时间：2022-04-10 09:52:30
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摘要：在我国能源结构中，煤炭资源有这十分重要的地位。伴随煤矿开采技术快速发展，如今的煤矿开采正朝着自动化方向发展。自动化机械开采技术的应用，大大降低了煤矿开采的劳动强度，同时也提高了煤矿开采的安全性和生产效率。本文通过分析我国煤矿自动化机械开采技术，进而对自动化机械开采发展前景提出自己的看法。
关键词：煤矿开采；自动化机械；煤炭资源
当前，机械设备不仅仅可以应用于煤矿开采阶段，还在煤矿勘探、煤炭运输等各个阶段中被广泛使用。现如今，自动化机械的应用已让煤矿生产发展成相对完善的机械自动化生产系统。
1煤矿机械自动化技术概述
所谓机械自动化技术，指的是机械操作机构能够在无人干预的条件下，依据事先设定好的控制程序或指令，让其自动完成工业生产操作的过程。作为先进自动控制技术之一，机械自动化技术在工业生产中代表了全新的生产力。机械自动化生产的发展也标志着工业生产由传统人工操作到机械自动生产的历史阶段，因此，煤矿开采中机械自动化技术拥有良好的发展前景。在煤矿开采的过程中，采取机械自动化技术能够达到连续不间断作业，并且可以对复杂的开采环境以及执行程序按照人的意图作出调整，自动化机械在煤矿开采中的使用不仅降低了人力方面的需求，同时还提高了生产效率和生产能力。
2综合机械自动化技术在煤矿生产中的应用
传统上来看，煤矿掘进作业过程中，通常会一句煤层分布情况及厚度来选择何种掘进技术，其中掘进技术通常包含钻爆、综掘技术等，综掘技术是指利用综合机械自动化技术进行作业，过去煤矿掘进机自动化程度较低，工作环境及状态也通常会被煤矿自身条件所约束，掘进机可以和操作箱、压扣控制、照明灯等系统有机结合起来，在系统整体运作下提升掘进效率，特别在和液压系统配合中达到效率最大化的目标，同时也为生产指明了方向，节约大量时间。煤矿运输是煤矿生产系统的重要环节之一，把煤迅速运输到井上是煤矿生产系统正常运转的重要保障。自动化煤矿机械的采用，使传统的以人工为主的运煤方式大幅改善，进而体现了自动化机械在煤矿运输系统中的巨大优势。例如当前的煤矿运输系统，其通常与采煤系统间有协同关系，和过去的人工运输方式不一样，采取机械自动化技术能够借助电滚筒皮带来实现井下煤炭的运输。伴随煤矿自动化机械智能化水平持续提高，煤矿的生产系统和运输系统彼此的联系将不再依赖人工控制，而是凭借其自身所拥有的信号传感系统及通信系统。在采矿生产中，采煤是其核心过程，大批自动化机械的采用使煤产量大幅提高。部分采煤机械可以按照自身监测系统，有效对煤炭与煤矸石进行区分归类，进一步提高生产质量。当前，采煤机已经由中厚煤层起步，逐步发展到薄煤层、大功率、大采高强力滚筒采煤机，同时也由有链牵引、无链液压牵引方式，渐渐发展到电磁滑差无链电牵引和变频调速无链电牵引，这使发展也使得采煤机的功能更加多元，生产效率也大大提高。除此之外，在自动化采煤机械上，通常会安装安全监测系统，采煤技术人员会以监控系统为依据在生产控制中心就煤矿生产具体情况实时监控，其主要监控内容为：煤层厚度变化、空气含量变化、煤矿内温湿度变化、粉尘含量变化等等。值得一提的是，自动化采煤机械中还包含了通信技术、故障信息诊断技术、计算机控制技术等等。
3机械自动化在煤矿开采中的发展前景
当前，机械自动化的先进理论已经可以和生产有机结合起来，同时现代自动化机械设备也为煤矿企业的发展提供新的机遇。伴随煤矿工程的不断发展，机械自动化技术在煤矿开采中的应用将会拥有更为宽广的空间，下面我们就从以下几点谈一下机械自动化在煤矿开采中的发展前景。第一，实现重点岗位机械自动化工作。这一点源自于煤矿开采的工作性质，在这个过程中不仅要投入大量财力、物力与人力，同时还会经常面临紧急危险事故，煤矿开采也是高危行业之一。所以，机械自动化技术的应用离不开科学的指导，特别是在重点岗位，微小的差错就有造成难以挽回损失的可能性，这就要求我们在源头上做好预防和控制的工作，确保开采工作安全性，使企业长治久安。第二，自动化机械采煤的主要功用就是可以按照事先设计指令来工作，可连续环节的机械作业要求在程序设置与指令的过程中完成好审核及监控工作，进而实现在开采、掘进、运输、提升的各个环节保持连续性，这为生产的效率的提高提供了保障，同时也大大节约人力资源，使采煤过程中产生的损耗减少，为企业创造更多的经济利益。第三，进一步加强机械自动化开采技术与其他先进自动化技术彼此的结合。机械自动化技术在煤矿生产过程中的应用具备良好地发展空间。在新的时期，各项科学技术都飞速发展，我们要把握住历史机遇，融合其它先进技术，使机械自动化开采日趋成熟。
4总结
煤矿自动化机械有这功能强、安全性高的优势，所以自动化机械在煤矿生产中应被大量使用。但是，我国煤矿自动化机械存在很大的发展空间。我们应该通过不断改进，使煤矿自动化机械的环保性能和可操作性不断提高。进而实现煤矿生产集约化管理，是生产人员更容易掌握煤矿自动化机械设备的操作和使用。
作者：杨阳 单位：山东能源临沂矿业集团菏泽煤电公司彭庄煤矿
摘要:我国是一个以煤炭资源为主的能源生产和消耗大国。2015年，世界煤炭产量约80亿吨，我国煤炭产量达37．5亿吨，煤炭消费量为39．65亿吨，占世界煤炭消费量的49．55%。如此大规模的煤炭的开采及消费给生态环境造成了一定的破坏。20世纪90年代以来，能源利用对生态环境破坏及保护成为我国新的关注焦点，为了煤炭行业的可持续发展，彻底解决煤矿开采与生态环境之间的矛盾，是煤炭行业现阶段及未来发展面临的重大问题。本文对煤矿开采与生态环境保护做出分析。
关键词:煤矿开采;生态环境;保护措施
随着我国工业化程度的进程加快，煤炭资源的需求量也将会不断地加大，大规模的开发利用煤炭资源，对我国将会造成日趋严重的环境污染问题，也将会带来了日益突出的环境、民生、社会等问题，环境保护已成为现阶段煤矿建设和生产必不可少的内容。
1．煤矿开采对生态环境的影响
在煤矿在开采中主要引发破坏土地资源、破坏地下水资源、影响大气结构、破坏生态平衡、噪音污染、诱发相关地质灾害等生态环境问题。1．1破坏土地资源在我国煤矿开采过程中90%以上属于井工开采，井工开采往往会造成地表塌陷，在采空区上方形成一个比地下采空区大得多的沉陷区域(如2013年淮南市采煤沉陷区面积约220km2，大约是100个杭州西湖的大小)。露天煤矿在开采过程中将直接造成土地破坏，矸石和剥离物排放压占土地。露天煤矿生产过程中排放的废水、固体废物、煤矸石在地表受降水、地表水淋滤溶液污染地下水，同时造成周围土壤结构恶化，植被被破坏等生态环境问题。截至目前，我国煤矿开采占用和损坏土地约为1．7万km2，还不包括煤矿交通、工业广场等服务于煤矿设施等占用的土地。这些土地因煤炭开采造成塌陷和占用，造成自然地形地貌遭到破坏，并且土地复垦难度很大或者无法复垦。1．2破坏水资源在采煤过程中会严重破坏岩层原始应力，影响岩层结构，造成地下水位下降、区域水资源供给严重不足、地表水渗漏、造成河水断流及大面积树干漏斗，进而破坏了水资源地表。同时煤炭开采过程中要消耗大量水资源，又要产生大量的生产、生活污水，污水没有经过处理就直接排放，渗入地收稿日期:2017－01－05作者简介:许建军(1987－)，男，毕业于西安科技大学地质工程专业，助理工程师，现在国投哈密能源开发有限责任公司技术中心从事煤矿地质与项目前期工作。下或地表河流使得大量的洁净水被不同程度地污染。此外，煤矿固体废弃物中的有毒物质通过渗滤作用污染了土壤和水循环系统。1．3影响大气结构煤炭的开采、加工、运输及大量燃煤，造成煤烟和粉尘污染，不仅能改变当地大气成分和结构，也造成了能见度降低，以及有毒有害成分偏高等不良空气状况，对当地的气温、气流、降雨等气候条件产生不同程度的影响，形成酸雨、烟雾等气象灾害。1．4破坏生态平衡煤炭资源开采过程带来了严重的生态环境的破坏，由于煤矿开采中会造成水体、土壤、大气等污染，使当地的环境与生物群之间原有的循环被打破，加之有毒物质的集聚，使得当地生物赖以生存的环境发生改变，致使自然生态环境失衡。1．5噪声污染随着工业化程度的不断的加快，大量先进设备被用于煤炭生产中，煤矿地面及井下机械设备也将越来越多，噪声污染也越来越严重，不仅影响了工作人员的作业环境，而且严重地影响了矿工和当地附件居民的健康，噪声污染虽然没有大气污染、水污染范围光，但是其危害性却是不容我们忽视的。1．6诱发地质环境灾害煤炭开采中，因采矿方法、爆破震动和地震、降水等因素作用下，往往会诱发许多地质环境灾害，将严重威胁煤矿井下设施、井下采矿工人安全和矿区周围居民的人身安全。如矸石山堆积和煤矿开采活动诱发山体滑坡、山崩、地裂缝、地面塌陷等环境地质灾害。
2煤炭开采中的生态环境保护措施
2．1优化矿井开采技术在煤矿设计和开采中，采用工程技术手段预防采矿塌陷，可以采用井下减塌技术，填充地下采空区，增加采空区的支撑，还可以采用条带采矿法和预留煤柱采矿法以减轻地面的塌陷程度。2．2地面塌陷及地裂缝的治理对在煤炭开采沉陷区，且未达到稳沉状态的沉陷区域，采取监测、临时工程及示警等措施，以此来消除安全隐患问题;对于达到稳沉状态的沉陷区域，用削高填低、回填整平、采取防渗处理、植被重建、挖沟排水等综合治理措施。对于地表裂缝的规模和危害程度较小的，采用土石填充并夯实，防渗处理等措施;规模和危害程度较大的，可采取灌浆、填充等措施。2．3减少矿井废气与粉尘污染在煤炭开采过程中只要向大气排放的废气是瓦斯，煤矿开采过程中可以通通风和抽放的方式，抽出煤层中的瓦斯并加以综合利用，可以有效地减少煤矿开采中瓦斯的涌出。同时在煤矿开采中通过粉尘净化、通风除尘、泡沫除尘、声波雾化降低粉尘，来减少矿井废气和粉尘污染。2．4污水处理措施煤矿通过设立专门的排水系统，集中排放酸性水，并在地表拦蓄，使之蒸发、浓缩，而后处理，免除污染。其次可以采用新型水泵对采区分级脱水后的煤泥水进一步进化处理，循环用于采掘，做到煤泥水不上井或者处理后综合、循环利用。2．5煤矸石的综合利用煤矸石不仅占用大量的土地，也对生态环境造成了一系列的影响，煤矸石同样是一种矿产资源，具有高发热量、建筑材料、提取硫黄等功能，把煤矸石化害为利、变废为宝的综合开发利用。2．6噪声污染的处理措施在煤炭开采中合理的布置各种噪声设备，积极推广低音设备，并且保护个人防护，以此来减少噪声污染对人的健康影响，把危害降到最低程度。
3结束语
近些年来，我国迎来了经济高速发展的新时期，煤矿的开采也引发了诸多环境问题，如果不加以控制，将会恶化我国的生态环境。因此，我们必须严肃对待煤炭开采过程中对生态环境污染的问题，并积极寻求有效的解决方法，来实现煤炭开采与生态环境保护的协调发展，实现煤炭行业的可持续发展。
作者：许建军 单位：国投哈密能源开发有限责任公司
