1 我国厚煤层开采现状.ppt

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1、1 我国厚煤层开采现状,1.1 能源的重要性1.2 我国能源现状1.3 我国煤炭资源基本特征1.4 我国煤炭资源开采现状1.5 我国厚煤层开采的主要方法,2,1.1 能源的重要性,一次能源,3,1.1 能源的重要性,二次能源,汽化燃料,汽油,电能,4,1.1 能源的重要性,能源是国家经济发展的基础 人类赖以生存的五大要素之一（阳光、空气、水、食物、能源），也是 21 世纪的热门话题。社会的进步和发展离不开能源 过去的 200 多年，煤炭、石油、天然气极大地推动了人类社会的发展；伴随着资源日益枯竭，环境不断恶化，水资源遭到破坏等。进入 21 世纪后，新能源研究 然而新的可再生能源系统的建立，是一

2、个长期的过程，要想使其成为能源开发与消费的主体，至少需要数十年，甚至上百年的时间。目前世界范围内，仍然以化石能源为主 其在能源消费总量构成中占 90以上。相当长的时期内，化石能源的开采与利用仍然是能源开发与消费的主体，并占有统治地位。,5,1.1 能源的重要性,我国是世界上能源开采与消费的大国 能源消费量占世界总消费量的10%以上，仅次于美国，居世界第二。人均商品能源消费甚低 约为世界平均值的二分之一，美国的十分之一。我国以往经济增长主要是依靠投资和消耗大量能源 但投资对经济增长的贡献已经开始下降。我国的经济结构不够合理 高能耗工业过多，能源的浪费严重，能源效率低，能耗高。合理利用与开发能源

3、促进经济发展是我国今后能源战略的主要内容之一。降低能耗，充分发挥能源效率，走集约化发展的道路。,6,1.2 我国能源现状,在当今的世界能源结构中，煤炭资源储量丰富，而石油、天然气相对贫乏。中国更是一个富煤贫油的国家。,煤炭是我国最主要的能源。我国常规能源（包括煤、油、气和水能，按使用 100 年计算）探明总资源量中：煤炭占87.4%，石油占2.8%，天然气占0.3%,水能占9.5。,7,1.2 我国能源现状,2013年能源生产结构为：原煤占75.6%，原油占8.9%，天然气占4.6%，水电、核电、风电等占10.9%；能源消费结构为：煤炭占66.0%，石油占18.4%，天然气占5.8%，水电、核

4、电、风电等占9.8%。,8,1.2 我国能源现状,核能：,由于核电基本建设投资昂贵，因此在未来二三十年内，在人口多、国土广的我国，核能不可能在能源结构中占较大比例，但在一次能源缺口较大而交通运输又很紧张的地区发展核电站有其突出的优势。,9,1.2 我国能源现状,水能资源：,预计全国蕴藏量达6.76亿kw，可能开发达3.78亿kW(年发电量19000亿kWh)，占世界首位。但大部分集中于西南地区，占67.8%，其次中南为15.5%，而后为西北占9.9%，华东占3.6%，东北占2%，华北占1.2。目前，我国水资源开发利用仅7.8%，世界平均为20%，其中美国达39%，,主要原因是水电建设投资大，工

5、期长（相对于火力发电）。,10,1.2 我国能源现状,新能源与可再生能源：国家经贸委制订的2000-2015年规划，将达到4300万t标煤。,11,1.2 我国能源现状,太阳能：我国陆地每年接受太阳辐射能相当于2.4万亿t标煤，我国西部地区年均日照2000h，有人认为太阳能是未来能源的主流。,12,1.2 我国能源现状,风能：我国风能资源理论总储量约32.26亿kW，陆地上储量为2.53亿kW。我国风能资源开发始于20世纪80年代初，至1999年底全国风电装机容量达26.79万kW,“十五”期间新增风电容量119.2万kW。,其中有新疆、内蒙、吉林、黑龙江、河北、江苏、辽宁、广东和上海。,13

