煤炭实用技术   2004-6-2

（一）综采放顶煤技术

综采放顶煤技术是在特厚煤层（或分层）底部布置综采工作面，采底煤同时利用矿压及辅助措施

破煤，将支架上的顶煤放出的新型煤炭开采技术。具有生产集中、系统简单、掘进率低、节省大

量设备和人力、对煤层地质变化适应性强等特点。主要适用于厚度５m以上的特厚煤层的开采。

该项技术主要内容。顶板、顶煤运动规律及地表移动与岩层移动控制技术，顶煤冒放性规律及提

高可放性技术，综放采区及工作面提高回采率技术，综采放顶煤成套装备（主要包括放顶煤支、

后部刮板输送机、可放煤端头支架等），综采放顶煤工作面主要尘源防、灭尘技术与装备，综放

采区与工作面瓦斯防治技术与装备，综放防灭火技术与装备等。

主要技术经济指标。条件较好的工作面达到年产250-300万t，条件复杂的工作面达到年产100万

t以上。生产成本比一般分层综采降低10%；回采率：工作面回采率达到85%；采区回采率达到

75%；粉尘含量不超过同等条件分层综采工作面的指标；综放工作面不发生重大瓦斯、火灾事故。

（二）锚杆支护技术

锚杆支护技术是用锚杆对井下空峒进行支护的技术，主要用于井下巷道、回采工作面开切眼，收

作线的支护。该项技术主要包括：锚杆支护理论与设计方法，锚杆支护材料及配套装备，锚杆支

护机具（风动单体锚杆钻机、双支腿风动锚索钻机、风动帮锚杆机、小孔径系统钻头、钻杆等）

，锚杆支护施工质量检测设备，锚杆支护状态观测仪器，巷道围岩移动观测及监测仪器装备，巷

道围岩特殊加固、补强技术与装备，各种稳定性非常差的巷道的锚杆综合支护技术与装备，机械

锚杆钻机及掘锚机组可行性研究等。

主要技术经济指标。（1）成巷速度：机掘锚杆支护煤巷月进达＞500m，年进尺达＞5000m；炮掘

锚杆支护煤巷月进达＞300m，年进尺达＞3500m；（2）支护成本：综合成本比架棚支护普遍降低

20%左右；（3）支护质量：巷道基本不用翻修，保证回采顺利进行。

（三）防治瓦斯、煤尘和火灾技术

煤层瓦斯突出，瓦斯、煤尘爆炸，井下火灾是煤矿井下的重大恶性事故，影响面大，危害性大，

造成人身伤亡和矿井经济损失严重。另外，尘肺、瓦斯窒息也给井下人员带来生命危险。所以，

瓦斯、煤尘和火灾是煤矿井下重点防治对象之一。 九五 期间将在如下方面进行重点研究。

研究600m岩石水平长钻孔、250－300m煤层水平长钻孔，高效、定向钻进工艺和装备，大幅度提高

抽放效果，邻进层瓦斯抽放率提高到70%，本煤层瓦斯抽放率达25%。研究采空区瓦斯抽放工艺和

自控装置，使采空区瓦斯抽放率提高40%以上。

应用地质构造探测技术、地质动力区划方法等，研究突出危险区域预测技术及装备，预测不突出

危险区的准确率100%，减少防突措施工程量60%，采掘速度提高25%。进一步研究突出危险性动态

预测技术，重点研究应用声发射、电磁辐射、瓦斯涌出动态和煤壁温度等参数的连续非接触突出

预测方法，预测突出准确率达50%以上，预测不突出准确率100%，掘进速度提高25%。研究突出强

度预测技术，以便对突出矿井进行分级管理。完善和提高现有防突措施，进一步提高其可靠性。

研制呼吸性粉尘分离效能符合国际标准曲线的呼吸性粉尘标准采样器。研制安全、高效布袋式除

尘过滤材料，过滤风速由目前的1－2m3/m2·min提高到3.5-4m3/m2·min，动态集尘效率总粉尘不

低于99.5%，呼吸性粉尘不低于85%。

研究光纤激光雷达连续测温技术和热敏电缆火情预报技术，用于胶带运输机火灾的早期检测、报

警和火源定位，报警准确率100%。研究惰气泡沫联用灭火技术，研制多功能阻爆灭火装置。研究

抢险救灾通讯技术与设备和快速临时密闭及架设工艺。研究矿井火灾救灾辅助决策系统和灾变风

流控制技术。研究煤矿井下隐蔽火源位置探测技术，火区探测准确率大于80%，火源位置探测误差