摘要:近年来，随着煤矿资源的需求逐渐提升，煤矿开采备受关注。现今的煤矿开采早已摆脱传统的开采模式，引入很多专业化、智能化的开采设备，这些设备的应用提升了煤矿开采效率。液压支架电液控制系统是一种新型的采煤设备，对于其系统的研究，能够推动煤矿开采的发展。
关键词:煤矿开采;液压支架;电液控制系统;研究
一般的煤矿开采在实际操作环节中存在着很多问题，施工环节中的问题，增加了煤矿开采的难度，同时也严重影响煤矿企业的经济效益。液压支架电液控制系统在煤矿开采环节中的应用，能够将传统的采煤中所涉及的机械技术、液压技术、计算机技术结合起来，创建出一种特殊化的开采模式，保障煤矿开采的高质量、现代化。
1电液控制系统功能分析
1．1自动控制传统的采煤系统中，人工操作部分占据着主导地位，人工控制方式工作效率比较低，同时受到不同的自然因素、人为因素的影响。电液控制系统的应用，其与传统的采煤系统相比，最为突出的功能就是采煤控制自动化。在自动化控制基础上，能够实现支架顺利安装，降低工作人员的工作压力。该电液控制系统中，自动化控制设备主要包含了PM31控制器、压力传感器、行程传感器等装置，这些装置在该电控系统中的作用不同，但是缺一不可。实现科学化、自动化的采煤，需要这些装置之间相互配合［1］。1．2顺槽控制在采煤井下的作业中，也需要进行施工控制。顺槽控制功能主要体现在井下。在计算机操作下，能够加快各个部件之间的监控与调试。井下自动控制系统与顺槽设备之间相互衔接，对每一个环节的控制作业进行全面的调整，保障各个工艺流程顺利完成。1．3设备控制设备控制功能实际上来源于远程设备控制，由于煤矿开采与其他类型的作业不同，其作用环境十分的恶劣，并且在井下的难以掌握作业情况。设备控制主要借助地面监控主机光纤MODEM与井下中心控制主机通信。在这样的方式下，能够保障设备控制人员不需要下井就能够实现对工作环境设备的控制。远程设备控制在提升采煤效率的基础上，促进了生产线能够流畅运行［2］。
2煤矿开采液压支架电液控制系统硬件分析
2．1输入信号的硬件电路设计在液压支架电液控制系统的硬件设计中，输入信号的硬件电路设计是重点内容。只有输入信号的电路系统功能完好，控制系统才能够在对最短时间内接收到作业信息，并且做出相应反映。在本文中煤矿开采液压支架电液控制系统中，输入信号的电路中，主要包含了急停信号、闭锁信号、接近开关和是保护4种开关量输入信号。这些不同的开关量的功能不同，急停和闭锁主要是由控制器前面板上的按钮进行控制，当按钮按下时，输出0V的低电平。当采煤工作面出现故障时，或者是处于紧急情况时，系统中的急停后者是闭锁将会自动被激活。2．2输出信号的设计在输出信号端的设计中，控制设备CPU输出信号，该信号被传输到电平转换电路上。接下来系统中的上拉电路将会驱动控制电路输出信号，进而电磁先导阀开启。一般情况下，电磁先导阀开始工作时，瞬间电流能够达到160mA，当电流稳定之后，实际电流就会下降到65mA左右，而CPU的实际输出信号高电平则被设置为3．3V。为了保障系统的电磁先导阀组能够实现稳定且可靠的工作，其主控CPU采用电平控制方式［3］。2．3通信接口的硬件设计电液控制系统硬件系统中，通信接口的硬件设计中，采用两种不同的接口形式，分别为SPI和RS485两种。一般情况下，支架控制器内部中，为了保障系统的安全，需要采用SPI通信接口方式。然而在液压支架控制器之间，或者是在支架控制器与端头控制器之间，需要采用RS485通信接口方式，经过实验证明，这两种不同的接口通信方式在实际应用中能够保障电液支架动作控制及时准确。
3煤矿开采液压支架电液控制系统软件分析
3．1输入输出开关量的软件设计在本文所研究的液压支架电液控制系统软件分析中，涉及了四个开关输入信号，分别为:急停、闭锁、接近开关、保护。在C51单片机的中断系统设计中，存在着这样的一个规律，那就是单片机的外部中断系统中断信号的优先级最高，对于信号所做出来的响应速度最快。基于这样的道理，在煤矿开采液压支架电液控制系统软件设计环节中，为了保障系统能够在设备出现故障的第一时间做出反应，在本设计中，也将该四个开关量输入信号分配到外部中断口当中，并且将系统按钮设置在控制器的前面板上。假设系统中出现紧急情况时，操作人员就可以及时按下按钮，控制器发出紧急信号时，那么整个工作面的控制器将会迅速的停止作业［4］。3．2A/D信号转换软件设计以STC12C56系列的单片机为例进行分析，该类型的单片机自带A/D转换、EEPRON功能。一般情况下AD精度位数为10，带有8个通道，在实际的速度转换上比较迅速，都能够实现100kHz以上。在这样性能下的AD，其自带功能比较多，具有系统温度检测、电池电压检测、光线检测以及频谱检测等诸多功能。良好的AD功能能够对实际照明环节中的温度进行检测，通过光敏效应分析出系统温度情况。当温度过高时，能够直接向系统发出警报。在井下作业的视频信息和音频信息被采集到之后，需要根据音频信息和视频信息进行井下环境分析。在井下环境分析中，能够利用井下红外视频影像分析出井下温度，并且从音频信息的数据分析中，得出井下深度、巷道的粗糙程度等。在环境数据采集系统中，放置温度传感器以及多种气体的传感器，经过放大电路，将这些信号AD转换电路中进行信号转换［5］。
4结论
传统的采煤系统中，人工操作部分占据着主导地位，人工控制方式工作效率比较低，同时能够受到不同的自然因素、人为因素的影响。电液控制系统的应用，其与传统的采煤系统相比具有自动控制、顺槽控制、设备控制等功能。在本文中对煤矿开采液压支架电液控制系统的硬件系统和软件系统设计进行研究，分析系统的各个组成部分和具体功能。
作者：李勇勇 单位：西安重装铜川煤矿机械有限公司
摘要：鉴于我国人均煤炭资源占有量少的现状与现阶段经济发展速度不协调，采煤业更加重视煤炭资源的利用率情况，并开始采取各种措施使煤炭资源得到高效开采利用。文章着重分析新形势下煤炭开采技术的改革及其现状，从而有效的促进煤效益的提高，促进煤矿业的全面发展，并推动社会经济的可持续发展。
关键词：煤矿开采；采煤技术；新形势
引言
由于我国人口众多，纵使煤炭资源总量丰富，但人均资源占有量少。而社会主义经济的发展却依赖着以煤炭为主的矿产资源。所以我国的社会主义现代化建设与煤炭工业的发展息息相关。随着当今科技技术的日益革新，采煤技术的发展也是机遇与挑战并存。在新形势下分析煤矿开采中的采煤技术，使其朝着高效、高产、高安全的方向发展，是改善和提高煤炭产业经济效益的重要手段，同时对社会主义经济建设的发展和国民收入的提高起到了重要作用。
1当下采煤技术的背景梗概
总体来说，采煤技术和方法受到多种因素的影响，其中地质构造，煤质条件，煤层的结构、赋存状况、硬度及厚度等是影响采煤技术的理论上的因素[1]。结合当下的国情来看，我国的采煤行业自改革开放以来，由于经济的发展带来的更多高科技和新工艺，使其效率得到大大提高。现阶段长壁采煤方法也得到充分发展而且愈加趋于完善，放顶煤采煤的应用更是使得采煤的效率大大提高。但是对于一些地质构造复杂、地形奇特的地区，开采目前采煤技术的发展还是不够完善，针对这些地区的特定的煤矿开采技术、理念和经验还没有形成。如今的形式不断变化，对煤炭的需求日益增加，因此加强对煤炭技术的研究，不断促进新型采煤技术的发展和进步显得尤为重要。
2新形势下采煤技术探讨分析
2.1优化煤矿开采布置的技术
任何技术的发展都不是脱离现实而独自存在的。当下社会经济不断发展的大背景下科学技术的发展是推动采煤技术发展的核心力量。科学技术是第一生产力，因此优化采煤技术尤其是开采布置中的开采技术就显得尤为重要。为使煤炭的开采效率达到最高，开采布置、开采方法和煤层地质的选择必须达到最优匹配，这种组织性的特征是突破现有发展模式而达到更高层次的新发展模式的关键所在[2]。发展才是硬道理，任何一成不变的固有模式都不可能适应时代的发展，只有不断创新，不断突破现有的采煤技术，使煤矿开采布置中的技术得到不断优化，才能使煤炭开采效益不断提高。理论必定是要联系实践的。要将此技术付诸实践，需注意以下几点：前期的准备工作是必不可少的，需要集中研究单一煤层，根据工作面参数做出采取优化和具体的开拓部署；与煤炭开采密切相关的便是自然环境的保护，不能只为单一开采煤矿发展经济而忽略了开采过程中对环境的保护，而减少污染、降低能耗、保护环境最好的一个方法便是使矸石在井下得到直接处理，尽量避免露于地面；煤炭开采过程中各项工作集中起来既有利于提高开采的效率，也有利于环境的保护。因此集中准备、集中回采技术在煤矿开采中则占十分重要的位置，要避开煤巷，大幅度降低将岩巷的掘进率，做好开拓部署。这些方面的研究都可使集中化开采得到高效高产的发展，使煤炭生产得到系统优化，进而推动整个煤炭产业的优速发展。
2.2采用科学的采煤技术
为使煤矿开采的整个开采过程和开采方式都具有科学性，离不开实地考察分析煤矿的地质条件。不同的地质条件自然是要采用不同的采煤技术，在提高煤矿勘探技术的基础上，因地制宜、实事求是地根据勘探结果制定科学的开采计划，并对其进行相关的分析和评估是实现煤矿既经济又安全开采的重要条件。在此分析探究的基础上使用采场围岩控制技术和放顶煤综采技术等，则可使煤炭开采效率事半功倍。采场围岩控制技术以科学合理和优化高效的优点被应用于近几十年的矿山开采。此项技术也是既有优点，又存在着相应的缺点。一方面，该技术是根据急倾斜、大采高采场矿山压力显现出来的规律而探究出来的，是先进计算机技术与现实实践相结合的产物，可到达煤矿开采活动的目标优化。但是另一反面，由于某些技术、材料、工艺的局限，采场围岩控制技术也有着投入成本过高、工艺程序复杂等问题。放顶煤综采技术则适用于浅埋深、管理条件先进、设备安全可靠的前提下，可以通过提高放煤速度而增加工作面的产量。然而高效的放顶煤综采技术也存在着某些不足。改善控制系统，提高综采技术，优化作业时的各种状态，则可以使放顶煤综采技术得到更好发展。
2.3优化采煤的巷道布置
全面协调可持续是促进社会主义现代化发展的基本要求。当今社会中的新能源和绿色能源都得到大力提倡，因而煤矿开采行业的节能绿色发展，是顺应当今社会可持续发展的总趋势。为适应新形势，绿色能源的开采技术则是优化提高采煤技术重要手段。矸石污染的产生是煤矿开采过程中常见的状况，因此想要做到绿色无污染的开采，就必须利用科学的煤矸石地下处理技术来减少煤矸石污染。首先，要深入研究当地进行煤炭开采地区的地质构造情况，并进行分析总结，从而科学地设计开采巷道[3]。其次，想要提高煤矿开采的集中化水平，减少生产过程中的碳排放量，节省开采时间，就必须将科学有效的开采与巷道的合理布置相结合。最后，根据实地考察而设计科学的巷道布置进行现实的优化测试，使巷道的布置愈加完善。经济发展与环境保护的相结合是实现社会主义现代化建设的重要方式。优化采煤巷道的布置既可以提高开采效率，促进煤炭产业经济发展，又可以减少环境污染，实现绿色发展。