6、,1.2 我国能源现状,地热能：我国地热资源远景储量为 1353.5 亿 t 标煤，探明储量相当于31.6亿t标煤。我国地热资源以中低温地热为主。,主要分布在四川、华北、松辽、苏北等地，可采资源量为 18亿t标准煤。高温地热资源主要分布在云南、西藏、川西和台湾。,14,1.2 我国能源现状,中国各种一次能源消费的百分率（%）,世界范围的能源消费结构以油气优质燃料为主，占一次能源结构的64。而我国以煤为主，占一次能源结构的65以上（我国的煤炭在生产一次能源生产中占70以上），而世界平均仅为26.2%，,15,1.2 我国能源现状,我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一，这是我国的能源特点所

7、决定的，而且这种现状在今后相当长的一段时期内不会改变；预计到 2050 年，煤炭在我国一次能源结构中的比重将维持在 65左右。因此我国的能源开发必然重视煤炭资源的开发，研究煤炭开采的技术进步。煤炭是可靠、廉价和可洁净利用的能源，是通向未来能源系统的桥梁。,16,1.3 我国煤炭资源基本特征,我国煤炭资源在地理分布上有如下特点：(l)分布广泛。在全国 34 个省级行政区划中，除上海和香港特别行政区外，都有不同质量和数量的煤炭资源，全国 63的县级政区中都分布着煤炭资源。(2)西多东少，北多南少。在我国5.06万亿t煤炭资源总量中分布在大兴安岭太行山雪峰山以西的晋、陕、蒙、宁、甘、青、新、川、渝、

8、黔、滇、藏12个省的煤炭资源总量达4.50万亿t，占总量的89%，而该线以东的20个省只有0.56万亿t，仅占全国的11。分布在昆仑山秦岭大别山一线以北的京、津、冀、辽、吉、黑、鲁、苏、皖、沪、豫、晋、陕、宁、甘、青、新等18个省的煤炭资源量达4.74万亿t，占全国总量的93.6%，而该线以南的14个省只有0.32万亿t，仅占总量的6.4。,17,1.3 我国煤炭资源基本特征,18,1.3 我国煤炭资源基本特征,我国煤炭资源在地理分布上有如下特点：(2)西多东少，北多南少。这种煤炭资源分布西多东少、北多南少的格局与我国地区的经济发达程度和水资源分布均呈逆向分布，使煤炭基地远离了消费市场，煤炭资

9、源中心远离了消费中心，加剧了远距离输送煤炭的压力。由于矿区水资源贫乏，必然给煤炭生产、加工、运输等带来一系列困难，同时大规模采矿活动和加大用水，必然要使本来就脆弱的生态环境进一步恶化，也给煤矿开采带来困难。,19,1.3 我国煤炭资源基本特征,我国煤炭资源在地理分布上有如下特点：(3)相对集中。我国煤炭资源除具有分布广泛，西多东少，北多南少的特点外，还有分布不平衡、某些地区相对集中的特点。以下11个省、自治区具有资源储量4.778万亿t，占全国煤炭资源总量的94.4%。,20,1.3 我国煤炭资源基本特征,我国煤炭资源在地理分布上有如下特点：(4)优质动力煤丰富。我国煤类齐全，从褐煤到无烟煤各

10、个煤化阶段的煤都有赋存，能为各工业部门提供冶金、化工、气化、动力等各种用途的煤源。但各煤类的数量不均衡，地区间的差别也很大。,21,1.3 我国煤炭资源基本特征,我国煤炭资源在地理分布上有如下特点：(5)煤层埋藏较深，适于露天开采的储量很少。,据对全国煤炭保有储量的初略统计，煤层埋深小于300m的约占30%，埋深在300-600m的约占40%，埋深在600-1000m的约占30%。一般来说，京广铁路以西的煤田，煤层埋藏较浅，不少地方可以采用平峒或斜井开采，其中晋北、陕北、内蒙古、新疆和云南的少数煤田的部分地段，还可露天开采；,22,1.3 我国煤炭资源基本特征,我国煤炭资源在地理分布上有如下特

