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[摘 要]煤炭企业由劳动密集型转向资本及技术高密集型。在矿井开采方面实现日产万吨的超大型综合机械化，采煤工作面为核心的生产工艺。在实现煤炭生产工艺综合机械化的基础上，向遥控和自动化发展，机器人与人工智能和专家系统相结合，为采煤自动化开辟了新的途径。煤炭企业向大型化、集中化、多元化和国际化发展。采掘工人将变得自由化、市场化人力配备管理。
[关键词]煤矿 开采技术 发展趋势
中图分类号：TD125 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）04-0070-01
一、采煤技术发展现状
煤炭企业集团化发展，集团下属企业多、分布地域广，企业结构复杂，存在多级、多专业的管理部门。煤炭产品在生产、销售等过程中容易损耗；煤炭企业在生产经营中所需资金密集度大、所用物资种类繁多；在煤炭生产过程中不可控的因素较多，导致生产计划的不准确和材料消耗的随机性比较大，所以对产品的监控以及成本的控制非常重要。受作业环境的影响，煤炭企业生产技术具有特殊专业要求，涉及面广，专业技术性强。生产过程复杂，生产系统形式多样，各系统协调运做、管理难度大。井下作业环境的独特复杂性，使行业生产技术具有特殊专业要求，涉及面广、种类多、管理难度大，安全生产是煤矿管理工作的重点，煤矿安全监控系统技术复杂、形式多样，监控数据量大。
采煤方法种类很多，目前世界主要产煤国家使用的采煤方法，总的划分为：壁式和柱式两大类。这两种不同类型的采煤方法，无论从采煤系统还是回采工艺多有很大的区别。
（一）柱式采煤法的特点是煤壁短呈方柱形，同时开采的工作面数较多，采出的煤炭垂直于工作面方向运出。壁式采煤法的特点是煤比较长、工作面的两端巷道分别做为进缝合回风、运煤和运料用，采出的煤炭平行于煤壁方向运出工作面。
（二）壁式采煤法一般以长工作面采煤为其主要特征，产量约占我国国有重点煤矿的95℅以上。随着煤层厚度及倾角的不同，开采技术和采煤方法会有所区别。对于薄及中厚煤层，一般都是按煤层全厚一次采出，即正层开采。对于厚煤层，可把它分为若干中等厚度进行开采，即分层开采，也可以采用放顶煤整层开采。无论整层开采或分层开采，依据不同倾角，按采煤工作面推进方向，又可分为走向长壁开采和倾斜长壁开采两种类型。
壁式体系采煤法优点
1、巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低、投产快。
2、运输系统简单，占用设备少，运输费用低。
3、减少了工作面长度的变化给生产带来的不利影响，对综合机械化采煤非常有利。
4、通风线路短，风流方向转折变化少，同时使巷道交叉点和风桥等通风构筑物也相应减少。
壁式体系采煤法缺点
长距离的倾斜巷道，使掘进及辅助运输、行人比较困难：有时在污风下行问题。
长壁放顶煤采煤法优点
1、单产高 工作面内具有多个出煤点，而且在工作面内可实现分段平行作业，即在不同地段采煤和放煤同时进行，因而易于实现高产。
2、效率高 由于放顶煤工作面的一次采出厚度大，生产集中，放煤工艺劳动量小以及出煤点增多等原因，其生产效益和经济效益大幅度提高。
3、成本低 放顶煤开采比分层开采减少了分层数目和铺网工序，由此节省了铺网费用，此外，其它材料、电力消耗，工资费用等也都相应减少。
4、巷道掘进量小 掘进量和巷道维护费用减少，便于采掘接替。
长壁放顶煤采煤法缺点
1、煤损失多 在目前的技术水平条件下，放顶煤开采的工作面煤炭采出率一般比分层开采低10℅左右。
2、易发火 由于煤损较多，在回采期间采空区就可能发生自然。
3、煤尘大 在放顶煤工作面，采煤机割煤、支架操作时的架间漏煤及放煤为煤粉的来源。
4、瓦斯易积聚 与分层开采相比，放顶煤开采的产量集中，瓦斯散发面大，采空区高度大，易于瓦斯积聚。