2.4更新采煤装备设施
煤炭资源的高效开采与相关的开采设施是密切相关的。要想高效率的生产，生产工具必然是要科学先进的。因而当今煤炭开采技术发展的一大趋势就是发展大功率、高安全性的薄煤层采煤机、刨煤机。这些新型设备的使用既可以减少煤炭资源的浪费，提高煤矿开采效率，又能缩短采煤时间，增加单位时间内的采煤量，所以我国正致力于研究优于外国的薄煤层采煤机和刨煤机。为提高技术装备的先进程度，对采煤过程中的放煤规律、顶煤破碎规律及可放性的研究也是至关重要的。由于采煤生产过程的系统性，更新采煤设施更可以提高采煤的综合效益。
3结束语
综上所述，当今社会形势下，为适应经济社会的全面协调发展，必须使采煤技术在煤矿开采中朝着更科学、更环保、高效率、高安全的方向发展，使煤矿开采集约化。只有建立安全高效的采煤技术体系，分析研究更科学、更有效的采煤技术，不断提高采煤技术，加强技术研发力度，才能在实现煤矿业可持续发展的同时也减少对环境的破坏，从而促进社会经济发展，推动社会主义现代化建设。
作者：敖成海 单位：富源县煤炭工业局中安分局
很多矿区因地质条件复杂，前期地质勘探资料不全等原因，造成了在采空区上方遗留了一部分可采煤层。近年来随着浅部煤炭资源的减少，如何安全、高效的将可回收煤炭资源采出是目前急需解决的问题。近年来，上行开采技术在顶板岩层运动规律和上行开采可行性问题研究上取得了大量成就［1－5］，代表性的有刘天泉提出了比值判别法、“三带”判断法，并提出了上行开采可行性必要的层间距公式［6］;李鸿昌，钱鸣高利用围岩平衡理论研究了上行开采机理［7］;汪理全在分析了导水裂隙带变化和巷道变形规律的基础上，对围岩平衡法进行了修正和简化［8－9］。但这些研究成果主要是针对回采工作位于在采空区的上方情况，当出现上层工作面位于下层采空区外侧时，特别是当上部工作面回从下部实体煤进入到采空区侧的情况时，底板能否保工作面的稳定性，是否会出现整体下沉现象以及覆岩破裂规律和高度就变得极为复杂，因此有必要采用高精度的微震监测技术并结合理论分析对其深入研究，为底板的稳定性、“三带”高度的划分和危险的预测预报提供新的研究方法。
1工作面概况
新疆龟兹煤矿在A603工作面开采后，发现A6－1可采煤层，为了提高煤炭回收率，在A603采空区上方布置A6－103工作面，并且工作面长度远大于下部采空区走向长度。A6－103采面煤层厚度平均5m，与下部A603煤层采空区层间距平均为17m。A6－103可工作面埋深215～210m，工作面长150m，煤层平均倾角2°～13°，采用综放开采技术，割煤2．8m，放顶煤2．2m。A6－103采面顶板以泥质砂岩和炭质泥岩为主，底板以中粗砂岩为主。
2微震监测
2．1微震监测原理
微震监测技术是监测煤岩体在变形破坏过程中产生的微震事件，通过对微震事件的空间定位和能量分析，能够反应出大量关于岩体受力变形破坏以及岩体发生破坏程度的大量信息。微震监测方法是在监控区域布置若干检波器，通过检波器拾取煤岩体破裂而产生的震动波形，通过对接收到波形进行处理分析，从而实现对煤岩结构体的破裂情况进行判断。根据系统监测得到的微震波信息，代入式(1)即可求解方程组，最终得到震源的坐标和发生时刻。
2．2微震监测系统布置
采用煤炭科学技术研究院有限公司(原煤炭科学研究总院)安全分院自主研发的KJ768高精度微震监测系统，对浅埋深综放A6－103工作面顶板运移规律进行了监测和研究。在工作面进入下部临近采空区附近的上下顺槽共布置2个分站，16个检波器分别标号为1～16号，相邻检波器间距为30m。
2．3微震监测系统精度检测
为校验龟兹煤矿井下16个检波器的震动接收效果和定位精度，采用深孔爆破的方法人为产生震源，利用微震监测系统对其能量大小和震位置进行定位。深孔爆破钻孔布置在下顺槽实体煤顶板岩层中，钻孔深度16．3m，角度45°，装药量为5kg。微震监测空间定位结果放炮震源能量为41263．64J，震级为1．48。空间定位结果见表1。空间震源定位能够实现10m以内的定位精度，能够满足采矿工程尺度的精度要求。
2．4微震事件的波形研究
龟兹煤矿的微震监测系统安装以后，由于检波器非常敏感能够监测到10J以上的能量震动，而井下产生的微小振动的原因有很产多，如材料列车的产生的振动，乳化液泵的振动等，通过地面监控主机对井下检波器的波形分析，将波形分为以下5类，井下振动波形分类如图1。
3开切眼上方岩层破裂微震事件分析
3．1微震事件空间位置分析
随着工作面不断向采空区推进，微震事件的发生过程分为3个阶段:第1阶段为距离开启眼距离45m以前，微震事件较少的正常阶段;第2阶段为距离开切眼40～25m时，微震事件迅速增多并主要集中在距离切眼左侧13m左右，不跟随工作面而向前发展的迅速破裂阶段;第3阶段为距离开切眼25m以后，进入采空区侧微震事件迅速减少并主要发生采空区侧的破裂减少阶段。分析第2阶段微震事件主要发生在开切眼附近有以下2方面原因:①应力积聚原因，由于实体煤侧煤岩体结构完整，容易积聚弹性能，采空区侧由于顶板结构整体性遭到破坏，顶板高位岩层产生的大量裂隙，很难形成大尺度的“砌体粱”的结构，不能传递超前采动应力，因此应力在切眼上方岩层积聚，导致煤岩体破裂;②应力叠加原因，由于受到切眼后方实体煤的后方支撑应力和本煤层的超前采动应力叠加的影响，也加剧了煤岩体结构的破坏程度，导致大量的微震事件在此发生。
3．2上覆顶板破坏范围分析计算
由于井下岩层是一种非均质的，结构复杂的组合体，物理力学性质有很大差别。在以往计算覆岩破坏高度时，通常是依据大量的现场实测，将岩层分为坚硬岩层、中硬岩层、和软弱岩层以及风化软弱岩层4类［11］，并总结出相应的类型的跨落带和裂隙带的经验公式。A6－103煤层顶板标高平均为1760m，微震事件主要发生在标高1780m以下，说明垮落带高度为20m，垮落带高度是采高的4倍;标高在1800m上方微震事件的数量比较少，最高达到了1870m，说明裂隙带发育高度为70m，裂隙带高度是采高的14倍。将微震数据分析的顶板垮落带和裂隙带高度和理论公式计算结果相比较可知，采用微震监测的“两带”高度与经验公式计算结果差别较小，具有一定的准确性，结果见表2。
3．3微震事件能量分析
为了能够保证A6－103工作面顺利通过下部临近煤层开切眼附近的高应力区，对切眼上方煤岩结构体破裂的微震事件能量进行分析。根据8月3日－8月17日经过切眼期间每日微震能量和结果可以看出，发生的最大震动能量为83509J。从8月3日－8月7日均在20000J以下，从8月8日－8月13日微震能量和迅速增加，8月10日和11日能量和均在达到最大值为140000J以上，这与现场支架阻力持续增长相吻合，说明煤岩体在此期间产生了大量破裂和位移。同时，A6和A6－12层煤之间的岩层在A603切眼附近10m处微震事件较少，说明A6－1煤层底板没有出现较大岩体破裂，岩层整体性完好，不会出现整体下沉现象，能够保证工作面的安全回采。
4结论
1)通过对井下标定炮震源的空间定位，能够得到微震监测系统的定位精度在10m以内，能够满足煤层上覆岩层破裂运动监测要求。2)通过对井下检波器波形分析，将振动波形分为机械振动、强电流干扰、泵站干扰和人为敲击和其他干扰几类5类。3)工作面接近下部临近采空区时，微震事件的空间位置和每日能量和现随着工作面推进出现“正常－快速破裂－破裂减少”3个明显阶段。4)采用微震监测方法测得的垮落带高度是采高的4倍，裂隙带高度是采高的14倍。5)A6－103工作面底板在下部A6－1切眼上方附近的微震事件较少，能保证工作面的安全回采。
作者：季成 孔令海 高凯 单位：煤炭科学技术研究院有限公司 煤炭科学研究总院 煤炭资源高效开采与洁净利用
1注入静态破碎剂弱化坚硬顶板
破碎过程不会产生剧烈震动、噪音、飞石和粉尘、炮烟等有毒有害气体，具有传统爆破技术无法比拟的优势，但目前该方法还处于不成熟的试验阶段，仍具有许多缺点，如破碎剂开始反应的时间，即起点时间不易把握；静态破碎过程需要的时间较长；钻孔尺寸不易把握和易发生喷孔问题等。
2爆破弱化坚硬顶板
爆破弱化是通过钻孔装入炸药瞬间爆炸的方法将一定高度范围内的顶板切断，在重力作用下及时地自然垮落形成矸石垫层充满采空区，减小顶板冒落面积，减弱顶板冒落时的冲击力和冲击波。目前常用的爆破弱化方法有：①循环式浅孔爆破；②步距式深孔爆破；③超前深孔预裂爆破；④地面深孔爆破[5]。目前，国内外在控制坚硬顶板时最常用的方法为超前深孔松动爆破，这种方法不但不影响工作面生产，而且效果较明显。
3工程应用
某矿一工作面开采15号煤层，煤层厚度5.0～8.5m,平均厚度6.3m。直接顶主要为泥岩、砂质泥岩，局部相变为粉砂岩及细粒砂岩，灰黑色，厚层状，厚度5.6～10.5m；老顶为灰色中厚层状石灰岩，致密坚硬，厚度为5.0～7.8m。由于工作面老顶岩层厚度大且致密坚硬，回采过程中不易垮落，易形成大面积悬顶，存在极大的安全隐患。实验室试验结果得出，15号煤层老顶石灰岩吸水率较低，且注水软化周期长，不宜采用；高压注水压裂与顶板注入膨胀剂也仅在试验阶段；爆破弱化在我国煤矿开采初始就已使用，各项措施完善，因此选用爆破弱化方法处理15号煤层顶板。循环式浅孔爆破是在切顶支架处向顶板岩层钻孔并装药爆破，由于切顶支架位于采空区边缘，钻孔与装药工作较困难且严重影响生产；步距式深孔爆破是沿工作面向顶板采空区方向钻孔、装药进行爆破，工序难于实施且与工作面回采工作冲突；地面深孔爆破是在采区顶板对应的地面位置垂直向下钻深孔，钻孔深度和工程量大且钻孔经过地面表土层，孔易变形导致成孔率较低，甚至无法成孔，影响装药质量，可能爆破不到煤层顶板[6]。开切眼内深孔预裂爆破是在开切眼完成后进行施工，在工作面回采之前实施，不会影响工作面正常生产。因此，工作面回采前选择在开切眼内深孔预裂爆破弱化处理该矿15号煤层坚硬顶板。
4顶板预裂爆破效果分析