11、点：(5)煤层埋藏较深，适于露天开采的储量很少。,京广铁路以东的煤田，煤层埋藏较深，特别是鲁西、苏北、皖北、豫东、冀南等地区，煤层多赋存在大平原之上，上覆新生界松散层多在200-400m，有的已达600m以上，建井困难，而且多需特殊凿井。同时，由于沉积环境和成煤条件等多种地质因素的影响，我国多以薄-中厚煤层为主，巨厚煤层很少。,23,1.3 我国煤炭资源基本特征,我国煤炭资源在地理分布上有如下特点：(6)共伴生矿产种类多，资源丰富。,我国含煤地层和煤层中的共生、伴生矿产种类很多。含煤地层中有高岭岩（土）、耐火黏土、铝土矿、膨润土、硅藻土、油页岩、石墨、硫铁矿、石膏、硬石膏、石英砂岩和煤层气等；

12、煤层中除有煤层气（瓦斯）外，还有稼、锗、铀、钍、钒等微量元素和稀土金属元素；地层的基底和盖层中有石灰岩、大理岩、岩盐、矿泉水和泥炭等，共 30 多种，分布广泛，储量丰富。有些矿种还是我国的优势资源。,24,1.3 我国煤炭资源基本特征,我国煤炭资源在地理分布上有如下特点：(6)共伴生矿产种类多，资源丰富。,我国含煤地层和煤层中的共生、伴生矿产种类很多。我国煤炭开发企业以开采煤炭为主，因此对其共生、伴生的矿产资源研究得不多，开发利用很少。近年来虽然已开始重视，但终因起步晚，基础差，目前仅对常见矿产进行部分开发。而且开采出来的矿石，多处于粗加工阶段，离市场要求的高纯、超细、超白、改性、活化等目标，

13、相差甚远。煤矿开发利用共生、伴生矿产资源的条件十分优越。,25,1.3 我国煤炭资源基本特征,我国煤炭资源在地理分布上有如下特点：(7)煤矿开采条件差。,我国煤矿的地质条件复杂，开采条件较差，在世界上产煤国家属中等偏下，露天开采量不到总量的 5%，矿井平均开采深度超过 400m，最深达 1160m；国有重点煤矿高瓦斯和瓦斯突出的矿井占48%，有自燃发火危险的矿井占57.6%，粉尘爆炸危险的矿井占88.1。同时我国煤矿的煤岩赋存条件也给高效安全开采带来困难：如薄煤层比例较大，煤层软、顶板软、底板软煤层较多，部分坚硬顶板煤层，地质构造多，煤层的连续性差，大倾角煤层比例较大，受到底板水、顶板水的威胁

14、等。,26,1.4 我国煤炭资源开采现状,我国煤矿开采属多种所有制共存，技术装备、管理水平参差不齐：既有世界先进的采煤工艺与装备的现代化矿井，也有近乎原始开采的小煤窑 国有重点煤矿的装备和技术水平好些，但国有重点煤矿的煤炭产量仅占一半左右，我国近几年各类煤矿煤炭产量的结构变化见表 1-4。近几年来，煤矿企业重组，严格审查与关闭不合格的小煤窑等，使国有重点煤矿的产量比重有所上扬，目前基本维持在一半左右。,27,1.4 我国煤炭资源开采现状,对煤炭急剧增长的需求，也给煤炭资源的开采带来了巨大压力，尤其是关闭大量小煤矿后，国有重点煤矿的产量与安全压力很大。,28,1.4.1 煤矿开采学科及采煤方法,

