炭总产量中的比重仍较小。

至今，已建成了能力在60万t/a以上的露天煤矿15个，正在建设中的大、中型煤矿7个，总设计能力2670万t/a，此外，尚有地方国营小型露天煤矿28个，总产量约为250万t/a。

我国露天采煤的发展，可分为三个时期：

1）第一个五年计划时期，新建及改扩建了海州、抚顺、新邱等露天煤矿，采用3～4m3单斗颤，80至150t准轨电力机车活蒸汽机车运输，矿山年生产能力为150～400万t/a。

尤其是抚顺西露天矿和海州露天矿不仅产量高、经济效益好，还培养了一批露天煤矿生产管理人才。

2）60年代起为发展露天煤矿的第二个高潮，建成一批从设计，建设及露天矿主要装备均立足于国内的露天煤矿，如义马、哈密三道岭、平庄、鹤岗岭北、宁夏大峰、扎赉诺尔灵泉及海波湾公乌素等露天煤矿。

上述煤矿，多数仍采用单斗铲－铁道运输开采工艺，少数采用卡车运输。

这一时期建设的小型露天煤矿，如依兰、可保、焦坪等则多采用窄轨铁路或窄轨－斜坡卷扬运输。

本期内露天煤矿发展较快，但存在违反基本建设程序及简易投产的缺陷，给露天生产留下隐患。

3）80年代起，重新把发展露天采煤作为增加煤炭产量的重要措施，加速了露天煤矿的开发建设，建设了平朔、霍林河、准格尔、神府、伊敏、元宝山和东胜等露天矿去。

根据改革开放政策，这一时期在开发方式、资金来源、露天开采工艺和技术装备、露天矿建设等方面较之过去有重大发展，使我国露天煤矿的面貌有了显著变化。

目前尽管露天采煤量在我国煤炭总产量中比重仍较小，但与井工开采相比，露天采煤显示了产量大、施工及生产条件好、建设周期短、效率高、开采成本低、资源回收率高及安全条件号等一系列优点。

可以预期，露天采煤灰有更快发展。

纵观我国露天煤矿的发展历程，以下经验可供未来发展借鉴。

1）制定优先发展露天煤矿的方针，拟订合理可行的露天煤矿发展规划。

露天矿区（尤其是大型露天矿区）的建设是一项复杂的系统工程。

由于我国可供露天开采的煤炭资源大都位于地理位置较为偏僻、经济较不发达、交通不便地区，故必须从国民经济对能源需求角度制定发展规划，并协调煤、电、铁路运输建的建设进度。

如元宝山电厂两台共90万KW的发电机组已运行6a，而供煤的元宝山露天矿迟至1990年才能开工。

霍林河矿区、伊敏河矿区的建设也有类似情况。

2）大型露天矿区的建设应分期建设，逐步发展，以减少初期建设投资，并改善资金利用。

准格尔、霍林河矿区原计划均拟一次建成2500万t商品煤及2000万t原煤的露天矿，即需可观资金，建设上也存在许多困难。

经多次论证，认为两矿区均宜采取分期建设、逐步发展的方针。

准格尔矿区黑岱沟露天矿确定一期规模为1200万t，建成后再逐步扩建；霍林河矿区先建设年产煤300万t的南露天矿，现在扩建至1000万t，然后再将矿区规模扩至2000万t/a，相应建设坑口电站。

伊敏河矿区亦由100万t/a起步，逐步扩大。

3）展坑口电站和实现煤电联营，以改善煤矿区，特别是褐煤矿区的经济效益。

我国因煤价过低，使多数煤矿的开发和经营面临困境，又以褐煤矿区为甚。

据统计资料，现有褐煤露天矿除小龙潭煤矿因条件优越能赢利外，其他矿都亏损或处于亏损的边缘。

目前我国探明可供露天开采的储量中，褐煤占62%。

不解决上述问题，褐煤开采将难以发展。

4）高效的开采工艺设备是发展露天采煤的重要基础。

在完善现有常规开采工艺（单斗铲－卡车、单斗铲－铁道）的同时，应致力于发展适于我国露天煤田条件的开采新工艺与设备。

如连续式露天采煤机、高倾角胶带机、双能源卡车、连续和半连续开采工艺以及综合开采工艺等。

5）在采剥关系上，应坚持“采剥并举，剥离先行，以剥保采、以采促剥”方针，保持露天煤矿生产的均衡发展；另一方面，从动态经济效益考虑，应严格控制超前剥离量，对机动性强的开采工艺尤应如此。

6）在露天矿山建设中推行业已证明卓有成效的项目招标、承包以及剥离工程外委等经验。

继续完善项目建设管理工作，如组建精干、高效的建设管理委员会，实行以设计单位为主体的工程总承包，以及实施项目监理制等措施。