回采工作面在贯通开切眼后，切眼周围的煤岩体受到的扰动影响小，老顶内部结构完整，属于连续介质。回采期过程中悬顶距离大难垮落的老顶岩层一般具有强度高、厚度大、完整性好等特点，这样的老顶岩梁断裂前的变形量很小，为使分析问题简单可以忽略不计；老顶受到上覆岩层的载荷分布广泛且应力集中程度低，近似看作均布载荷。回采前老顶岩梁的力学模型如图1所示。切眼贯通且未实施预裂时，切眼周围实体煤支撑上方顶板，此状态下的老顶岩梁可近似看成固支梁，两端受到周围煤体的力矩约束。固支梁模型受力分析如图2所示。一般情况下，计算和校核老顶极限跨距的依据是老顶极限抗拉强度，当岩梁受到的正应力达到该岩层的抗拉极限时，岩层将在被拉伸断裂。因此两端固支状态下老顶的断裂极限跨距为：式中：h为老顶厚度，m；RT为抗拉强度极限，MPa；q为老顶承受上方载荷，kPa；LT为老顶极限跨距，m。工作面回采前在开切眼顶板上按设计参数布置深入老顶的钻孔，装药爆破预裂老顶岩层可有效解决回采过程中大面积悬顶的问题。深孔预裂后，开切眼顶板内部会产生多条大小不等的裂纹，老顶岩梁一端的力矩约束被解除，形成新的平衡。新平衡状态下的老顶岩梁可简化成一端固支一端简支，力学模型如图3所示。从以上分析看出，相同条件下的两端固支梁比一端固支一端简支梁的极限跨距大，前者约为后者的1.23。初采工作面老顶经深孔预裂处理后，老顶的极限跨距可减小至未处理时的0.82倍，即深孔预裂可有效缩短老顶的极限跨距，同时减小老顶的来压步距和强度。爆破预裂处理后该工作面的平均垮落步距减小了约10m，悬顶面积明显减小。工作面推过以后，没有出现大面积顶板垮落带来的安全隐患，巷道矿压观测正常，瓦斯、CO等气体含量也在正常范围内；瓦斯高抽巷稳定性良好，顶板爆破预裂对该巷道的影响较小。
5结论
（1）通过建立坚硬顶板力学模型，并对其预裂前后断裂步距进行分析计算，得出通过初采前顶板弱化处理，可使坚硬顶板初次断裂步距减少约为同类未经处理顶板的0.82倍。（2）通过开切眼内深孔预裂爆破方法弱化处理该矿15号煤层坚硬顶板工业性试验，爆破预裂处理后该工作面的平均垮落步距减小了约10m，有效防止和减弱了初采时期顶板的大面积来压隐患。
作者：段贤斌单位：太原理工大学矿业工程学院 西山煤电股份公司西铭矿
一、煤矿开采企业安全生产管理体系的运行
煤矿开采安全管理体系的运行，要充分考虑到煤矿开采中的人员安全、环境保护、机械维护、管理工作等问题，从而对煤矿开采的整个过程进行全程优化，合理地利用现有的人力、物力资源，并结合煤矿中的具体环境，让煤矿开采方式达到最佳。同时，煤矿开采企业安全生产管理体系的运行，也离不开政府的监督和指导，只有企业、政府两方面相互配合，才能真正实现煤矿开采的安全管理。
二、构建煤矿开采企业安全生产管理体系的必要措施
(一)保障人身安全的有效措施。为了保证煤矿开采企业中每一位成员的人身安全，一定要强化安全生产观念。企业有责任对所有的员工进行合理、到位的煤矿开采方面的安全思想、安全知识的教育，使企业的职工能够意识到安全生产的重要性，明确企业、政府对安全生产的要求和规定，从根本意识上提高警惕，防止危险事件的发生。要想真正的实现安全管理，仅仅靠提高职工的安全意识是不够的，还要对职工进行安全知识和技能的培训。企业应当建立一个专门的培训部门，对于新职工进行岗前培训，对于老职工进行定期的培训和演练，并且针对不同员工所从事的具体工作的不同、员工的自身素质的差异进行区别性培训，从而有效地提高职工们的整体安全生产能力，做到在生产过程中保障自身和他人的安全。
(二)保障机器安全的有效措施。在煤矿开采中，所使用的一般都是大型的机械设备，这些设备一旦出现问题，不但会影响到煤矿开采的进度，还有可能造成破坏性的后果，为煤矿开采企业带来重大损失。因此，要加强对于机械安全的管理。一是在选用一些煤矿开采设备的时候，要充分考虑煤矿周围的具体环境，考察机械设备能否在这种环境中运行，采用哪种设备更能节约时间和人力。二是在煤矿开采的过程中，要注意设备的更新和维修。要分配专门的机械管理人员，对机械进行检查，一旦发现问题，立即处理，并及时对陈旧的设备进行更新，通过使用先进、安全的设备来保证煤矿开采的顺利进行。
(三)保障环境安全的有效措施。保障环境安全，一般要做到以下几点:第一，要保障矿井及周围环境中的气体环境安全。在煤矿中，往往含有大量的瓦斯，这种气体既是一种清洁高效的能源，也是一种对大气有着极大危害的污染性气体，并且由于其具有毒性和易燃性，就必须在进行煤矿开采时，做好对瓦斯气体的处理，避免其污染环境或造成火灾、爆炸等危险事件。第二，要保障矿井周围土地资源环境安全。在煤矿开采的过程中，难免会对周围的土地造成破坏，在开采完煤矿之后，地表或者地下矿井中将会形成采空区，容易发生坍塌等事故，在煤矿开采的过程中，要注意对采空区进行及时的填充，保护好土地环境。第三，要保障水资源环境安全。在煤矿开采过程中，有可能会导致水资源的流失和污染，也有可能会因处理不当而遭受水灾。因此，要加强对煤矿开采中水资源的管理，保护好水资源，同时，也要避免水文事故的发生。
(四)保障管理安全的有效措施。一是要保障煤矿开采企业的安全管理，就要不断的对管理方式进行创新。在对煤矿开采管理工作进行长期的总结之后，不难看出，管理工作从来不是独立存在的，而是与煤矿开采过程中的人员、环境和机器等各种要素相互影响、相互作用的。因此，在对煤矿开采安全生产进行管理的过程中，就要考虑多个因素对生产过程所带来的影响，从根本上排除危险，为煤矿开采提供一种强有力的管理手段。二是要加强对煤矿开采的监督力度。建立起一个安全监督部门，对煤矿开采中人员的操作、机械设备的安全、对环境的影响以及管理工作进行严格的监督，并将煤矿开采中的各个要素紧密地联系在一起，加强整体性监督，防止在煤矿开采过程中发生意外事故。
三、结语
在我国的煤矿开采生产中，依旧还存在不少的问题，这些问题，都必须通过一种有效的管理手段来解决。煤矿开采安全生产管理体系的构建，有效地解决了我国煤矿开采企业中的安全管理问题。通过对这种管理体系不断地优化，加强对煤矿开采企业中各个部门及开采过程中的各种要素、各个环节的管理，实现煤矿开采的整体安全作业。只有这样，才能够让我国的煤矿开采企业不断地朝着安全、高效、环保的方向发展，实现煤矿开采的经济效益、社会效益和环境效益，为我国煤炭能源的开采发挥更有利的作用。
作者：王孝宾
一、煤矿开采的经济价值
有关科学家的分析，它在市场上的价值非常的昂高，储量超过一亿吨的煤矿估计值能超过2000亿元。它有着损益。首先从损害上分析：煤矿开采在项目开始实施时，会对环境造成一定的影响，从而引起一些空气质量和自然圈子标值的变化。所以，对于这些指标值的计算，就必须要采用科学的方法。其次，从煤矿开采的收益上分析，经科学家的推论和研究，总结出了一个公式：∑(CI—CO)t(I+r)/1=o，其中t=0.1.2.3….n。CI表示现金流入量，CO表示现金流出量，(CI—CO)t表示项目在第t年的尽现金流量，t=0表示项目开始运行的时间点，n表示项目计算期，其具体计算可通过内插法求，公式为：r=r1+[NPV1(r2-r1)]/[NPV1+NPV2]，其中r1表示当净现值为接近于零的正值的折现率，r2表示当净现值为接近于零的负值时的折现率，NPV1表示低折现率时净现值的正值，NPV2表示采用高折现率时净现值的负值，其中r1与r2之间不应超过百分之二。从上面几个公式总结出，煤矿的开采对于现在社会的经济价值能够达到一个前所未有的前景。
二、煤矿开采的安全设施
做任何事情必须考虑的前提因素就是人的安全，所以，在开采煤矿的时候，在安全方面就是尤为重要的。(1)根据《煤炭法》，《矿山安全法》和《煤矿安全监察条例》制定本规程；(2)在中华人民共和国领域从事煤矿生产等活动，必须要遵守以上规程；(3)煤矿企业必须建立并健全各级领导安全生产责任制，法规，规章，规程，标准和技术规范；(4)在开采煤矿使用的机械样品中，必须设置安全机构；(5)煤矿企业必须支持群众安全监督组织等活动，发挥职工群众安全监督作用；(6)煤矿对于作业人员进行安全培训，开采煤矿要实时的注意安全问题，遵守好国家及其企业所制定的安全规章制度，不经培训，不得上岗；(7)煤矿企业在即将开采的时候，要对作业人员再次强调下井时应该注意的细节，人们往往就是不注意一些细节而导致悲剧性的发生。
三、网络技术对于煤矿开采的应用
1.计算机网络的建设与改造当前的网络状态是省级与下属部分企业的广域网，而省辖市网络没有有效的连接进来，网络本身是个大体结构，所以，要应用网络的结构把各省级，各省级所属的下属企业和省辖市网络连接起来，对网络进行省级和优化。可以运用网络计算机解决煤矿开采的安全问题，它可以随时的提供地理位置信息，并且能够全面的进行对地图的缩小，放大，找查，漫游，全图，测距，鹰眼图层设置等常规的地图操作功能，同时，还负责实现各种模拟量，开关量的图形，数据等实时信息的显示。数据库服务器主要存储全部的非地图数据，包括设备数据，环境数据，管理数据等实时信息，同时，数据库服务器还要提供相应的统计，查询等功能的具体数据来源。所有数据在计算机网络保护下不会丢失，而且存储量非常大，找查也方便，也能快速从一个地方传递到另外一个地方。无需人力，稳定快捷，且不会在传送途中丢失。2.计算机的分区管理计算机可以实现内外网逻辑隔离的同时，满足外界通过身份验证访问内部网络的业务需要，从管理的角度可以将煤矿安全监控网络化分为两个部分。3.计算机对煤矿工资的便捷分配从经济的角度出发，开采煤矿需要大量的机械工具和作业人员，进而使其需要一个较大资金量的流程，如果认为会比较的繁琐，计算机不仅仅能够快速的计算出每一位作业人员和机械设备所需要的资金，还能够准确无误的保存在计算机的硬盘上面，方面快捷的查询流出的资金和资金的分配量的大小，更能够为其他工作人员解决他们对于资金上的疑问，避免一些不必要的麻烦。4.计算机对煤矿结构的客观分析由于地理条件和一些外界条件的限制，煤矿开采必须在一个稳定而又安全的基础上才能够进行作业。通过网络技术的提升，能够准确无误的查询哪些地方有煤矿，哪些地方能够开采到优质的煤矿，煤矿地区周边环境的影响大小，煤矿开采需要深入在地面下，所以，必须对于其中土壤和石层进行准确的判断，计算出其中承重能力的大小，抗震动幅度的大小等安全因素。5.计算机对煤矿开采地质工程的管理开采煤矿的准备十分的复杂，对于煤矿开采要知道地理性质：大陆按照高层特征，可以分为高山，丘陵，平原，高原，盆地和洼地等地形单元，其中，低于海波1000m的平原，丘陵，盆地面积最大，陆地部分最主要的地形特征是由一系列呈弧形或线形展布的山系。其中，海波在500-1000m的成为低山，1000-3500m的成为中山，大于3500m的成为高山。陆地上还有被山系所分隔，表面稍有起伏，内部相对较差，一般不超过数十米的平原和高原，他们面积较广。海拔高程在600m以上，表面较为平坦或略有起伏的广阔地区成为高原。此外尚有四周为山系或高原限制的低地，因其外形似盆而成为盆地，介于山地和平原之间的高低不平，连绵不断的低矮浑圆的小山丘地称为丘陵。大陆上有众多的河流组成的水系和湖泊，是地球表面的重要特征。通过计算机网络能准确的探测煤矿的地理位置及其开采工程措施：矿井地质结构按其规模的大小对生产的影响程度，可分为大，中，小三种类型。大型构造是指决定井田边界的大型断层，这类结构在勘探阶段通过计算机网络技术查明；中性构造是指分布在井田范围内，影响水平，采取划分和巷道布置的次一级构造，它对煤矿生产影响极大，是矿井地质工作的重点；小型构造是指那些在巷道或工作面中比较容易查明全貌的更次一级断层。大，中，小三种类型地质构造之间存在着密切关联，大型构造控制中，小型构造，小型构造反映大中型构造。因此，在工作中应该把大，中，小型构造的研究有机地结合起来。计算机网络技术能准确的分析底层表层，中层，底层的结构，不需用大量的劳力去一层层的翻出，只需计算机和专业的一些勘探地质设备的结合就能探测出哪些地质能开采煤矿。有些地质存在着断层，而断层对开采煤矿有影响；响砖眼的爆破效果：当岩石中节理发育时，炮眼方向如与主要节理组平行，会在爆破的时候沿裂缝面漏气，爆破效果大大降低：影响开采效率；在回采高变质和地变质煤层时，根据节理面的方向和发育程度，合理布置回采工作面，可以提高生产效率；影响顶板控制方法：煤层顶板岩石节理发育时，工作面顶板支护一般不能用顶柱，应该采用顶梁，并且顶梁不能平行主要裂缝组方向，应与主要裂缝组有一定的交角，以防止顶板沿裂缝面冒落。这些负面的影响就可以通过计算机网络技术提前控制好，并能准确的度好尺寸，能精确到0.00毫米。