15、(1)煤矿开采学科的形成与发展 采煤方法从房柱式、连续采煤机房柱式逐步发展到长壁式为主或并重的格局，工作面的装备也从普通机械化发展到了综合机械化。同时采场矿山压力研究方面先后提出了“压力拱假说伙“悬梁假说”、“预成裂隙假说”、“铰接岩块假说”和我国的“砌体梁理论”等。,29,1.4.1 煤矿开采学科及采煤方法,(1)煤矿开采学科的形成与发展 在煤矿灾害防治等方面，针对不同的采煤方法提出了多种理论与防治技术。各个研究领域的发展极大地促进了煤矿开采学科的丰富和发展，目前已经形成了具有系统理论基础的技术科学。近些年来，在寻找学科的新起点，利用各种先进理论、技术、信息理论与技术等方面正在迅速崛起，形成

16、了煤矿开采中许多边缘性研究方向。,30,1.4.1 煤矿开采学科及采煤方法,(2)采煤方法现状我国煤层赋存条件复杂多样，开采技术条件各异，因而促进了采煤方法多样化发展；我国是世界上采煤方法种类最多的国家，但总的看可以分为壁式体系采煤法和柱式体系采煤法；世界各主要产煤国家，根据煤层条件和采煤技术的延续情况不同所采用的不同采煤方法比重也有所差别。,31,1.4.1 煤矿开采学科及采煤方法,(2)采煤方法现状我国国有重点煤矿壁式体系采煤法的产量占95以上；美国壁式采煤法占50%，连续采煤机房柱式开采41%；印度壁式采煤法小于5%，传统房柱式采煤法占65%，机械化房柱式开采占30%；俄罗斯壁式开采占8

17、6%；澳大利亚壁式开采占85%；南非房柱式占66.9%，壁式占33%；加拿大壁式为85。,32,1.4.1 煤矿开采学科及采煤方法,(2)采煤方法现状 A、壁式体系采煤法 B、放顶煤开采工艺 C、柱式体系采煤法 D、露天开采方法,33,1.4.2 我国煤矿开采现状,我国的煤矿开采为国家提供了70的能源，为900万人提供就业岗位；在开采条件复杂、多变、国家整体投入不足、总体装备水平低下、作业条件艰苦的情况下，煤矿企业提供了国家能源的基石，有力地保障了国家经济的高速增长；,34,1.4.2 我国煤矿开采现状,我国的煤矿开采技术与装备自从1949年以来逐渐进步：1949 年以前的煤矿开采几乎都是落后

18、的手工操作，几乎没有什么机械化；20 世纪 50 年代后，我国开始研制和应用采煤机；1964 年研制成功 MLQ-64 型浅截深单滚筒采煤机，与 SGW-44 型可弯曲刮板输送机配套，采用金属摩擦支柱和金属铰接顶梁，形成了基础的普通机械化采煤工艺。,35,1.4.2 我国煤矿开采现状,我国的煤矿开采技术与装备自从1949年以来逐渐进步：1978 年后研制了单体液压支柱与双滚筒采煤机和150型刮板输送机配套，形成了第二代普通机械化采煤工艺（高档普采）。1988 年后，无链牵引采煤机和大功率刮板输送机、单体液压支柱等设备配套形成了第三代普采工艺（又称新高档普采）。,36,1.4.2 我国煤矿开采现

19、状,自 1954 年世界上第一个综合机械化采煤工作面在英国问世以来，延续多年的普通机械化采煤也进入了新的历史阶段，并发展成为各先进采煤国家的主导采煤技术；我国的综合机械化起步于20世纪70年代。1970年我国研制的第一套综采设备在大同矿务局投入工作性实验。在1973年和1978年两次大批量引进国外综采成套设备143套。20世纪80年代，我国综合机械化采煤技术逐步成熟，进入全面推广应用阶段。,37,1.4.2 我国煤矿开采现状,近30年来，我国在机械化采煤装备、工艺及相关技术的研究和开发工作上做了大量科研工作，形成了适用于我国不同层次和范围的采煤综合机械化装备的技术。目前我国国有重点煤矿采煤机械

