研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺，简单、高效、可靠的生产系统和开采布置，生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术，发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化，进一步改进工艺和装备，提高应用水平和扩大应用范围，提高采煤机械化的程度和水平。
（2） 开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”，主要解决以下技术难题。硬顶板控制技术，研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率，且基本顶能按一定步距垮落，既有利于顶煤破碎，又保证工作面的安全生产。硬厚顶煤控制技术，研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术，包括高压注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术，使顶煤体能随采随冒，提高其回收率。顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术，研制既有利于顶煤破碎和顶板控制，又有利于放顶煤的新型液压支架，合理确定后部输送机能力。两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，研究合适的综放开采回采工艺，优化工序，缩短放煤时间，提高工作面的推进度，实现高产高效。5-5.5m宽煤巷锚杆支护技术，通过宽煤巷锚杆支护技术的研究开发和应用，有利于综采配套设备的大功率和重型化，有助于连续采煤机的应用，促进工作面的高产高效。
（3） 缓倾斜薄煤层长壁开采。主要研究开发:体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机、刨煤机；研制适合刨煤机综采的液压支架；研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。
（4） 缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采。应进一步加强完善支架结构及强度，加强支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究，提高支架的可靠性，缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。 （5） 各种综采高产高效综采设备保障系统。要实现高产高效，就要提高开机率，对“支架—围岩”系统、采运设备进行监控。今后研究的重点是:通过电液控制阀组操纵支架和改善“支架—围岩”系统控制，进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统；乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断；采煤机在线与离线相结合的“油—磨屑”监测和温度、电信号的监测；带式输送机、刮板输送机全面状态监控。
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2.2.2 采煤技术的发展方向
（1） 现代化开采技术的地质保障系统
以大功率可靠性长壁综采技术为核心的一矿一面大型高产高效矿井的建设， 是当今世界煤炭工业的发展方向。目前，我国机械化采煤量已超过66.31%，其中，综采超过38.40 %，随着采煤机械化、自动化程度的提高及新的采煤方法的采用，已经出现了一批高产高效矿井，形成了一矿一面的格局。国有重点煤矿的全员效率显著提高，目前已出现年产400万t 的综采面。但是，总体而言，我国综采面的平均效率仍不高，这与没有可靠的地质保障系统有很大关系。长期以来，国内在煤矿建设以前缺乏系统的工程地质条件评价，不能满足综采所要求的高精度的地质资料: 如煤厚变化、顶底板地质条件、小的断层、陷落柱及其它地质异常问题，造成工作面布置的主观性，使我国综采工作面设备总体使用效率低， 综采面开机率仅为30%左右。因此，利用现有的高新技术成果， 研究精确地质构造探测的新理论、新方法，研制新的探测仪器， 是保证综采发挥最大潜能的前提条件。主要应做好以下几方面的研究。
① 推广三维地震勘探的技术成果，进一步深入研究，获得高精度探测地质构造的技术，形成一套综合研究岩性、裂隙及含水层等问题的资料综合处理系统，为选择综采采区奠定基础。
② 开展探测理论的基础研究，结合煤矿开采技术中的上覆岩层动态变化特点及规律， 运用新兴的边缘学科的新理论、新方法，研究顶板冒落、瓦斯突出、冲击地压等煤矿灾害现象的发生机理，并找出可定量化探测、预报这些现象的新方法， 如声、光、电、超声波、化学元素等方法与这些现象的相关关系，从而使矿方能有效地采取相应措施。