四、总结
综上所述，通过本人对煤矿采集在计算机网络方面的应用上的一些简单讨论和煤矿采集的安全措施，使人们知道了煤矿的开采需要地质条件的允许，煤矿开采有着很大的风险，所以，在开采煤矿的时候，要充分的做好准备。通过网络技术来探测煤矿采集的地质条件，通过计算机网络技术来提前拟定一个施工工程技术，通过网络计算机技术来做好必要的安全措施，让煤矿的开采更具有经济价值和更多的资金流入。随着网络不断的发展，煤矿在网络计算机方面会有更高更亮的发展前途。网络的普遍性和科学性，改善了许多人们的生活观，现在网络技术可以达到在无人的条件下也能让机械工具正常运转，在开采煤矿个机械工具中，网络技术可以让作业员们更轻松，做事情也能达到事半功倍的效果。网络技术造福人类，推进整个国家的发展。由于本人的知识水平有限，因此，本文如有不到之处，还望不吝指正。
作者：李晓丽 单位：中煤科工集团常州研究院有限公司
无线通信技术早期应用于社会通信行业，主要是为了满足用户之间的通信需要，保证信息传递的稳定进行。与传统的有线通信相比，无线通信技术不仅摆脱了传输电缆的约束，在通信范围上也有了很大的扩展，实现了远距离的信息传输功能。煤矿开采是我国国民经济中的主要产业，在开采阶段必须要构建综合性的通信功能，这样才能实现矿井内外的持续通信。
1煤矿开采的现状和不足
（1）煤矿开采存在安全问题。近几年来，各地关于煤矿开采的事故报道层出不穷，让群众对于煤矿开采的安全措施产生很大的质疑。众所周知，煤矿开采事故产生的主要原因包括瓦斯泄露、缺氧、明火爆炸、漏电漏水等，既造成了严重的人身伤亡，也带来了巨大的经济损失。除了人为管理的疏忽，科学技术的滞后也是造成连续不断事故产生的主要原因之一，因为很多事故正是由于矿井通讯设备的不完善，不能够在第一时间接收信息及时进行援助，导致矿工被困，缺氧而亡。对于煤矿开采这种高危作业，保持密切有效的联系是保证工程顺利和人身安全的必要措施。
（2）煤矿开采存在环境问题。煤矿作为不可再生能源，其开采和利用有一定的条件和限制，包括它的开采环境和开采深度等。不合理的开采很容易导致地表下沉，产生房屋塌陷、渗水，植被破坏荒芜等环境问题，严重影响附近居民的生活和生产，给经济和环境带来不可估量的损失。因此，依靠科学技术来判断矿产的开采可行性、确定采留比例、衡量环境破坏率是实现煤矿开采合理有效的重要保障。
（3）煤矿开采存在监督问题。煤矿开采不仅要考虑到开采的技术和方法，还要实时监控矿井的风向、瓦斯体积分数、电力设备和顶板承受能力，而现在大多数煤矿对于安全措施的监督仅仅局限于人为提醒和巡视，容易造成疏漏和不精准的判断。煤矿企业在开采资源过程中，将重点局限于煤矿资源的产量质量，并没有做好相关技术的调控运用，导致整个开采过程因缺乏监督体制而出现质量问题，破坏了原先设计的煤矿生产模式。
2无线通信技术用于煤矿开采的优势
（1）提高工作效率，降低生产成本。随着无线电通信的发展和普及，其成本也大大降低，煤矿开采中使用无线电通信也相应地节省了资金，减少投资，降低生产成本[1]。另一方面，无线通信技术的使用可以使操作简单化、方便化，通过创建标准的通信模式传递信息（如图1）。能够在最短的时间内完成工作任务，提高工作效率，获得较高的利润，真正实现低投入、高收入的经济发展目标。（2）提高运作安全，保障人身安全。煤矿开采中无线通信技术的使用其最大的优势就是提高了采矿工作的安全性；能够保证工作现场和外界密切的联系，能够在第一时间互通有无，保障工人的人身安全。
（3）提高领导效率，优化企业管理。无线通信技术的使用在一定程度上可以实现非现场操控，领导在办公室就可以通过网络掌握工作进度，了解工作状况，及时进行派遣和指挥[2]。应用无线通信技术，煤矿企业可以加强多方面的生产管理及引导，加快提高了领导层次的管理水平，真正实现管理一体化，帮助煤矿企业在生产期间创造更大的经济效益。
（4）保障作业质量，实现绿色环保。煤矿开采中应用无线通信技术可以方便管理和加强联络；应用传感器技术可以准确探测到矿井内的瓦斯体积分数；利用类似波导的物质进行探测，可以避免矿井内因金属而产生的导电和绳索冗长等带来的不便。从安全角度考虑，无线通信技术推广之后，煤矿开采作业能够处于一个相对安全稳定的生产环节。
3无线通信技术存在的不足和改进措施
（1）操作不规范，技术不纯熟。由于从事煤矿开采的工人通常都是年龄较大、文化程度较低的中年人，对于从人工作业到机械作业的转变需要一定的适应阶段和学习过程，而他们对于电脑技术的操作学习接受能力比较慢，学习不全面，也可能导致操作失误和延缓工期。因此要对工作人员进行系统、全面的电脑技术培训，保证无线电通新设备的顺畅使用。在操作过程中必须要实施有效的操作流程，从各个角度考虑通信设备的持续运行。
（2）技术发展不完善，通信技术有限制。无线通信技术的发展虽然越发成熟，覆盖面越来越广泛，但依然存在着局限性，受到通讯距离、发射功率和工控环境、天气等各种因素的影响，无线信号会受到不同程度的干扰，从而影响到煤矿开采的进度和管理。鉴于此处，一方面要求国家和政府积极支持和鼓励无线通信技术的开发和研究，促进无线通信技术的发展；另一方面，煤矿开采要依据工程的实际情况选择合适先进的通信技术和工具，尽量保证通信质量。
（3）人工无线监控相配合，实现双管齐下。实时监控对于煤矿开采具有举足轻重的作用，无线通信技术的使用可以使监控管理更方便，但是也不是万无一失，不能够面面俱到，一旦出现网络故障，监控中断很容易造成信息的滞留和错误。因此，要把人为监控和无线监控两者结合起来，添漏补缺，保证信息的及时性和有效性[3]。通过对无线通信设备运行的实时监测，可以及时发现通信设备的故障问题，创造良好的无线通信规划技术。
4煤矿开采技术的革新趋势
（1）自动操控技术。煤矿企业可以利用计算机创建自动化操控技术，如：美国煤矿开采利用计算机具备的数据采集、处理、决策、贮存、传输、通讯、管理等功能，对煤矿开采设备智能化控制[4]。一些倡导环境保护的国家煤矿生产时，利用自动操控技术配备了相应的洗煤工艺，对原始煤矿资源进行全面筛选，选择适合生产需求的控制技术。
（2）导向钻井技术。煤矿开采前期需要进行一系列的测量工作，早期传统的方法是有线测量，增加了煤矿开采区域的勘测难度。导向钻井技术中引进了无线测量的方法，同时实现了数据信息的无线传输，随钻测量及导向钻井技术是煤矿行业技术改革的代表。
（3）智能开采技术。目前，发达国家使用智能开采技术实现了井下智能生产，且利用计算机网络实现数据的自动化传输，一般传输速率达104bps,105bps和106bps[5]。智能开采的核心技术在于分布式传感器，把传感器与微处理器组合起来，在通过传输线缆把井下数据传输给钻井上控制中心，其信息传递流程如图2所示。
（4）数据挖掘技术。数据挖掘是计算机信息自动处理中常用的技术，其能够将煤矿企业数据库资源综合调配运行，根据产量分析的情况指导现实生产。煤矿企业在生产期间创建了诸多生产模式，不仅方便了企业的油井开采作业，对油井产量分析起到了辅助作用。
5结论
总之，无线通信技术作为新世纪科学发展技术的结晶，其成本低廉、使用方便、覆盖范围广阔等优势决定了其在重工业领域发展的必然趋势。作为煤矿企业，在实际生产作业期间要控制好各个环节的生产，同时采用先进的通信技术辅助作业；要结合煤矿开采的具体情况，充分利用无线通信技术的发展优势，最终实现煤矿开采高效、经济、可持续发展的目标。
摘要：
煤矿开采在促进社会经济发展中起到至关重要的作用。尤其是煤炭作为我国目前现代化经济建设的主要能源，在社会经济发展中占据关键地位。随着我国对于能源需求量的增加，煤炭资源在日益迅速的减少。在我国分布的各个大中小型煤矿是其开采和运输的主要场所。因此，勘察和研究煤矿区地质构造是十分必要的。文章首先探讨了地质构造与煤矿开采之间的关系，并从煤矿矿井地质构造和煤矿矿井地质构造的预测两个方面剖析了地质构造在煤矿开采中的重要性。
关键词：
煤矿开采；地质构造；重要性分析
煤炭作为促进社会经济发展的一种重要的不可再生资源，在促进经济和社会发展中发挥着重要的作用。然而，随着人类对煤矿开采年限的增加，煤矿资源在日益迅速的减少。同时，煤炭的开采也严重受到地质构造的影响。影响煤矿开采的地质构造主要包括断层，岩浆岩侵入体等。
1地质构造与煤矿开采之间的关系
1.1矿井水灾与地质构造之间的关系
随着开采的不断进行，煤矿地质构造的变化是导致矿井水灾事故发生的关键。因此，加强对矿井地质构造分析，并进行科学的预测，提前部署和落实相应的应急措施，是提高煤矿安全开采和回采的关键，对于延长矿井的生产年限也是关键的。同时，这对于日益枯竭的煤矿资源，剩余储备量受水威胁严重的煤矿区来说显得更为重要。煤矿采煤工作地质构造主要包括不良封闭钻孔，岩浆岩侵入体等。目前，我国很多的煤矿地质灾害性水灾都是因为这些地质构造。因此，研究分析导致煤矿矿井发生的原因，尤其是弄清楚由于各种不同地质构造而导致的矿井出水，掌握矿井出水的原因和规律，做到防患于未然。
（1）在矿井水灾发生的位置，发生的位点主要在矿井掘进巷道的迎头，发生的原因主要是在掘进过程中对于掘进前方地质构造的未知，容易造成不同来源的水突然进入到矿井。
（2）采煤工作层面夹水的发生，主要是由于在采煤的回采过程中遇到工作层面内部的地质构造和顶底板采煤发生晃动而诱导的导水破裂带疏导不畅通而引起的不同水源夹入煤矿矿井。
1.2地质构造和煤矿瓦斯事故的关系
煤矿开采中，必须要时刻关注和重视可能出现的任何瓦斯爆炸事故，并有预警和相应的防护急救措施。现在已经证实了，煤矿中瓦斯事故的发生和地质构造被不同程度的破坏有着密切的关系。煤矿地质构造的观察和研究显示，煤矿地质构造的不同分级、分区和分带是导致煤矿中瓦斯事故发生不均匀和不均衡的关键。
1.3煤矿采煤导致的沉陷