小于10m。

提高载体催化甲烷元件性能，使其调校期为三周，寿命达一年半以上，并应用智能化技术，突破

高稳定、长寿命载体催化甲烷传感器制作技术，形成高自动化生产工艺。研制红外甲烷传感器、

胶体电化学和SPE固体CO传感器和高精度微压力传感器，开发气敏半导体甲烷传感器、气味传感器

及CO2、C2H4、C2H2等传感器。

（四）高产高效矿井建设的综合配套技术

建设高产高效矿井，实现煤矿生产机械化、集中化，达到一井一面（或两面）的生产布局，符合

煤炭工业发展规律，是解决我国煤矿长期存在的用人多、效率低、效益差、安全状况不稳定的根

本技术途径。这项综合配套技术包括两条技术途径，三个单产层，五个保障系统。其核心技术是

大功率高可靠性机电一体化综采成套技术。

两条技术途径是根据我国国情确定的，一条是在条件适宜的特厚煤层中采用综采放顶煤技术，另

一条是在中厚煤层中采用机电一体化综采成套技术。

三个不同单产层次包括：（1）日产3000t，年产100万t。重点进行关键元部件技术攻关，提高整

套装备的可靠性和耐用性。（2）日产7000t。这个层次的成套装备将是我国大功率综采主力军，

重点研制功率1000KW以上、供电电压3.3KV、多电机横向布置、框架式结构的电牵引采煤机，中部

槽过煤量达到及超过600万t的重型刮板输送机，高可靠性快速移动液压支架等关键设备以及采煤

机工况监测故障诊断技术。（3）日产10000t，年产300万t以上。这个层次的成套装备主要是指在

煤层地质条件好的情况下，拟从两个方面进行技术攻关。一是对于大于5m的缓倾斜特厚煤层，应

用日产3000-7000t级的综采设备和综采放顶煤工艺，实现日产10000t。二是完成引进消化日产万

吨的综采成套设备。

五个保障系统包括：一是综采成套设备的可靠性保障系统。二是高产高效矿井(工作面)地质保障

系统。三是煤巷快速掘进锚杆支护系统。四是可靠、经济、高效辅助运输系统。五是全矿井信息

网络、监测和通信系统。这一整套高产高效矿井建设的综合配套技术，涵盖了我国不同条件的重

点煤矿，应用前景广阔。特别是我国的大、中型煤炭企业，均可选用不同途径、不同层次的技术

组合，将为我国煤矿企业扭亏增盈、提高经济效益，实现两个根本性转变起到重要作用。

（五）洁净煤技术

洁净煤技术是80年代后期明确提出的，它包括煤炭洁净生产和洁净利用各方面，是我国九五到

21世纪优先发展的技术项目。

1、煤炭先进高效洗选关键技术。煤炭洗选技术是通过物理和表面化学方法将原煤中的可燃物和非

可燃物(灰分)进行分离，使洗选产品中的灰分、硫分、水份尽可能降低，以满足煤炭燃烧对大气

地面环境的污染控制要求。该技术目前重点发展的内容有：400万t/a级大型洗煤厂设备完善、配

套和提高，包括细粒级煤（-0.5mm）高产洗选、脱水和主选设备提高自动控制水平与升级换代；

开发大型全重介旋流器选煤，干法和省水型煤炭洗选新技术、新工艺和装备。针对煤炭脱硫的要

求，发展典型高硫煤矿区进行煤炭综合加工洁净利用系统综合处理技术，包括深度洗选脱硫，高

硫尾矿中硫资源回收和利用以及高硫副产物的洁净处理等。

主要技术经济指标。（1）能力：湿法跳汰浮选流程工艺400t/a以下达到国际先进水平，全重介旋

流器分选能力单线能力达到150万t/a，开法重介流化床分选能力单线150万t/a。（2）效率：炼焦

煤选煤厂全员效率30-50t/工，动力煤>100t/工。（3）投资：要求吨煤基建投资<100元(1995年不

变价)。（4）总体目标：达到当时国际前沿水平，部分技术达到世界领先水平。

2、晋城无烟粉煤制造气型煤关键技术。型煤是通过成型加工，将粉煤变成型煤块。我国型煤技术

经过长期研究开发生活用型煤已实现商业化，但工农业生产用型煤尚未实现大规模工业化。为此

，以晋城无烟粉煤制造气用型煤为突破口，从原料煤储备到产品外销一揽子解决工艺、装备、粘