20、化程度达到78%，综采程度达63；厚煤层开采方面，我国高效机械化基本上只有两条道路:一条是成套引进国外先进设备;另一条是采用国产设备进行放顶煤开采工艺;这两条路都达到了工作面年产600万t，甚至上千万吨的水平。,38,1.4.2 我国煤矿开采现状,近年来，厚煤层开采设备国产化进程迅速，尤其是大采高和放顶煤开采的液压支架，基本上实现了国产化，工作面能力也达到了千万吨以上水平。然而，我国地方国有煤矿和乡镇、个体煤矿的机械化程度较低，尤其是占全国总产量 30的乡镇、个体煤矿机械化程度几乎为零。这也是我国煤矿开采技术的现状：多种所有制并存；先进和落后的生产工艺并存；安全高效的现代化矿井与事故率极高的落

21、后小煤井并存。,39,1.4.2 我国煤矿开采现状,我国煤矿开采一些特点与问题：(1)机械化程度低。虽然我国国有重点煤矿的机械化程度较高，达78%,其中综采程度达63%，但与国内外先进采煤国家相比，仍然处于落后状态，见图1-1、表 1-5。,40,1.4.2 我国煤矿开采现状,41,1.4.2 我国煤矿开采现状,我国煤矿开采一些特点与问题：(2)安全生产形势严峻 我国煤矿的安全状况差有多种原因：如地下开采的比率高达95以上、地质条件复杂、高瓦斯且突出矿井比例大、乡镇、个体煤矿多，达2万处，占总产量的30等。近20年来，我国的煤矿安全状况明显改善，但是煤矿事故死亡率仍是世界最高的国家之一。,42

22、,1.4.2 我国煤矿开采现状,我国煤矿开采一些特点与问题：(2)安全生产形势严峻 1980-2002年，我国煤矿事故死亡率从8.17人/百万t降到4.63人/百万t，其中国有重点煤矿从4.53人/百万t降到1.26人/百万t。顶板和瓦斯是我国最大的两种煤矿事故(死亡人数达73%)。乡镇煤矿数量多和防灾能力弱是煤矿事故居高不下主要原因;近几年来，煤矿的死亡人数大幅度减少，每年在4000人以内，甚至在3000人以下，但是乡镇、个体煤矿仍然是煤矿死亡事故的主体，事故起数和死亡人数仍处于70左右。,43,1.4.2 我国煤矿开采现状,我国煤矿开采一些特点与问题：(3)资源回收率低 煤炭作为国家不可再

23、生的、主体的能源，虽然目前尚有5万亿t的资源预测总量，但实际的保有储量仅为1万亿t；近年来，煤炭资源过度开采，各种开采方式并存，加之赋存条件复杂、企业的现实利益等，也造成了资源的大量浪费，据估计，全国煤矿的煤炭资源回收率总体不足50%；乡镇、个体煤矿资源回收率的不足30。低的资源回收率大大缩短了矿井的服务年限，浪费了大量宝贵的煤炭资源。,44,1.4.2 我国煤矿开采现状,我国煤矿开采一些特点与问题：(4)管理和技术人才短缺 由于煤矿企业长期以来待遇差、工作条件艰苦，加之 20 世纪 90 年代中后期对煤炭能源认识不足、宣传失实，对煤矿形象的误解，原煤炭高校定位纷纷偏离煤炭行业，导致煤矿企业长

24、期以来缺少人才补充，许多国有重点煤矿多年来就没有补充过大学本科毕业生，原有技术人才又纷纷辞职。致使煤矿企业人才奇缺，这必然影响企业的技术进步与科学管理，使煤矿企业的思想认识、管理水平、技术水平等处于一种粗放型的平台上徘徊。地方国有煤矿、乡镇、个体煤矿的人才更是短缺。人才的短缺必将对煤矿的生产、安全、技术进步、思想观念、文化意识等产生严重的不利影响。,45,1.5 我国厚煤层开采的主要方法,在我国现有煤炭储量和产量中，厚煤层(厚度3.5m)的产量和储量均占45左右；而且厚煤层是我国实现高产高效开采的主力煤层，具有资源储量优势；由于其煤层厚度大，对其开采可以有多种方法进行选择;随着煤炭市场好转和高