采煤沉陷是目前我国煤矿开采区存在的最大的安全隐患之一。如果在实际生产中不能有效的对采煤而导致的沉陷进行有效的管理和控制，则很难保证煤矿开采过程中，对工作人员人身安全的保证，很难保证采矿工作有序和有效的进行，甚至是造成大规模的人员伤亡，对社会经济和社会安定也造成不同程度的影响。煤矿地质构造是导致在煤矿开采中发生采煤沉陷事故发生的根本原因之一，煤矿开采中遇到的不同地质构造，其岩石的组成成分、硬度和强度等存在很大的差异。因此，导致在开采过程中发生沉陷的几率也不同。针对不同地质构造不同可能引起的采煤沉陷，可以采取相应的措施。首先，煤炭开采区的管理工作者和技术管理人员对煤矿开采区的实地情况进行系统和科学的勘察，获取相应的数据，并整理和分析；其次，根据勘察和分析结果，在开采过程尽可能避开相对容易发生采煤沉陷的区域；最后，在开采开始和开采过程中逐渐制定一套或是多套科学和详细、合理的煤炭开采计划和开采形式。
2煤矿矿井地质构造分析
煤矿矿井的地质构造是控制煤炭形态、体态等的重要地质因素，地质构造作用通过改变和影响煤矿煤层瓦斯、岩浆等活动，进而来间接的影响着煤矿开采的安全和正常运转。虽然，伴随着采煤技术工艺和采煤设备的不断进步和更新，矿井生产的安全性对于地质构造的了解程度和预测精准度提出了更为苛刻的要求。因此，研究煤矿地质构造在煤矿开采中是极为重要和关键的，在煤田地质勘查、煤矿矿井建设和煤矿开采等不同阶段中也是起着关键的支撑作用。同时，地质构造也是构建我国社会主义现代化安全和高效矿井地质保障系统的核心内容。针对矿井地质构造分析，最为常见的两种方式是地质评价和综合探测。前者是从地质角度出发，使用多种学科、多种方式方法对煤矿矿井地质构造的发展规律和复杂程度进行客观的评价。后者则是在地质评价的基础上，利用矿井内可以用于长期开采的矿区，通过进一步的分析，例如物探和钻探等手段相互配合，查明矿区内具体的地质构造，规模和性质等对煤层的破坏程度，继而指导工作层面进行合理划分。上面两种方式是探明煤矿地质构造的重要途径，主要的目的是为了能够准确了解和掌握煤矿矿井开采范围内的地质构造分布规律。在明确这些地质构造后，还需要明确如何才能最大限度地降低由于地质构造对煤炭开采造成的影响，进而确定生产可以安全和顺利进行。实践证明，在相同地质条件下，科学管理和娴熟技术操作的矿井，会获得良好的经济效益，特别是在机械化的煤矿开采过程中，对于地质构造的科学分析和处理显得更为关键。
3煤矿矿井地质构造的预测
由于煤矿地质构造对煤矿的安全生产会产生严重的威胁，因此，矿区必须要做好对煤矿矿井地质构造的预测和分析。要想能够准确的预报和预测未开采区的地质构造，不仅仅要有充足的第一手资料，还需要利用各种手段进行综合分析，进而才能做出正确和科学的判断，获得较为准确的预测结果，降低生产成本和生产过程中存在的风险，提高经济效益。通过对煤矿矿井中收集的大量的原始数据，进行综合分析，和一些科学小试验，通过地质小构造的微量变化等来预测采矿区地质构造，可以获取更为准确的结果。煤矿矿井地质构造的预测方式，常用的有两种：首先，地质方式，即利用罗盘和放大镜，计算机软件等工具，对矿井下地质进行观测，进而揭示矿井的地质构造规律。再通过几何作图，地质规律等参数处理来科学的预测和评价地质构造。其次，物探方法，即利用计算机软件处理获得的数据，通过计算机成像和数字解译来解释煤矿地质构造的方法。
4结束语
随着煤矿开采技术的不断更新，对于地质构造的分析要求更加准确和及时。这就需要人们从不同的角度出发，寻求和探索更为有效的分析和评价煤矿地质构造方法。由于地质构造在煤矿开采中发挥着关键的作用，就要求我们必须重视对于地质构造的研究。从建设现代化安全、高产的煤矿出发，注重对煤矿地质构造的分析，更有针对性地解决问题，提高生产安全性和经济效益。
作者:刘涛 单位:重庆天府矿业有限责任公司磨心坡煤矿
《中国煤炭工业杂志》2015年第四期
一、科学组织小块段开采，使资源回收率明显提升
1.坚持完善管理制度。龙东煤矿出台了《采区收缩及小块段回采考核管理办法》等管理制度，规范了小块段开采程序。一是确定“以小面主采、大面配采”的开采实施方案；二是加强小块段安全管理，制定专项措施，强化现场落实，确保安全回采；三是加强生产准备工作，超前准备接续工作面、掘进头，集中专业化队伍进行生产准备，发挥专业队伍优势；四是加强管理和考核，在大屯公司率先制定《综采工作面拆除安装工作标准》，纳入作业规程，人人学习掌握，严格检查验收，提高工作面拆除安装质量，缩短了工时。
2.严格优化设计方案。一是优化开采方案，选择科学合理的巷道布置方式，从设计入手，合理设计巷道断面，保证生产需要；二是优化支护参数，在设计过程中，根据不同的地质条件选择合理的煤柱留设宽度，选择合理的巷道支护参数，回采前分析、标记出巷道应力集中区，并在回采过程中进行重点监测，及时加强支护，并选择合理的两道支护方式，确保巷道的支护强度；三是优化施工工艺，在小块段回采中，龙东煤矿摸索出了一套工作面过老巷的回采技术方案，并出台了相应的技术管理规定，根据老巷不同的层位确定修护加固方案。
3.多措并举提高资源回收率。龙东煤矿根据工作面煤厚和层位情况，采取机头三台支架正常上网等不同方式，重点加强过渡支架段的放煤管理，尽可能将顶煤完全放净；通过加强出口端头支护、在巷道内安装3台支架、在支架前方进行退锚、剪网等不同方法，使老塘及时垮落，尽可能减少端头支架顶煤损失；除在中部槽正常安装放煤置放器以外，通过在简易机尾后面增加放煤置放器的方法，使巷道内支架放煤能正常回收到溜子里，减少煤炭资源丢失。
二、大力开展无尘化矿井建设，井下作业环境显著改善
1.建立健全管理机构。龙东煤矿首先成立了以矿长为组长的综合防尘工作领导小组，高度重视无尘化矿井建设的组织领导工作，明确矿领导及业务科室管理职责；矿每月以图表形式下发矿井综合防尘工作计划。其次从制度建设入手，制订了《无尘化矿井建设实施方案》《无尘化矿井建设实施进度表》，明确时间节点、实施步骤及建设目标。第三是落实责任，按照“谁作业谁管理”原则，制定了《综合防尘责任区域划分及消尘管理制度》，对综合防尘工作分片包干，实行挂牌管理。
2.注重源头治理。龙东煤矿在井口进风口安装高压微振动喷雾，下井口安装净化水幕和捕尘帘，主要进风大巷安装自动净化水幕，采区进风巷和工作面进风顺槽安装自动净化水幕，产尘矿车全部使用防尘罩，进入工作面前的空气实施连续净化；在供水系统上应用软化水处理装置、反冲式过滤器和生态抑尘剂及添加装置，以提高供水质量，确保喷雾效果。
3.严格过程控制。综掘工作面产尘量大、粉尘治理难度大，是生产过程除尘降尘的难点和重点。龙东煤矿建立以KCG-180D干式除尘风机为主除尘设备，配套使用综掘机外喷雾加压、附壁风筒、煤层短臂静压注水、转载点自动喷雾装置、红外线自动喷雾装置、压风呼吸器、捕尘网和粉尘自动在线装置的综合粉尘治理体系。
4.强化现场落实。龙东煤矿在采掘工作面推行综合防尘交接班和任务单制度，坚持现场防尘管理实现“四个做到”：做到开工前必须认真检查综合防尘设施设备的完好情况；做到在生产过程中必须正常使用综合防尘设施设备；做到在交接班时必须对所有作业地点进行粉尘冲洗清扫；做到必须采取个体防护措施。坚持“三不生产”原则：防尘设施设备不完好不生产；防尘设施设备不正常使用不准生产；不实行综合防尘交接班制度不准生产；对皮带、溜子、变电所、炸药库等机房要地，坚持每班至少冲洗、清扫一次，其他地点按照矿管理规定实施定期冲洗，保证综合防尘措施覆盖井下所有区域。
5．推广先进装备。龙东煤矿实施降尘理念的转变，由湿式除尘向干式除尘转变，推广应用干式除尘器，不用水、无污染，免交排污费，每个圆班节约用水10立方米，全年节约用水3000多立方米，平均除尘效率提高22.2%。采取深孔高压注水，提高了原始煤层含水率；在综采工作面推广应用架间智能喷雾系统，并与采煤机联动，实现了截煤、移架喷雾自动化；在综掘机上安装使用KCG-180D干式除尘器、附壁风筒及外喷雾加压泵，提高了喷雾效果及降尘效率，达到净化风流的目的。
三、积极开展材料回收修复利用，旧材料得到充分利用
1.坚持事先算赢。实行成本倒算，细化指标管理，根据全年的利润计划，倒推全年的目标成本，然后根据各单位实际情况，把成本目标分解到每个成本项目，最后落实到各职能部门，确保压力层层传递。实行全过程跟踪管理，加强事前、事中、事后成本的分析、监控和总结，建立与成本同步运行的成本监控和信息反馈系统，实施对生产经营过程各环节的日常成本控制，对成本异常情况，随时分析出现异常的原因，以针对性的措施保证成本目标的实现，确保及时发现问题及时进行有效控制。严格成本指标的考核，坚持目标成本控制指标与工资资金挂钩，明确责任，严格考核，完不成考核指标的逐级扣罚当月的工资及奖金。
2.严格回收复用。龙东煤矿对井下材料实行回收、修复、领取、使用流程管理，做到每个工作面都设有回收复用台账，井下采掘工作面回收材料全部井下周转，杜绝材料使用上的跑冒滴漏。严格回收复用品种。矿下达回收复用计划，明确材料回收的范围和品种，大到轨道、皮带、电缆、钢轨，小到托盘、锚杆、电缆挂钩，做到回收品种细、回收数量多，交旧领新明细从原来83种材料提高到103种。2014年，龙东煤矿吨煤平均煤价比2013年底下降128元，人员比2013年减少290人，全年实现盈利2641.71万元，原煤制造成本实际完成390元／吨，通过旧材料回收复用，吨煤成本比计划降低了45.66元。
四、实施绿色开采的几点体会
1.实施绿色开采是减少环境污染的有效途径。龙东煤矿坚持“来自于地下，再还原地下”的绿色循环经济发展理念，不断加快科技创新和新技术研发，顺利实现了矿井绿色开采的目的，解决了矿井开采带来的地面沉降和矸石占地、污染问题。
2.实施绿色开采是提高煤矿安全生产的有效保障。龙东煤矿实施矸石充填技术，减少了提升和运输环节，免去了员工维护设备、设施，杜绝了运输和提升事故发生；实施小块段开采，规范了开采方式，严格按设计施工，杜绝了盲目施工和随意施工，确保了安全生产；实施无尘化矿井建设，使工作环境和现场明显改善，杜绝了煤尘二次飞扬，为职工安全生产创造了条件；实施旧材料回收，直接将旧材料才井下复用，免去了斜巷运输、搬运环节，保障了安全生产。
3.实施绿色开采是提高煤矿生产效率有效手段。龙东煤矿自主创新、研发制造抛矸机，直接将矸石抛到废旧巷道内，简化了生产工序、减少了用人、运输和提升环节，每月节约电费48.4万元，不仅实现了绿色开采，而且使掘进效率在原有基础上提高了20%。
4.实施绿色开采是增强矿井发展后劲的一项长期工作。龙东煤矿将在西翼推行沿空留巷技术，2015年预计减少掘进巷道1300米，不仅能节约材料、人工成本费用500多万元，而且能有效确保矿井正常生产接续。
作者：宋忠应 单位：中煤集团大屯公司龙东煤矿矿长
（一）机电一体化技术在采煤机中的应用和发展。
