我国高产高效矿井建设模式及发展趋势研究

高产高效矿井建设模式及发展趋势研究摘要：煤炭是我国的主要能源，煤炭工业为国民经济发展做出了重大贡献。高产高效矿井建设是一个巨大的系统工程，不仅涉及到矿井的生产布局、生产系统、技术装备、灾害处理、信息传输等诸多专业领域，而且还涉及到矿井生产管理和经营等问题。现分析了高产高效采煤矿井在国内外的应用和发展趋势以及目前煤炭工业存在的主要问题，并提出了一些建设高产高效矿井的途径和方法。

关键词：综放开采；高产高效；现代化矿井；发展趋势

1 国内外高产高效矿井的发展

1.1先进采煤国家，其高产高效矿井地质与技术的主要特点如下：

1）煤层赋存条件好，煤层绝大部分为水平煤层，以中厚煤层居多，并且煤层埋藏浅；2）绝大多数为单一长壁工作面综采，多是一井一面；3）广泛采用大功率高效能重型成套综采设备，可靠性高；4）工作面设备配套合理；5）工作面上、下平巷多巷布置，且掘进采用连续采煤机，支护使用锚杆或锚网联合支护技术；6）矿井生产规模向大型化发展，提高了采区综合生产能力。

1.2我国建设高产高效矿井己有10年之余，积累了丰富的经验，主要有：

1）据煤层赋存条件，采用不同的开采方法；2）采用新技术，不断完善配套设施，提高装备水平；3）坚持合理集中生产，优化巷道布置，进一步简化生产系统和生产环节；4）加强运输环节改造，实现运输系统高效运行；5）改革采掘比例关系，实现采掘连续均衡生产;口改革劳动组织，强化生产管理。

2 煤炭工业面临的困难和问题是多方面的

生产经营秩序尚未根本好转，结构调整和煤炭总量控制仍面临繁重的任务。众多分散的煤炭企业面对电力等垄断行业的不平等竞争处于劣势。煤、电、油等能源比价不合理, 大量利润流向其他产业。职工生活十分艰苦, 社会存在着不安定因素。问题主要表现在：一是产业结构不合理, 市场竞争力低下。2004年全国共有2. 49万个煤矿。每处矿井平均年生产能力仅7. 98万t。经营分散、竞争无序的问题严重。二是必要的生产及安全投入不足。欠账严重，全国四分之一的国有煤炭企业存在不同程度的水平接替紧张甚至失调问题。三是劳动条件差，队伍不稳。我国煤矿96%以上是井下开采。煤层赋存条件复杂多变，受各种自然灾害的威胁。远远超过美、澳、南非、印度等世界主要产煤国家。我国煤矿职工劳动条件差、危险性大是一个普遍存在的问题。广大煤矿职工工资与石油、有色、电力等行业比，平均低40%。在煤炭生产事故多的条件下，队伍不稳的矛盾十分突出。技术人员流失严重。矿业类高等院校纷纷更名，唯一保留的中国矿业大学。每年分配到煤炭企业的毕业生也不足5%。严重影响煤矿工程技术人员的新老交替。四是资源和环境的制约突出：1）人均占有量少；2）勘探开发滞后；3）采条件差，在我国尚未利用的精查储量中，近90%分布在自然条件恶劣、生态环境十分脆弱的区域，开采难度加大；4）无序开发严重，有的地方拍卖国家规划区和国有重点煤矿后备资源；5）资源浪费严重。全国煤炭资源综合回收率低；6）生态环境破环严重。五是安全生产形势仍然相当严峻。我国煤矿地质构造复杂，自然灾害严重，开采条件较差，我国井工矿数量96%，其中高瓦斯矿井占45. 97%、有煤层自燃发火危险的矿井占50%以上。全国煤矿事故死亡人数多年来居高不下，百万吨死亡率大大高于世界主要产煤国家平均水平。重大、特大事故没有得到有效控制。

随着“以人为本”治国方略的提出，上至党的总书记、总理，下至平民百姓，均比以往任何时候更加关心煤炭生产的安全。通过各省区的调查汇总，全国煤矿安全欠账总数高达505亿元。2004年我国高产高效矿井生产原煤5. 61亿t。死亡36人，百万吨死亡率0.064,大大低于