二、采煤技术的发展趋势
矿山机械在经济建设、科技进步和社会发展中占有十分重要的地位和作用，属于国民经济的支柱行业。矿山机械的发展—人类的科技进步、现代科学技术和整体行业水平息息相关，特别是与机械工程科学和采矿科学的发展紧密相联。
矿山机械发展的动态机制
1、市场竞争驱动
我国矿山机械的整体水平与国际先进水平相比尚有差距。子迈向矿山机械制造强国的征途中，机遇和挑战并存。产品设计是制造业的灵魂，产品的结构、功能、质量、成本交货时间及可制造性、可维修性、报废后处理以及人、机和环境关系等，原则上都是在产品设计阶段决定的。产品的创新设计能力已成为决定企业在全球化竞争中地位的首要要素。
2、经济建设的需要
随着社会进步和国民经济的发展，人类对资源和能源的需求量越来越大，而我国是一个资源相对贫乏的国家。随着资源的开发，开采深度的逐渐增加，由陆地向海洋延伸，资源开采条件日益恶劣化，安全开采的形式日趋严重；我国煤炭开采的深度已达到1000m，金属矿的浓度达到1380m，矿床开采深度增加，地下水、瓦斯、高地应力、地质构造是资源开采难度大大增加。
自动化无人工作面开采是井下或危险环境采矿的发展方向，也是保障工作面安全开采的有效途径。综合应用采矿学、自动化技术、通讯技术、计算机科学和技术等，进行自动化无人工作面开采的基本理论研究和开发新技术、新装备，使矿山机械将向机器人化合自能化方向发展。
三、煤炭开采技术
1、改进采煤方法和工艺
（1）矿井集约化开拓布置技术。随着生产集约化合自动化程度的提高，在地质条件允许的矿区，可以走一井一面的集约化生产模式，而在地质条件不允许的矿区，也可以走多井生产，一井出煤的模式大量减少地面设施和简化生产流程，降低管理成本。
（2）短壁开采工艺技术。随着大规模粗放性开采，适合长壁开采的煤炭资源日益减少，但长壁开采后的残留煤柱，不能布置长壁式残采煤区，不规划块段等的煤炭储量却在逐年上升，一些城市和村鎮的建筑物下、铁路下、水体下（以下简称“三下”）压煤量也很大；另外，处于矿区煤田的边缘地带、小的地质构造附近的煤炭，均不能用常规的长壁开采技术采出，因此，短壁开采技术将有很大的发展空间。为满足适应短壁开采，又可快速掘进的需求，将需要开发出能够进行横轴与纵轴切割方式互换的用于半煤岩巷道掘进和煤巷快速掘进的掘进机短壁开采离机遥控操作系统、连续运输系统以及短壁工作面通风安全系统等。
2、机电一体化、自动化煤矿开采技术装备
应用电力电子驱动、传感检测、计算机与自动控制、机械—电气一体化设计等技术研究开发的煤矿新一代采掘、运输、提升等新型开采设备将不断涌现。这些设备总体结构实现机械—电气控制操纵一体化设计，具备工况自动监测监控功能，传动系统采用程序控制调速和软启动。煤矿机械机电一体化新型技术装备总体结构更合理，在煤矿井下狭小作业空间工作更加可靠、维修更加方便；配备更大功率的驱动系统，生产能力大幅度提高，在操纵和性能上实现程序控制、离机遥控、自动监测监控，使煤矿传统的采掘、运输等设备功能内涵发生重大突破，为生产过程的自动化控制奠定基础。
3、采用矿井网络化监测监控技术
为适应高度集中化生产模式和煤矿生产集团化管理模式，先进采煤国家研制开发了矿井自动化监测监控系统，主要生产环节已基本实现自动化监测监控。全矿井综合自动化监测监控系统集语言、数据、图像于一体，兼容各种专用监控系统功能的综合监控网络系统，将监测、控制、通信功能合成一网，并发展灵活、方便的无线接入技术。监控系统覆盖全矿井各生产环节，包括现场监测监控层、生产与安全集中控制监视层、信息管理层3个层次，通过各种矿用控制器、传感器、通信终端、摄像器等实现对综采工作面和矿井运输、通风、排水等设备和矿井瓦斯、煤尘等安全参数的自动化监测和监控。
作者简介
唐俊杰，男，生于1979年8月，汉族，山西省高平市人，助理工程师，本科学历，主要研究方向：煤矿安全生产管理.