结剂、储、装、运和质量控制与检测技术，建成单线10万t/a生产能力的示范厂。该项技术主要包

括：原煤成型特性、成型工艺参数与型煤质量关系，型煤质量与造气效果关系，型煤造气技术及

操作工艺，粘结剂完善提高，型煤示范厂合理工艺及设计优化，成型用原煤破碎筛分装置，计量

控制系统，搅拌混捏装置，35t/h对辊成型机，型煤养护、装、储系统，型煤造气质量指标与测试

方法等。

主要技术经济指标。（1）生产能力：10万t/a；（2）产品质量：C＞60%，ST≥1350度，冷强度＞

600N，热强度＞300N，热稳定性80%，防水；（3）成本：吨型煤加工成本≤100元；（4）成型机

：压力500-800kg/cm2带预压，型板寿命＞3.5万t，能力＞35t/h，成球率＞95%。

3、煤炭直接液化关键技术。煤炭直接液化是将液化用煤与催化剂、溶剂和氢气在高温高压条件下

裂解，转化为液体燃料的技术。主要研究内容：煤的直接液化技术在国际上尚未实现商业化，主

要的原因是由于煤种要求特殊，反应条件较苛刻，大型化设备生产难度较大，使产品成本偏高。

目前主要进行技术、经济可行性评价，廉价催化剂的筛选和制备，工艺条件研究和设备开发等。

主要技术经济指标：确定最小经济规模、实际加工成本、油收率等。

4、水煤浆关键技术。水煤浆是由62-70%的煤粉、29-37%的水和约1%的化学添加剂，经过特定的工

艺流程加工而成的煤浆液体，可象重油一样燃用的技术。我国水煤浆技术经过了10多年的研究开

发,已进入商业示范应用阶段。目前主要以改进、完善、提高为主，以实现长期、连续、稳定燃用

，重点解决喷嘴、锅炉除灰、添加剂等问题。

主要技术经济指标。（1）锅炉连续稳定运行2000小时以上，燃烧效率＞97%,并能在60%负荷下稳

定运行。（2）水煤浆生产能力50t/h,粘度＜1200cp,浓度67±1%,连续三个月不发生 硬沉淀 。（

3）泵件寿命＞10000h；（4）)喷嘴汽耗率15-20%,寿命＞1000h。

5、浅层煤层气示范开发成套工艺技术与专用装备研究。浅层煤层气是指埋深－1500m以浅的煤层

及附近岩层中共伴生赋存的以甲烷(CH4)为主的气体总称。在煤矿中俗称瓦斯，是易燃易爆有害气

体，直接威胁着煤矿井下的生产安全，排入大气造成温室效应，但同时它又是高效、洁净的燃料

气资源(CH4)。它的开发,既可解决煤矿生产和瓦斯问题，又可充分利用资源,并可减轻大气污染。

主要研究内容。以安徽新集矿区为示范点，通过地质方法确定有利区块，重点解决中低渗透性和

气含量的强化开发技术，并研究开发相应的配套技术和专用设备及仪器。主要技术经济指标。通

过10口示范井建设，解决我国煤层气开发中的相关技术问题，争取实现单时平均日产气量

2000m3，并进行利用。

6、煤炭地下气化生产技术研究。煤炭地下气化是使地下煤炭通过热化学反应在地下直接转化为可

燃性气体的过程，它是集建井、井下开采和煤转化工艺为一体的，开发能源及化工原料的新兴技

术。它可以改变煤矿繁重体力劳动，大幅度降低投资，具有安全、高效、污染少等优点。世界各

主要产煤国家都进行过研究实验，但由于过去存在技术、装备水平等限制，只有前苏联的低热值

煤气地下气化生产实现了商业化。我国经近10年的研究，提出 长通道、大断面、双火源、两阶段

工艺，生产出了中热值煤气，技术上有所突破。

主要研究内容。在前期研究的基础上，继续在河北唐山市刘庄煤矿进行生产化研究，主要进行新

型可推进式炉体，钻孔保护，地下燃烧空间扩展监测，塌陷充填技术专用装备开发以及技术经济

评估与技术规范制定等。主要技术经济指标：在刘庄煤矿完成生产化研究试验，气化炉稳定产气

12个月，中热值煤气9.45-11.3MJ/m3，煤气流量1350-1650m3/h，煤气供工业生产和居民生活用。