25、产高效开采的迫切需要，放顶煤开采和大采高开采技术得到了快速发展和广泛应用;然而煤炭开采与具体的地质条件、开采条件等有密切关系，因此厚煤层开采要根据煤层条件和技术条件等采用合适的开采方法，并在开采过程中还会出现例如提高煤炭资源回收率、支架合理选型、瓦斯运移规律与防治技术等。,46,1.5.1 厚煤层开采的主要方法分层开采,在 20 世纪 80 年代以前，厚煤层主要以分层开采为主，即平行于厚煤层面将厚煤层分为若干个 2-3m 左右的分层进行自上而下逐层开采，个别也有自下而上逐层开采的。,47,下行开采：下分层在上分层垮落的顶板下(人工假顶或形成再生顶板)进行。上行开采：为保护地面，或特易自燃的特厚

26、煤层条件。分层开采的优点：技术相对成熟，设备投资少，一次采高小，瓦斯治理技术相对成熟，上覆岩层及地表可以实现缓慢下沉等；但分层开采同样也有一些缺点：如巷道掘进率高、产量低、开采成本高、下分层巷道支护难度大、区段煤柱损失大、采空区反复扰动、易引起采空区自燃。,1.5.1 厚煤层开采的主要方法分层开采,48,1.5.1 厚煤层开采的主要方法放顶煤开采,49,放顶煤开采的实质就是在厚煤层底部布置一个采高2-3m的长壁工作面。近年来，在一些特厚煤层，开始应用机采高度达3.5-4.5m的放顶煤技术。用常规方法进行开采，利用矿山压力作用或辅以松动预爆破等方法，使支架上方的顶煤破碎成散体后，由支架尾部的放煤

27、口放出，经由工作面后部刮板输送机将放出的顶煤运出工作面。,1.5.1 厚煤层开采的主要方法放顶煤开采,50,按机械化程度和使用的支护设备可将放顶煤开采技术分为综采放顶煤和简易放顶煤两大类。简易放顶煤指用滑移顶梁液压支架铺顶网放顶煤、单体液压支柱配型顶梁铺顶网放顶煤等实用技术。对顶板（煤）控制不好，支架工作阻力和初撑力难以达到要求，易产生顶板事故，因此应尽量不采用这种方法。综采放顶煤是指综合机械化放顶煤开采技术，教材上的放顶煤开采是指综采放顶煤开采技术。,1.5.1 厚煤层开采的主要方法放顶煤开采,51,由于放顶煤开采的工艺特点决定了该方法具有：优点：巷道掘进率低、投资少、开来成本低、产量大、效

28、率高等；缺点：对煤层硬度和裂隙发育程度要求较高，既要求顶煤能自行破碎成适宜放出的块度，同时由于产量高、一次采高大、工作面的瓦斯绝对涌出量较大，采空区残留一定浮煤，给瓦斯治理、采空区防火、地面突然下沉等工作带来一定困难。,1.5.1 厚煤层开采的主要方法放顶煤开采,52,根据 MT550-1996 大采高支架技术条件 规定：最大采高大于或等于3800mm，用于一次采全高工作面的液压支架称为大采高液压支架，对应的回采工作面称为大采高工作面。我国从20世纪80年代开始，在引进国外设备的基础上研制了适应我国煤矿地质条件的一系列产品，并进行了工业性实验和实际生产，取得了一定的经验。到目前为止，大采高一次