[关键词]煤矿 开采技术 发展趋势
中图分类号：TD125 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）04-0070-01
一、采煤技术发展现状
煤炭企业集团化发展，集团下属企业多、分布地域广，企业结构复杂，存在多级、多专业的管理部门。煤炭产品在生产、销售等过程中容易损耗；煤炭企业在生产经营中所需资金密集度大、所用物资种类繁多；在煤炭生产过程中不可控的因素较多，导致生产计划的不准确和材料消耗的随机性比较大，所以对产品的监控以及成本的控制非常重要。受作业环境的影响，煤炭企业生产技术具有特殊专业要求，涉及面广，专业技术性强。生产过程复杂，生产系统形式多样，各系统协调运做、管理难度大。井下作业环境的独特复杂性，使行业生产技术具有特殊专业要求，涉及面广、种类多、管理难度大，安全生产是煤矿管理工作的重点，煤矿安全监控系统技术复杂、形式多样，监控数据量大。
采煤方法种类很多，目前世界主要产煤国家使用的采煤方法，总的划分为：壁式和柱式两大类。这两种不同类型的采煤方法，无论从采煤系统还是回采工艺多有很大的区别。
（一）柱式采煤法的特点是煤壁短呈方柱形，同时开采的工作面数较多，采出的煤炭垂直于工作面方向运出。壁式采煤法的特点是煤比较长、工作面的两端巷道分别做为进缝合回风、运煤和运料用，采出的煤炭平行于煤壁方向运出工作面。
（二）壁式采煤法一般以长工作面采煤为其主要特征，产量约占我国国有重点煤矿的95℅以上。随着煤层厚度及倾角的不同，开采技术和采煤方法会有所区别。对于薄及中厚煤层，一般都是按煤层全厚一次采出，即正层开采。对于厚煤层，可把它分为若干中等厚度进行开采，即分层开采，也可以采用放顶煤整层开采。无论整层开采或分层开采，依据不同倾角，按采煤工作面推进方向，又可分为走向长壁开采和倾斜长壁开采两种类型。
壁式体系采煤法优点
1、巷道布置简单，巷道掘进和维护费用低、投产快。
2、运输系统简单，占用设备少，运输费用低。
3、减少了工作面长度的变化给生产带来的不利影响，对综合机械化采煤非常有利。
4、通风线路短，风流方向转折变化少，同时使巷道交叉点和风桥等通风构筑物也相应减少。
壁式体系采煤法缺点
长距离的倾斜巷道，使掘进及辅助运输、行人比较困难：有时在污风下行问题。
长壁放顶煤采煤法优点
1、单产高 工作面内具有多个出煤点，而且在工作面内可实现分段平行作业，即在不同地段采煤和放煤同时进行，因而易于实现高产。
2、效率高 由于放顶煤工作面的一次采出厚度大，生产集中，放煤工艺劳动量小以及出煤点增多等原因，其生产效益和经济效益大幅度提高。
3、成本低 放顶煤开采比分层开采减少了分层数目和铺网工序，由此节省了铺网费用，此外，其它材料、电力消耗，工资费用等也都相应减少。
4、巷道掘进量小 掘进量和巷道维护费用减少，便于采掘接替。
长壁放顶煤采煤法缺点
1、煤损失多 在目前的技术水平条件下，放顶煤开采的工作面煤炭采出率一般比分层开采低10℅左右。
2、易发火 由于煤损较多，在回采期间采空区就可能发生自然。
3、煤尘大 在放顶煤工作面，采煤机割煤、支架操作时的架间漏煤及放煤为煤粉的来源。
4、瓦斯易积聚 与分层开采相比，放顶煤开采的产量集中，瓦斯散发面大，采空区高度大，易于瓦斯积聚。
二、采煤技术的发展趋势
矿山机械在经济建设、科技进步和社会发展中占有十分重要的地位和作用，属于国民经济的支柱行业。矿山机械的发展—人类的科技进步、现代科学技术和整体行业水平息息相关，特别是与机械工程科学和采矿科学的发展紧密相联。