机电一体化技术在采煤机的应用的典型实例之一就是电牵引采煤机。相比于传统的液压牵引采煤机，其具备的优势和特点如下所述：（1）牵引特性好。采煤机在前进过程中提供牵引力，同时，在采煤机下滑过程中可实现发电制动；（2）能适应大倾角煤层开采的需要。电牵引采煤机的牵引功率较大，而且牵引电动机轴端安装了制动器，从而不依靠其他的防滑装置和措施就可以防止机器在停机时下滑，可用于倾角为40—50°的煤层开采；（3）运行可靠性高，使用寿命长；（4）反应灵敏,动态特性良好。电控系统可以根据采煤机的工作状态调整各种参数，以防采煤机超数运行，控制可靠方便；（5）重量小，结构简单，能量转换效率高；（6）能轻易实现遥控，牵引实现无级调速；（7）电牵引采煤机有着先进的全中文显示界面，可以提供操作步骤的提示，实时显示截割电机的功率和温度、采煤机的牵引给定速度等工作参数，使得易于操作，工作效率高；（8）相较于液压牵引采煤机，电牵引采煤机的节能降耗特性好，在环保方面具有优势。近年来，通过我国机电一体化技术的不断提高，电牵引采煤机正逐步走向成熟，为推动我国煤矿企业的整体生产技术的进步起到了积极作用。
（二）机电一体化技术在提升机中的应用和发展。
当前，煤矿生产过程中机电一体化和自动化水平最高的设备就是全数字化交流提升机，提升机的内部和外部结构都实现了大幅的简化。以内装式提升机为例，其在结构式将驱动和滚筒两大结构合为一体，较好地体现了机械、电子、计算机和自动控制等各个技术环节的综合应用水平，使得设备安全高效；全数字化交流提升机高度适当可靠，采取总线方式，简化电气安装的工作；全数字化提升机具有完整的诊断设施，可以实现自我诊断，还能进行重复性故障寻址和部分便捷的通信功能；设备硬件在兼容性方面较为完善，可以进行软件控制，如完成软启动和瞬时加速的改变。在九五计划期间，我国就已经研制成功了具有自主知识产权的全数字化提升机，而且完全实现国产化，核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统。由于其性能先进、操作简单、工作可靠性和准确性高，很符合当代煤矿生产的发展需求，目前已成为了各煤矿企业的首选机型。
（三）机电一体化技术在带式输送机中的应用和发展。
目前，现代化综合机械化采煤一般带式输送机作为主要运输方式。带式输送机的特点是长距离连续输送、输送量很大、运行效率和可靠性高和易于实现自动化，已成为我们煤矿井下的主要运输原煤的设备。因此，将机电一体化技术运用到带式输送机已成为八五计划期间实施的日产百万吨煤综采设备项目之后的研究热点之一。近年来，我国在带式输送机核心上都有了很大提高，也研发出了新的产品。目前，我国普遍采用行星齿轮减速器、调速型液力耦合器等驱动系统，特别是机电一体化的CST可控软启动装置，可以使得两条皮带运输机由一台或几台CST驱动，它具有平滑起动运送大惯性载荷的特点，解决了带式输送机长距离、大运量驱动难题，但是，由于动态分析、启动延迟等技术的限制，我国带式输送机一般为3点驱动，限制了输送机的长度和运量。而且，输送机的在线监控功能、可靠性、灵活性和寿命较发达国家相比存在一定差距，还需要进行深入的研究。
（四）机电一体化在煤矿开采领域其他装置系统中的应用和发展。
煤矿开采过程中，最为常见的支护设备就是液压支架，其稳定性和可靠性决定着煤矿开采的效率和安全。并且随着机电一体化技术的不断的发展，液压支架逐步转变为由电液控制。乳化液泵站的液体流量大、压力高，且已成为支护设备液体的主要来源。并且其可以根据支护设备实际用液量对进行供液量的自动调节。液压控制与计算杌技术的结合，可以实现设备成组的自动移架或定压双向邻架，从而避免对顶板及支架产生过大的冲击载荷。近年来，TCK钢丝绳损伤定量检测系统以其监测精确度高、稳定性和可靠性强，适用范围广，使用方便的特点，可以进行钢丝绳的损伤检测，不但效率高，而且减小了事故发生的概率。上个世纪80年代以来，我国通过对国外先进的煤矿安全生产监控技术的研究，并且根据我国国情，利用机电一体化技术研制出了较为先进的、具有较高智能化水平的煤矿安全生产监控系统。从近年来煤矿生产的应用来看，其在煤炭开采的安全管理方面的作用至关重要。结语：综上所述，机电一体化技术在我国煤矿开采领域的科学合理应用和广泛推广，有效地提高了煤矿企业的生产效益和安全保障，对减轻煤矿工人的劳动强度，具有重要的现实意义和发展潜力。因此，将机电一体化技术与传统的煤矿机械设备进行有机结合，坚持以人为本的原则，不断深化这项技术在煤矿开采领域的研究，对于我国煤炭工业的良性发展具有深远的意义。
作者：赵铁军单位：中国平煤神马集团梨园矿
1合盛矿井开采对水环境的影响分析
1.1含水层破坏情况在采煤过程中，由于矿井水的疏排，会对地下水位造成下降影响，形成以开采水平为基准的地下水位降落面，进而形成以采区为中心，含水层影响半径为半径的降落漏斗。由于合盛煤矿开采煤层位于山西组石灰岩岩溶裂隙含水层内，煤矿开采过程中矿井水疏排直接影响石炭—二叠系碎屑岩裂隙含水层。而煤矿开采后会在顶板岩层形成一定高度的冒落带、裂缝带和缓慢下沉带，所形成的导水裂缝带高度波及到煤层上部含水层时，就成为含水层对矿井充水的通道。依据井田内钻孔资料，按照有关计算煤层导水裂缝发育高度公式。2#、4#煤层顶板属中硬顶板，开采形成的最大导水裂缝带高度分别为37.71m、52.43m，考虑到两煤层间距为10m，且2#、4#煤主要充水含水层为其上覆砂岩裂隙含水层，根据开采煤层所在地层位置，以及煤层顶板发生垮落，2#、4#煤层形成的导水裂缝带均能沟通其含水层(或上一层可采煤层开采形成的采空区积水)，对煤层上覆的太原组K2～K5灰岩含水层以及山西组的K7、K8砂岩含水层进行破坏，见表2。但正常情况下本井田开采导水裂缝带不会直通地表。
1.2地表破坏情况为进一步分析开采后对煤层顶板的影响，根据采煤塌陷区土地破坏性等级划分表分析可知:1)2#煤开采后，井田大部分面积地表将受到重度—极轻度破坏，但是在井田的西南角，地表将受到重度破坏。2)4#煤开采后，井田内东北及东南角地表受到极轻微的破坏，其它地段地表将受到重度—极轻度破坏，但在井田西南角地表有受到重度破坏。采煤引起地表塌陷将改变地表的形态和河道的坡度，对河道周围的汇水条件造成一定程度的影响，同时由于沉陷盆地的边缘有地表裂缝产生，会引起地表水下渗，因此，地表沉陷除了对井田内河流汇水条件有影响外，还将会影响地表水资源量。
2矿井开采防治水措施
1)井田及周边煤矿采空区均有积水，对合盛矿井的开采有很大的威胁，在开采时一定要加强“探放水”工作，遇有顶板淋水、渗水增加、煤层“出汗”、巷道涌水量增加等突水预兆时应立即停止采掘，撤离人员，并向调度室等管理部门汇报。2)在开采断层、陷落柱附近煤层时，一定要注意构造导水，坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，钻进时发现煤岩松软，片帮、来压或钻眼中水压、水量突然增大，顶钻等异常时，必须停止钻进，且不得拔出钻杆，立即向有关领导汇报，以杜绝突发的水灾事故的发生。3)经常了解周边矿井的采掘动向，做好周边矿井采空区范围的调查工作，相邻矿井之间矿界处应留有足够的矿界保安煤柱，严禁越界开采，防止发生连锁透水事故。定期维护好各型水泵的排水管路、阀门及排水用的配电设备，保证井下水流及时畅通地排出地面，在雨季前组织全面检修，并对全部主排水泵进行联合排水试验，定期清理井底水仓、水沟的淤泥。4)据煤矿开采对奥陶系灰岩岩溶水含水层的影响分析，在对断层等合理留设安全煤柱后，煤矿开采不会破坏奥灰水，对区域奥灰水水量影响很小。因此正常的煤矿开采对井田及周边村庄供水基本没有影响。
3结论及建议
1)坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，在F1断层附近一带禁止采煤，可以保护郭庄泉域岩溶地下水不受破坏。2)矿井应查清井田内带压开采条件，禁止采用降压排水进行采煤。制定带压开采条件下，防治奥灰水突水的应急预案。3)全井田范围共有多个村庄，由于矿坑排水将破坏井田内大部分水资源量，为了防止采煤对当地居民的正常生活造成影响，应及时解决当地居民的正常生活用水。4)应强化地下水监测工作，建立地下水动态观测系统，制定防水治水措施，确保矿井安全生产。
作者：王飞单位：保利能源控股有限公司山西保利合盛煤业有限公司
摘 要：21世纪以来，我国信息技术及科技发展取得了前所未有的成绩。伴随着经济水平的提升，人们的资源环保意识也逐渐的加强。煤矿开采，一直都是我国国民经济的一项重要组成部分，其为社会的进步及满足人们的日常能源使用方面发挥出了不可替代的作用。但是在煤矿开采技术的发展过程中，也出现了一些让人担忧的问题，亟待人们研究解决。因此，该文从煤矿开采技术的发展趋势方面入手，对煤矿开采技术发展中遇到的问题进行了分析，针对如何创新解决这些问题，给出了一定的建议对策，以期与大家共同交流。
关键词：煤矿开采技术 发展 问题
煤炭是我国重要的基础性能源及原料。煤炭工业也是国民经济的重要命脉及重要的能源安全基础产业。因此，关于煤矿开采技术发展，也必然得到了人们密切的关注。就目前来看，我国在煤矿开采的综合技术及效率方面，依然比较落后，开采技术及管理模式也相对陈旧，所以已经无法满足当下时展的需求[1]。如何对煤炭开采技术发展过程中存在的问题，进行科学的探讨及创新的解决，确保我国煤炭开采技术的价值和效率真正得以发挥，成了当前煤矿开采工作所面临的重要研究课题。
1 煤矿开采技术的发展趋势
21世纪以来，人类社会的发展对资源及环境问题的重视程度越来越高，国际相关组织也制定和颁布了一系列的提议和规定，可见，资源环境问题已经成了当前人类社会发展所共同面临的重大性问题[2]。而煤炭资源的开发过程，在一定程度上也存在著对自然环境的污染和破坏，且影响巨大，这一点在我国煤矿开采技术的发展过程中，表现得尤为明显。众所周知，煤炭是我国主要使用的一次性结构能源，在使用燃烧过程中，会大量释放一氧化碳和二氧化碳等有害气体，导致对大气的污染及温室效应的发生；同时，由于开采技术条件及思维较为传统及落后，在煤矿开采过程中，也会对水资源及土地资源等造成一定的污染及破坏，给人类生存带来了一定的安全隐患，也严重制约了煤矿企业的长远发展。而新时期，随着人们环保意识的加强，也为煤矿开采技术的发展指明了目标和方向，那就是：创新及改善原有传统落后的开采方式，由粗放型向节约型开采转变、由破坏浪费向节约环保方向转变、由盲目施工向安全管理方向转变，只有真正的从安全环保的方向考虑，积极引进先进的开采技术，才能真正减少对环境的破坏，并提高煤炭资源的开采效率，为我国煤矿企业的可持续发展做出重要贡献。
2 煤矿开采技术中遇到的问题
2.1 水资源破坏严重