29、采全厚采煤法已在我国多个矿区得到应用，并取得了可喜的成绩，如神东矿区、晋城矿区、邢台矿区、大同矿区等。,1.5.1 厚煤层开采的主要方法大采高开采,53,大采高综采工作面的特点是：支架高度大、采煤机功率大、需安装强力刮板输送机和相应的大型巷道及辅助设备,一次性投资较大，对井型及井下巷道、硐室的尺寸要求较大，具有产量大、效率高、适用于集中生产、井下布置简单等。,1.5.1 厚煤层开采的主要方法大采高开采,54,综放开采技术于20世纪60年代始于欧洲，当时主要用于边角煤和煤柱开采，最高月产只有4.96万t（法国的布朗齐矿），并未将这项具有巨大潜力的开采技术进一步发展。我国在1984年运用国产综放支

30、架装备了第一个缓斜综放工作面，但效果并不理想，后来转向了急倾斜分段综放试验，取得了成功。1987年以后，综放技术开始在缓倾斜软煤以及中硬煤中进行试验，到1990年已经达到了工作面月产14万t的水平。,1.5.2 放顶煤开采,55,1990 年以来，是综放开采步入迅速发展阶段。主要成果表现在以下三方面：(1)在条件适宜矿井，综放开采技术的应用范围迅速扩大，综放面的产量迅速提高。(2)难采厚煤层的综放开采技术取得了突破性进展。如在煤与瓦斯突出厚煤层；煤与顶板坚硬的“两硬”厚煤层；大倾角厚煤层；煤层、顶板、底板极软的“三软”厚煤层中，均成功地进行了综放开采技术试验研究与推广应用。(3)轻型支架(支架

31、重量8t)综放开采技术得到广泛应用。,1.5.2 放顶煤开采,56,国外大采高开采技术的研究始于20世纪70年代中期。1980年西德赫母夏特公司开发出G550一2/60掩护式支架，最大高度为6m，在威斯特伐伦矿使用，取得了成功。该支架曾出口到前南斯拉夫的Veleng矿，取得了良好的成果。20世纪70年代末，波兰设计开发了P10MA系列两柱掩护式大采高支架，高度为2.4-4.7m，也取得了较好的使用效果。美国1983年开始在怀俄明州卡邦县1号矿用长壁大采高综采开采HananaNo.80厚煤层，采高达4.5-4.7m，取得单班生产日产量3600t，两班生产日产量5000t，三班生产日产量6200t

32、，工作面工效达210-360t/工，实现了高产高效。另外法国、南非、澳大利亚等主要产煤国都进行了大采高综采实验并取得了成功。,1.5.3 大采高开采,57,我国从1978年起，从德国引进了G320-20/37、G320-23/45等型号的大采高液压支架及相应的采煤、运输设备，试采3.3-4.3m厚煤层取得成功，平均月产达到70819t，达到了当时我国最高水平。与此同时也开始研制和实验国产的大采高液压支架和采煤机，经过了多年的努力，现已取得了明显的进展。1980年邢台东庞矿使用BYA329-3/45型国产两柱掩护式液压支架及相配套的大采高综采设备，在厚度为4.3-4.8m的厚煤层中进行了工业性试

33、验并取得成功。在试验的基础上东庞矿与有关厂家合作，进一步研制了最大采高达5m的BY3600-255/50型两柱掩护式液压支架，于1988年进行了试验，在采高达4.8m的情况下，平均月产10.4万t，最高月产14.2万t。,1.5.3 大采高开采,58,近年来，大采高开采技术又有了较大的发展，如铁法矿务局使用的ZZ5600/25/47型两柱掩护式液压支架，平均月产达到15万t。神华东胜矿区补连塔煤矿使用的ZY6000/25/50掩护式大采高支架，1997年投入使用，1999年创月产42万t，日产3.04万t的全国纪录。后来又选购和使用了德国威斯特伐利亚生产的WS1.7型两柱掩护式液压支架，200