矿山机械发展的动态机制
1、市场竞争驱动
我国矿山机械的整体水平与国际先进水平相比尚有差距。子迈向矿山机械制造强国的征途中，机遇和挑战并存。产品设计是制造业的灵魂，产品的结构、功能、质量、成本交货时间及可制造性、可维修性、报废后处理以及人、机和环境关系等，原则上都是在产品设计阶段决定的。产品的创新设计能力已成为决定企业在全球化竞争中地位的首要要素。
2、经济建设的需要
随着社会进步和国民经济的发展，人类对资源和能源的需求量越来越大，而我国是一个资源相对贫乏的国家。随着资源的开发，开采深度的逐渐增加，由陆地向海洋延伸，资源开采条件日益恶劣化，安全开采的形式日趋严重；我国煤炭开采的深度已达到1000m，金属矿的浓度达到1380m，矿床开采深度增加，地下水、瓦斯、高地应力、地质构造是资源开采难度大大增加。
自动化无人工作面开采是井下或危险环境采矿的发展方向，也是保障工作面安全开采的有效途径。综合应用采矿学、自动化技术、通讯技术、计算机科学和技术等，进行自动化无人工作面开采的基本理论研究和开发新技术、新装备，使矿山机械将向机器人化合自能化方向发展。
三、煤炭开采技术
1、改进采煤方法和工艺
（1）矿井集约化开拓布置技术。随着生产集约化合自动化程度的提高，在地质条件允许的矿区，可以走一井一面的集约化生产模式，而在地质条件不允许的矿区，也可以走多井生产，一井出煤的模式大量减少地面设施和简化生产流程，降低管理成本。
（2）短壁开采工艺技术。随着大规模粗放性开采，适合长壁开采的煤炭资源日益减少，但长壁开采后的残留煤柱，不能布置长壁式残采煤区，不规划块段等的煤炭储量却在逐年上升，一些城市和村鎮的建筑物下、铁路下、水体下（以下简称“三下”）压煤量也很大；另外，处于矿区煤田的边缘地带、小的地质构造附近的煤炭，均不能用常规的长壁开采技术采出，因此，短壁开采技术将有很大的发展空间。为满足适应短壁开采，又可快速掘进的需求，将需要开发出能够进行横轴与纵轴切割方式互换的用于半煤岩巷道掘进和煤巷快速掘进的掘进机短壁开采离机遥控操作系统、连续运输系统以及短壁工作面通风安全系统等。
2、机电一体化、自动化煤矿开采技术装备
应用电力电子驱动、传感检测、计算机与自动控制、机械—电气一体化设计等技术研究开发的煤矿新一代采掘、运输、提升等新型开采设备将不断涌现。这些设备总体结构实现机械—电气控制操纵一体化设计，具备工况自动监测监控功能，传动系统采用程序控制调速和软启动。煤矿机械机电一体化新型技术装备总体结构更合理，在煤矿井下狭小作业空间工作更加可靠、维修更加方便；配备更大功率的驱动系统，生产能力大幅度提高，在操纵和性能上实现程序控制、离机遥控、自动监测监控，使煤矿传统的采掘、运输等设备功能内涵发生重大突破，为生产过程的自动化控制奠定基础。
3、采用矿井网络化监测监控技术
为适应高度集中化生产模式和煤矿生产集团化管理模式，先进采煤国家研制开发了矿井自动化监测监控系统，主要生产环节已基本实现自动化监测监控。全矿井综合自动化监测监控系统集语言、数据、图像于一体，兼容各种专用监控系统功能的综合监控网络系统，将监测、控制、通信功能合成一网，并发展灵活、方便的无线接入技术。监控系统覆盖全矿井各生产环节，包括现场监测监控层、生产与安全集中控制监视层、信息管理层3个层次，通过各种矿用控制器、传感器、通信终端、摄像器等实现对综采工作面和矿井运输、通风、排水等设备和矿井瓦斯、煤尘等安全参数的自动化监测和监控。
作者简介
唐俊杰，男，生于1979年8月，汉族，山西省高平市人，助理工程师，本科学历，主要研究方向：煤矿安全生产管理.