同年国有重点煤矿百万吨死亡率0.929、全国煤矿百万吨死亡率3.03的水平，相差47倍。以此推断，如果不搞高产高效矿井建设，2004年全国煤矿生产的死亡人数将增加1700人以上。

3 高产高效矿井建设的途径

3.1 实行综放开采。

综放开采采煤方法符合我国国情，技术上比厚煤层分层开采和单一煤层综采有明显的技术经济优势：1）综放开采实现了缓倾斜特厚煤层的一次全厚开采和急倾斜特厚煤层的水平分段开采，对地质条件的适应性较分层综采和单一煤层综采更强。适应于煤层厚度变化大，顶底板起伏不平，断层构造多，以及其它地质条件不稳定的煤层。1）综放开采一次开采厚度大幅度增加，煤层开采强度加大，实现了垂直集中生产，而且低位放顶煤支架工作面有2个出煤点，在同样工作面长度和工作面推进速度的情况下，综放开采较分层综采和单一煤层综采，工作面单产可以成倍增长。3)综放开采较分层综采的巷道掘进率低，工作面寿命长，搬家次数少，吨煤设备投入费用少；工作面材料、电力等消耗少，工作面直接成本大大降低，吨煤成本比分层综采的成本降低10元/吨以上。因而矿井的经济效益可以明显提高，不少矿区都是靠综放开采实现扭亏增盈的。

3.2 发展机械化生产。

机械化采煤是实现矿井高产高效的重要前提之一，矿井采煤机械化发展目标是实现生产高度集中化，不断研究开发大功率、可靠性高的综采工作面技术装备，提高综采工作面的生产能力和原煤工效。在不断提高工作面总装机功率的同时，研究发展机电一体化、自动化、智能化技术，实现高产高效工作面。在掘进机械化方面，逐步更新和装备大功率重型掘进机，基本建设矿井开拓巷道要坚持推广使用液压钻车作业线，积极研制集切割、装运、锚杆支护为一体的掘进机，在坚持使用耙斗装岩机的基础上，研制一批性能可靠、使用方便的新型装载机，同时建立和完善综掘设备、配件供应服务体系。

3.3 大力提高薄煤层机械化水平

我国薄煤层资源丰富, 占可采储量的17%。部分煤矿厚薄煤层开采量与储量极不适应。应重视薄煤层的开采, 避免采厚弃薄、吃肥丢瘦。积极开展薄煤层开采工艺的研究。提高簿煤层的机械化水平，努力提高矿井、采区、工作面的回采率，加强薄煤层工作面的总体配套研究。在煤软、底硬的条件下优先推广使用刨煤机。

3.4 露天煤矿推广半连续工艺及综合开采工艺

2004年度已经建成高产高效露天矿的单位共有10处，占我国全部露天煤矿的六分之一。对条件适宜的煤田，应优先发展露天开采，积极采用先进的开采工艺。我国露天煤矿的机械化作业程度已达到100%，新建露天煤矿采用的工艺设备均为世界先进水平。但生产劳动效率与现代化的开采工艺很不相称，与国外露天煤矿更有很大差距。我国露天矿的煤层埋藏条件复杂，不可能以某种单一工艺为主，根据我国露天煤矿平面尺寸与开采深度大的特点，半连续工艺及综合开采工艺将得到更广泛的应用。

3.5 优化采区、工作面设计，减少地质构造影响

采区和工作面设计前认真分析地质条件的特点和地质资料的可靠程度，可有效避让地质构造对工作面开采的影响。其一，工作面及采区巷道尽量沿断层走向展布，以减少断层的影响。其二，合理布置工作面尺寸，加大地质与设计部门的联系，并根据采掘揭露的构造变化及时修改设计。其三，加大周围己采工作面的采后地质总结，充分分析断层、褶皱等构造的演变规律及延伸趋势，从而对新开采区及工作面的构造情况进行超前预测，指导采区及工作面的设计。其四，对构造相对复杂及断层密集地区可采用小面或放顶煤面设计，有效减小构造的影响。

3.6 加强职工技术培训。

建设高产高效矿井必须有高素质的管理人员、技术人员和生产人员。要建立行之有效的