34、0年1月产煤51万t，2月产煤75万t。晋城煤业集团2003年开始与郑州煤机厂合作研制了国产的ZY8600/25.5/55型两柱掩护式大采高液压支架，最高月产达67万t，随后又开始研制和使用了ZY9400/28/62型两柱掩护式大采高液压支架，工作面年产达到800万t水平，最高日产达2.7万t。,1.5.3 大采高开采,59,2003年大同煤矿集团与中国矿业大学（北京）、煤炭科学研究总院太原分院共同进行了“两硬”条件下大采高综采关键技术研究，研制与使用了ZY9900/29.5/50型四柱支撑掩护式液压支架和德国艾柯夫公司SL500型采煤柱与SG2100/l050型刮板输送机，在平均煤层厚4.7

35、5m、煤层与顶板坚硬的四老沟矿，最高月产达31.55万t。2007年，郑州煤矿机械集团有限公司针对神华集团神东分公司上湾矿的煤层条件，研制出了ZY10800/28/63D型两柱掩护式大采高液压支架，并于2007年4月在井下进行工业实验，最高月产量达109.5万t，最高日产量达5.1万t。,1.5.3 大采高开采,60,实践表明，绝大部分大采高工作面均取得了较好的技术经济效果。一般情况下，其主要的技术经济指标要优于分层综采工作面，在条件合适的情况下，也要优于综放工作面。虽然大采高技术在我国真正的大面积使用时间不长，但发展迅速，在合适的煤层地质条件下，如煤层倾角较小、煤层硬度较大、煤层厚度在4-7

36、m之间、煤层顶底板较平整、地质构造不发育等情况。大采高综采是一种有巨大发展潜力的新工艺。,1.5.3 大采高开采,61,一般而言，对于井型较小、煤层瓦斯灾害严重、煤层硬度较小、地面需要缓慢下沉的矿井应用分层开采仍然是合适的开采方法。对于瓦斯较小或者瓦斯可以得到有效治理、煤层硬度较小、厚度在6-15m的煤层，采用放顶煤开采方法则是较好的选择。对于煤层厚度4-7m、煤层硬度较大、工作面生产能力要求较大的煤层，采用大采高开采则是较好的方法。对于许多特厚煤层，如厚度在10m以上，甚至达到30m或者50m时，可以综合应用上述几种方法。,1.5.4 厚煤层开采急需解决的主要问题,62,在厚煤层开采过程中，

37、目前急需解决如下一些问题：1.5.4.1 提高煤炭资源回收率 厚煤层的储量与厚度优势，为实现高产高效提供了基础条件，但同时也由于煤层厚度大，很难有一种方法正好开采煤层的全厚，这使厚煤层开采造成了较多的煤炭损失。厚度损失。放煤工艺损失。区段煤柱损失。,1.5.4 厚煤层开采急需解决的主要问题,63,在厚煤层开采过程中，目前急需解决如下一些问题：1.5.4.2 架型确定 以前的顶板压力计算和经验主要是依据分层开采的顶分层条件提出的。在一次采高显著增大后，顶板压力、支架工作阻力确定没有可靠的理论可以采用，目前主要采用经验类比法，摸索着设计支架。在以往放顶煤开采阶段总结出来的一些经验现在也遇到了挑战，

38、比如放顶煤开采顶板压力不大于类似条件顶层开采的顶板压力等现在也遇到了一些反例，对于特厚煤层，随着一次采高增大，无论是放顶煤开采还是大采高开采，工作面顶板压力大幅度增加。,1.5.4 厚煤层开采急需解决的主要问题,64,在厚煤层开采过程中，目前急需解决如下一些问题：1.5.4.3 瓦斯防治技术 厚煤层尤其是特厚煤层一次采全高开采给瓦斯防治带来了许多新的问题。对于特厚煤层一次采全高开采，要加强瓦斯涌出规律和防治技术研究。特厚煤层一次采全高，采空区空间大，顶板活动剧烈，会周期性的压出采空区的瓦斯等有害气体，这给瓦斯等有害气体的防治带来困难。工作面高度大，容易向采空区漏风，尤其是工作面端头漏风现象较严重，易引起采空区浮煤自燃等。,1.5.4 厚煤层开采急需解决的主要问题,