1、概述 目前，地下開采仍是硬煤開采的主要方法。中國、前蘇聯(lián)、歐洲采用長壁采煤法，美國、澳大利亞、南非、印度等國則以短壁采煤法為主。長壁采煤法產(chǎn)量約占世界礦井總產(chǎn)量的70%。 60年代以來，多數(shù)產(chǎn)煤國家的開采條件加速惡化，如德國礦井的平均開采深度從1960年的726M增加到1995年的927M，最大達1443M，巖石溫度高達43℃。幾個國家礦井開采深度見表1-1。煤炭生產(chǎn)面臨石油、天然氣（高成本產(chǎn)為國還有廉價進口煤）的競爭，以及越來越嚴格的環(huán)境法規(guī)的制約，用扈地煤炭質(zhì)量提出了更高的要求。另一方面，以微電子技術和住處技術為核心的高新技術迅速滲透到煤炭工業(yè)。這兩方面的因素促進了礦井采煤技術的革新。 目前，采煤綜合機械化已是成熟的技術；微處理器、計算機和專家系統(tǒng)的應用，以及巖層控制理論和技術的改善，進一步提高了作業(yè)安全性和生產(chǎn)效率。發(fā)達國家正應用自動化和機器人技術研究開發(fā)新一代井下采煤系統(tǒng)。 2、地下開采發(fā)展趨向 （1） 擴大規(guī)模 經(jīng)驗表明，在一定開采條件下，加大開采強度是提高規(guī)模經(jīng)濟效的主要途徑，而綜采設備生產(chǎn)能力的提高，為擴大礦井規(guī)模創(chuàng)造了條件。 目前，一套綜采設備的最大小時生產(chǎn)能力已達3500T，日產(chǎn)量可保持在10000T以上。因此，許多新建礦井的年產(chǎn)能力達3-4MT。長壁綜采工作面的快速推進，促使采區(qū)長度不斷加大，1996年美國平均達2570M，澳大利亞平均1874M，世界最大達5365M（美國）。工作面長度加大到200M以上，1996年美國平均251M，德國277M，最大達354M。這都促進了采煤方法的革新，如采用傾斜長壁、變向開采、旋轉(zhuǎn)工采、無煤柱開采等。 （2）集中生產(chǎn)。 礦井生產(chǎn)集中化是提高生產(chǎn)效率和效益的關鍵因素，主要途徑是現(xiàn)有礦井合并改建，關閉不經(jīng)濟礦井，新建高產(chǎn)高效礦井。德國在1965-1995年期間，生產(chǎn)礦井數(shù)由107個減少到19個，每礦平均年產(chǎn)量從1.26MT增至2.79MT，井下平均效率由2.705T/工提高致電5.587T/工。 集中生產(chǎn)的關鍵問題，是確保設備和系統(tǒng)的可靠性，以及各生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的協(xié)調(diào)。這需要解決一系列技術和管理問題。 （3） 簡化生產(chǎn)系統(tǒng)。 在采煤綜合機械化的基礎上，實行采掘合一，進一步簡化開采工藝；厚煤層一次采全高取代分層開采；采用大功率膠帶輸送機實現(xiàn)全礦連續(xù)運輸，減少轉(zhuǎn)載；采用單軌吊、卡軌車或無軌車輛把設備、材料直接運到工作面；簡化巷道布置，一巷多用；采準巷道盡可能開在開采煤層中。 3、采煤設備 近10多年來，井下采煤設備和控制系統(tǒng)有很大進步，主要趨向是： （1）適應性。采煤機已能開采厚0.55~6.0m、傾角60°以下的各種煤層。模塊式設計使制造廠可根據(jù)礦井特定地質(zhì)條件提供專用產(chǎn)品，而且便于維修。 （2）大型化。為提高生產(chǎn)能力和可靠性，所有采煤設備的體積、重量和功率都趨向大型化。目前，采煤機最大重量已達90t，自移支架達50t/架。德國艾柯夫公司的SL—500型新一代采煤機，總功率達1508kW，供電電壓5000V，采高2.2~5.0m。德國生產(chǎn)的自移支架，可用于0.55~6.0m的煤層，赫姆夏特公司為美國生產(chǎn)的二柱強力掩護式支架，工作阻力達8900kN。中國和前蘇聯(lián)已制出10000 kN的厚煤層強力支架。支架成組（6~15架）電液控制已成為標準控制系統(tǒng)，移架時間達8s以下。