煤炭学报

作者：王家臣, Syd S.Peng, 李杨,

关键词：煤炭地下开采, 长壁开采, 房柱开采, 自动化开采, 智能开采,

美国煤炭的地下开采分为长壁式和房柱式两种技术。地质条件较好、井田范围大的矿井，一般以长壁开采为主，否则以房柱开采为主。1994年至2017年，美国地下矿数量减少了79%（2017年为237座）。但是单个矿井产量增加了230%，煤炭生产更加集中、高效。美国长壁开采以中厚煤层为主，采高一般为1.6～2.5m（最大开采高度4.2m，最小开采高度1.2m）。长壁工作面均采用多巷布置、矩形断面巷道、锚杆支护。近些年来，工作面尺寸、设备功率、设备尺寸逐渐增大，生产系统更加可靠。长壁工作面的自动化开采源于1984年的电动控制液压支架的研发与使用，此后开发了支架、采煤机、刮板输送机的单机自动化以及追机移架技术。2000年以后开发了半自动化工作面技术和采煤机远程控制技术。目前应用的主要是半自动化工作面技术，只有2个工作面应用了采煤机远程控制技术。这些技术解决了条件简单工作面的自动化开采问题，但遇到复杂地质条件时，仍需要人工干预。研发自动化开采的关键传感器和设备以适应地质条件变化、完善端部进刀系统，聚焦作业安全和粉尘与噪音防控，以及矿用大数据、高速通信与可视化技术是目前美国的重要研发方向。在近十年来，房柱开采的工艺变化不大，但是开采装备的多样化和开采系统的自动化、信息化、智能化的相关技术开发取得了重要进展。

来源：2021年第1期

《煤炭学报》期刊编辑部

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