由于煤矿一般与水资源共处于一个整体的地质体中，本在自然环境中各自发挥独立的作用及变化规律[3]。但是，在煤矿开采过程中，难免会触及到地下浅、中层的水资源原有的生态平衡系统，造成以矿井为中心的漏斗式降落，加大了地下水流的速度，使水位明显下降，含水层被改成了透水层，导致地层以上的裂隙水资源也受到了严重的破坏。我国淡水资源本来就相对紧张，传统煤矿开采技术下，对水资源循环系统造成的污染及破坏是不可修复的，长此以往，必然导致我国淡水资源供应系统出现严重的问题，对人类的生存及长远发展造成严重威胁。
2.2 地表及土地资源被破坏严重
目前，我国有95%以上的煤炭产量是来自于传统的井工开采，且国有重点煤矿的开采方法基本都是以长壁式开采及全部垮落顶板方式管理，这种开采方式对于地表植被的破坏范围极大，且能够引起地表塌陷的深度和面积一般都能达到煤层开采厚度的0.7倍及1.2倍左右[4]。地表的塌陷，会造成水土流失及土地荒漠化的加速发展，严重的还会诱发山体崩塌、滑坡以及泥石流等自然灾害，对生态植被及土地资源的破坏难以恢复；同时，采空区对地表上的建筑物影响也较大。由于地下被采空，造成地下岩层及土层发生崩塌及流动，严重影响了建筑物地基的稳定，造成地基沉降和受力发生改变，影响建筑物的安全使用及寿命，加大了人类生存的威胁。
2.3 没有完善的瓦斯处理系统
煤矿开采的前提和重点是安全开采。这不仅是因为安全与生产和企业经济效益之间有着密不可分的关系，更是由于人权保障及传统开采技术利用的必然要求[4]。然而，受限于传统煤矿开采技术的落后，导致部分煤矿开采企业只顾盲目追求企业经济效益，没有将安全生产的相关系统工作落实到位，不仅对工人的生命安全造成了严重的威胁，也使企业经济效益及长远发展受到了严重的阻碍。例如，在煤矿开采过程中，瓦斯处理系统是绝对不能被忽略的重要技术。但是，瓦斯处理系统的使用会对大气臭氧层及环境造成极大的污染，加剧温室效应的发展。同时，瓦斯属于易燃物，如果处理不慎或安全防护措施不到位，极有可能造成重大事故或灾害。
3 针对性解决措施
3.1 优化开采技术
为了更好地避免对地表植被及地下水资源循环系统造成不可修复的破坏，我们必须积极思考优化开采技术。例如，运用先进的数值模拟计算机相关类似材料模拟等手段，深入研究分析所需要开采地的上覆岩层及地表运动沉陷的特定规律，探究能够满足当前地表、地上建筑物以及地下水资源保护等方面需求的优化参数及开采系统[5]。对于模拟所示的沉降控制理论以及涉及的关键控制技术进行发展，包括充分利用地表开采废料将垮落造成的采空区进行全面充填的系统等；研究并创新应用各种组合填充技术，同时对开采地的房屋建筑进行加固改造或重建，开发真正适合村庄保护的新型煤矿开采技术；对近水体的开采工艺参数、设备及设计进行全面的研究优化，发展与城市建设及生态环境发展和谐统一的煤矿开采沉降控制技术；优化村庄土地下压煤、矿井水资源优化以及土地复垦等关键技术。切实为提高我国煤矿开采技术的发展及人与自然的和谐发展做出贡献。
3.2 完善瓦斯处理系统
瓦斯处理系统的建设，是涉及安全开采的关键。因此，为了减少或避免瓦斯系统建设不完善可能给煤矿开采工作及企业经济效益带来的影响，在实际进行煤矿开采工作时，务必要完善好相关瓦斯处理系统。例如，当前我国煤炭开采企业运用比较多的技术就是瓦斯抽放技术，但实际上的作用多数未达到预期的效果。经过长期的分析研究，发现瓦斯抽放技术之所以没有得到预期效果，并不是技术本身不合理，而是具体开采工作中，对于抽放瓦斯的设置、工艺及相关技术系统没有完善，进而严重影响了瓦斯抽放技术作用的发挥。研究发现，对于需要高密度使用瓦斯的开采，最好利用大孔径、长距离的抽放技术，并按照瓦斯运动情况及规律进行规范抽放操作，将高纯度地下瓦斯及时进行抽放处理，有效降低瓦斯可能引起的安全及污染问题，确保我国煤矿开采安全顺利的进行。
4 结语
综上所述，经济的快速发展，必然增加对煤炭资源开采及使用的需求。而环保及工程安全问题却依然是制约当前我国煤矿开采技术的关键所在，为此，新时期的煤矿开采工作，必须加快引入高科技技术手段，坚持从实际出发，走可持续发展的路线，积极创新工作思维，完善现有的工作实践方法，为实现环保煤矿开采提出更多新颖高效的解决意见及办法，切实为我国煤矿开采技术的发展及我国煤炭资源的利用做出努力，为我国其他行业的发展提供重要保障，同时也为促进我国社会主义和谐社会的建设做出贡献。
[摘 要]煤矿开采注重的是开采效率，成本和安全性，在开采过程中应根据所采煤矿的特性来选择合理的巷道布置形式。文章结合生产实际，以一些具有代表性矿区的煤矿开采巷道布置形式，谈谈煤矿开采巷道布置的方法和采煤工艺技术。
[关键词]煤矿开采；巷道布置；采煤工艺
1 引言
我国产煤量世界第一，而采煤技术水平却参差不齐。采煤技术说白了就是采、掘、运、支的技术，但煤系形成过程中，由于地壳运动、河流冲刷等等地质原因，造成各个煤区赋存条件差异巨大，开采环境也是各不相同，如何在不同的开采环境下，采取合理的巷道布置、支护形式以及相关技术措施来提高煤炭资源回收率，提高采煤效率，降低采煤工人劳动强度，确保采煤过程中的安全性，是采煤技术的目的和意义所在。
2 不同煤系的巷道布置形式
2.1 近距离煤层
近距离煤层是指上下相邻煤层间隔距离小，当上层开采时，下部煤层顶板收到上层开采的影响，上部煤层开采后遗留煤柱也会在底板形成压力，使上部煤层极容易产生顶板冒落，因此其巷道布置形式必须具有一定的针对性。首先，如果采用重叠式布置，即在下部煤区与上部煤区之间的回采巷道在平面上重叠布置，上下煤层工作面的长度相等，这样可以使上下层之间不留煤柱，减少了煤的损失，但是这样做的缺点也非常突出，一是下层回采巷道的施工难度很大，二是下层安全性较差，反观内错式布置，下层回采巷道布置在上层工作面内侧，区段之间形成正梯形的煤柱，虽然煤柱损失了一定的煤，但是下部煤区开采效率会增加很多。综上所述，应该采取的最佳方法是，在上部煤层应用单孔送巷，采用沿空留巷的布置形式，然后在进行巷道开挖，到达开切眼位置后，应挖掘形成与下部煤层开切眼位置相通巷道，以下部煤层开切眼作为边界来输送煤矿。其次是巷道的断面设计，应满足专用空间小，震动小等特点，可采用机轨合一的形式，采用金属可缩型支架进行支护。这种布置形式也叫做回采巷道布置形式，它的特点是可以在两个开采面同时进行回采，缓解采煤工作面紧张的情况，增加了回采速度从而提高了采煤效率。
2.2 多煤层
多煤层相邻两层类似于近距离煤层，但也有它的特点，多煤层开采巷道布置要考虑的因素概括起来约 3 个方面，一是下部任意一层开采时岩层移动对上部煤层巷道稳定性影响大小，二是所采煤层前支撑压力的影响，三是支撑压力沿底板的传递方式和方向。现假定煤层为三层，分别设置三条上山，两条岩石上山和一条煤层上山，上山巷道应用煤柱保护，以下图1为例进行煤柱留设。第一层上下区段巷道进行加强支护，第二煤层位于中部，对下部形成的压力较大，煤柱宽度应加以控制，宽度可设置为 20米以下，一则减少煤损失，二则满足巷道维护和生产空间要求，第三层采取如前文所述的内错式布置，错距控制在 7.5 米以上，控制好巷道围岩的变形，但缺点是煤柱宽度较大，造成煤炭的损失。
2.3 高瓦斯煤层巷道布置
高瓦斯煤矿因瓦斯涌出量大，必须建立瓦斯抽放系统，随时进行瓦斯抽放。在巷道布置过程中，应对瓦斯量大的煤层设置解放层，可选择瓦斯含量相对较低的煤层作为解放层，先开采好解放层设置好瓦斯抽放巷，解放层为了适应瓦斯的抽放必须有良好的通风效果，可采用一进二回的通风方式，并增加进风巷兼做为带式输送机巷，另外 2 条巷道为轨道运料巷和专用回风尾巷，两条巷之间应留有煤柱。这样设置就可以再抽放巷进行抽放钻场，可边抽边掘，提高了挖掘进度，减少了瓦斯超限问题，消除了开采过程中的安全隐患。
2.4 残煤开采巷道布置
残煤开采巷道布置是开采的最后一项工作，但残煤比较分散且疏松易落，瓦斯一般较低。其巷道布置应结合原有的生产系统来设置，首先是要尽量利用原有巷道，而区内的共用巷道应开凿在煤层下部的小槽煤中，其他的准备巷道尽量减少送岩巷，增加送煤巷。其次是要保证采区煤炭回收率，残煤一般不连续，块段较小，大量增加巷道必然浪费成本，在这些贫煤区采煤一定要结合原有巷道位置和位移，结合其临近巷道证实后再确定待采区位置。有大煤柱时，可采用急倾斜沿顶底板布置；小煤柱则应将上下顺槽布置在煤柱上下采迹内，将其采出，回收砂充填区内的残煤时，巷道应沿着残煤底层布置、沿砂面掘进。利用这些方法后，就能够最大限度的回收煤炭资源，同时能够使巷道处于免压带，在回收充填区残煤时也能够保证支架的稳定性，防止掉底。
3 采煤工艺技术
采煤工艺技术在我国发展时间是比较长的，主要有普通机械化和综合机械化采煤设备和工艺，代表性的设备有无链牵引双滚筒采煤机，双速、侧卸、封底式刮板输送机和 π 型长钢梁支护顶板等。机械化采煤使得采煤技术向着高产高效、自动安全方向发展。文章主要对综采工艺技术进行分析。
综采工艺及综合机械化采煤工艺，它的特点是全工序或绝大部分工序为机械化连续性作业。是一种最先进、高产、低劳动强度的采煤工艺。该套工艺包含有割煤、运煤、工作面支护和采空区处理等环节。
综采割煤多采用滚筒式采煤机和刨煤机进行破煤和装煤。而现有的滚筒式割煤机以可调高式双滚筒采煤机应用最为广泛，在煤层相对平缓时，它可在上行或下行的过程中，对煤层上下两个平面同时进行割煤，即顶煤和低煤一次割完。割下来的煤因滚筒旋转抛送直接落入刮板输送机，实现割煤、装煤一体化，自动化。但在采煤过程中值得注意的是，操作工要及时调整滚筒升降幅度，做到割顶作业时将顶煤割净，底割作业则应追求底板的平整度，并保证煤壁的平直度。
运煤一般是从刮板输送机由工作面经送煤巷中的桥式转载机或可伸缩式输送机运出综采工作面的。
工作面的支护和空采取处理虽不能产生直接效益，确是必做工作。
现代的技术一般是使用液压支架自行完成对工作面顶板的支撑、切顶、挡矸和采空^处理等工序。对于周期压力大和直接顶稳定性较好的顶板可采用滞后支护的方式，反之则需要进行及时支护。进行滞后支护，移驾可滞后采煤机后滚筒 5架左右，但应根据现场的压力情况、顶板破碎情况酌情考虑减少滞后量。进行及时支护时，工作面一般采用手动邻架，新暴露顶板支护采取单架依次顺序移驾方式，移动步距应与截深相等；在采煤机动作完成后立即移驾对新暴露的顶板进行支护。值得注意的是，采煤机的运行速度肯定比移驾的速度要快，进行及时支护必须考虑其速度差，适当降低采煤速度匹配移驾。对于煤矿顶板比较破碎或顶板受压严重下沉时，一定要加强对顶板状态的监控并采取相应的应急措施，如利用平衡千斤顶增加顶梁支护力等等。在端头支架移动之前，应对伞檐位置进行检查是否存在活石或零皮等安全隐患，并采取措施消除隐患，清理支架座附近矸石与浮煤。
4 结束语
煤矿开采巷道布置和采煤技术的提高对采煤效率和安全性提高有着至关重要的作用，希望本文能够为采煤领域提供一定的借鉴作用。