③ 运用新的电子计算机技术、新材料技术， 研制适合于井下使用的探测仪器， 精确实时探测煤厚、夹矸厚、层位和工作面较大范围内的不同方位、落差的小断层、陷落柱等。
（2） 采煤工艺的高新技术应用
回采工作面是煤矿生产的核心，采用新技术、新设备对传统的开采方法、工艺形式的改造， 是煤矿实现高产、高效、安全的关键。近年来，我国在厚煤层中采用了放顶煤采煤法、大采高采煤法等先进的采煤方法，取得了较好的效果，但也有不少教训。运
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用新技术对采煤工艺的改造，体现在以下几个主要方面:
① 继续消化和吸收国外的先进采煤设备的技术，在采煤机、刮板输送机的大功率、高可靠性、智能控制等方面开展深入研究，对采煤机滚筒的煤炭分界面的自动识别技术、液压支架的电液控制技术及三机的自动控制技术深入研究并投入工业运行。以上技术的发展， 最终为实现无人采煤工作面打下基础，从而极大地提高煤矿效率。
② 研究放顶煤开采技术中的难点问题，使其成为真正的高产、高效、高回收率、高安全的开采方法。目前对于放顶煤条件下顶煤的破碎规律，破碎后顶煤与顶板相互作用的移动规律的认识仍不是特别清楚，从而导致支架架型的设计、回采工艺的选择不合理、放煤率不高。所以，首先要开展进一步的基础理论研究，在此基础上，运用新技术研制新型的放煤支架，完善探测顶煤放出率的相关技术，提高回收率。另外，对于高瓦斯矿井、坚硬顶煤及顶板矿井的放顶煤实践需进一步探讨，合理地确定放顶煤的运用条件， 以及提高顶煤回收率的其它辅助方法。
③ 在煤层条件适宜的条件下使用大采高的开采技术。大采高开采技术一般指厚度大于3.8 m 的一次采全高综采技术，目前，我国最高已采到5m，大采高开采技术的高产、高效、高回收率正受到越来越多的关注。采用大采高开采技术，由于设备大型化，支架高度大，因而使用新技术对大采高工作面的监测监控显得尤为必要，否则，也不能充分发挥其潜力。采高大，采煤机的重量大，其自身的平衡与稳定对机械制造及设备配套提出新的要求。支架的高度加大，重心提高，也极易出现失稳，因而必须对支架的设计，特别是支架与上覆岩层的相关关系及支架的三维稳定性进入深入研究。另外，大采高技术的发展对回采工作面的运输巷及回风巷的支护与掘进提出了新的要求。目前， 我国大采高的回采巷道高度一般在3m～4m ，采用锚杆、锚索等支护方式。一般情况下， 回采工作面与回采巷道之间出现一台阶，不仅浪费了煤炭资源，而且对回采工作面支架的稳定性及回采工艺造成了很大影响。因而，研究回采巷道高度在4 m 以上的巷道支护方式及掘进工艺，对于大采高技术的推广应用无疑是非常重要的。 （3） 基于环保问题的采矿技术发展
① 深入研究长壁采煤法对岩层及地表的破坏规律，特别是对水资源的破坏规律。在这方面的研究，以前主要着眼于煤矿的安全问题，而现在应主要考虑环保问题。采用长壁全部垮落法后， 岩层产生大范围的破坏移动， 如何控制这种破坏与移动以及它们
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与地下水破坏内在规律的研究是有实际意义的。从这一点考虑， 在选择采煤方法时， 应充分利用新的理论方法，在开采顺序、开采方法、工艺形成上进行分析比较。
② 发展开采过程中的瓦斯处理技术。瓦斯排放是煤矿的另外一个主要污染源，它加剧了温室效应，破坏臭氧层，给煤矿安全造成了严重的隐患。我国有多个煤炭企业有抽放瓦斯、变害为宝的实际经验。但抽放率较低，这与抽放设备、抽放技术工艺有关， 特别和开采过程中对瓦斯的运移规律认识不清有关。因此，对于高瓦斯矿井的开采技术选择应同时考虑瓦斯抽放技术的应用。随着对开采过程中瓦斯逸出及运移规律的逐步认识，以及大孔径、长距离抽放技术的成熟，开采中将从实体煤中抽出高纯度的瓦斯，从而进一步降低对环境的污染。
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3．煤矿开采对水环境的影响
3.1 煤矿开采对水环境的影响
3.1.1 地下水资源破坏情况
煤矿开采对地下水资源的影响主要表现在三个方面，一是破坏了地下水均衡，二是采空塌陷使覆岩产生了大量垂向张裂缝，造成采空区以上各类地下水含水层地下水位下
降或被疏干，三是奥陶系岩溶水遭到一定程度的破坏，导致岩流量减少。 （1） 地下水均衡破坏
图3-1 地下水系遭到严重破坏
煤层开采至一定面积后。由于采空区顶板的冒落，在采空区上部覆岩中形成较为明显的三带，即I带一冒落带、Ⅱ带一裂隙带、Ⅲ带一整体移动带。冒落带和裂隙带含水层直接遭到破坏，原来储存于该含水层中的地下水在短时间内排向采空区形成矿坑水而被排出，人为改变了地下水的补径排条件，从而破坏了地下水均衡，这种破坏是一次性的、不可逆的。据原山西省计委主持完成的《山西省煤炭开采对水资源的破坏影响评价》(中国科学技术出版社2003年9月出版) 资料，山西煤炭开采对水资源破坏的总计面积为20352 km2，占全省总面积的13％。其中严重破坏区面积为2670 km2，占全省总面积的
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