可在順槽內(nèi)遙控的微處理器控制系統(tǒng)已用于生產(chǎn)。 高產(chǎn)工作面采區(qū)膠帶輸送機最大運輸能力已達3500t/h，功率1400kW，帶寬1.5~1.6m，帶速3.5~4.7m/s，最大水平運距2000m（多點驅(qū)動），自動監(jiān)控技術已達到很高水平。部分斷面掘進機的最大重量達120t，截割頭功率達500kW，可切割抗壓強度超過100Mpa的巖石，最大掘進斷面70m 。 （3）控和自動化。 英、德、美等國在井下作業(yè)的遙控和自動化方面進行了大量的研究工作，最終目標是實現(xiàn)不經(jīng)常有人的自動化采煤工作方面。 目前，將井下傳感器測得的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嬗嬎銠C網(wǎng)絡的多功能井下環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，已推廣應用。采煤機、自移支架、掘進機、膠帶輸送機等單臺設備的遙控和自動化技術日趨成熟。整個工作面的遙控和自動化已取得明顯進展，英國開發(fā)的天然放射性煤巖分界傳感器已向國內(nèi)外出售300多個。美國礦業(yè)局開發(fā)的全自動連續(xù)采煤機已初步試驗成功。英國研究開發(fā)的自動長壁工作面系統(tǒng)正進行示范，每班只需1名控制人員和1名檢查人員。自動化工作面的問世已經(jīng)為期不遠了。 在設備工況和健康監(jiān)測的基礎上，已開發(fā)出以微處理器和微機為基礎的礦井和選煤廠全過程監(jiān)控系統(tǒng)。英國的MINOS系統(tǒng)已成功地用于許多礦井。未來計算機化的礦井，可使人力比目前減少75%。 4、綜采工作面調(diào)查 據(jù)美國《煤時代》調(diào)查，1996年12個主要產(chǎn)煤國家共有1759個綜采工作面，這些長壁綜采礦井的總產(chǎn)量達905Mt，占世界硬煤總產(chǎn)量的27%， 5、高產(chǎn)高效工作面和礦井 （1） 高產(chǎn)工作面 目前，年產(chǎn)百萬噸的綜采工作面已很普遍。美國1994年綜采工作面平均年產(chǎn)1.58MT,最高水平.54MT;平均效率281.2T/工.中國1997年有76個綜采隊年產(chǎn)超過1MT,有12個超過2MT,最高的兗洲東灘礦綜采二隊達4101808T,效率203.9T/工. 1997年6月,美國塞浦洛斯·阿瑪克斯煤炭公司20英里礦創(chuàng)綜采工作面月產(chǎn)908270T的世界新紀錄.工作面長256M,采高超過3M,采區(qū)長5365M.采用安德森ELECTRA 300型采煤機,小時能力達5000T;威斯特伐利亞掩護支架. (2)高產(chǎn)高效礦井 在美,澳等國,90年代采用最先進技術新建的現(xiàn)代化長壁采煤礦井,反映當前世界礦井開采技術的最高水平. 美國賓夕法尼亞洲恩洛福克礦,1990年月2月投產(chǎn),1994年生產(chǎn)商品7.35MT(原煤約10.3MT),是目前世界最大的礦井.開采煤層厚1.7-1.8M;主斜井傾角落6°長670M;2個綜采工作面,裝備英國大功率(917KW)采煤機,德國640T自移支架.全員效率63.9T/工. 澳大利亞新南威爾士洲南巴爾戈礦,1994年產(chǎn)量達4.1MT,全員效率24450T/(人.年),比露天礦還高.該礦只有一個綜采工作面,長200M,采高2.4M,采區(qū)長3000M,裝備1250KW采煤機,940T2柱掩護式支架,1250KW輸送機. 二、露天開采 概述: 在適宜的自然條件下,露天開采與礦井開采相比,安全性好,生產(chǎn)能力大,建設工期短,勞動生產(chǎn)率和資源回采率高,生產(chǎn)成本低.如前蘇聯(lián)露天礦平均效率比礦井高4.5倍,成本低2/3.因此,各國都優(yōu)先發(fā)展露天開采. 全世界適于露天開采儲量約占煤炭總可采儲量的43%。 信息來源于：陜西煤炭安全生產(chǎn)信息網(wǎng)