煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝研究

摘 要：近年來(lái)，隨著我國(guó)煤礦科技的發(fā)展，國(guó)內(nèi)各煤礦企業(yè)的自動(dòng)化、現(xiàn)代化水平越來(lái)越高，綜合機(jī)械化采煤已成為各煤礦企業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的主要方向。為進(jìn)一步提升綜合機(jī)械化采煤工藝生產(chǎn)效能，更好的保障煤礦開(kāi)采的高產(chǎn)、高效。本文在介紹了綜合機(jī)械化采煤法采煤優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，分析了短、長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化采煤法，研究了綜合機(jī)械化采煤對(duì)設(shè)備的要求及各設(shè)備情況，并探究了如何推廣綜合機(jī)械化采煤工藝，以期對(duì)我國(guó)煤礦開(kāi)采的高產(chǎn)、高效有所助益。

關(guān)鍵詞：綜合機(jī)械化；采煤；優(yōu)勢(shì)；方法

綜合機(jī)械化采煤也就是我們通常所說(shuō)的綜采，是指一些基本采煤工序，如破煤、裝煤、運(yùn)煤、巷道支護(hù)、頂板管理等，主要靠機(jī)械來(lái)完成。此采煤工藝的主要特點(diǎn)為高自動(dòng)化、機(jī)械化，生產(chǎn)能力強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)等。把此工藝科學(xué)、合理的應(yīng)用于煤礦開(kāi)采，不僅可有效節(jié)約人力資源，而且能大幅提升煤礦產(chǎn)能，同時(shí)可更好的保障安全生產(chǎn)。是各煤礦企業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然選擇。

1 煤礦綜合機(jī)械化采煤優(yōu)勢(shì)

采煤工作面應(yīng)用綜合機(jī)械化采煤法后，工作面的破煤、裝煤、運(yùn)煤以及巷道支護(hù)等都可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，此采煤法的最大優(yōu)勢(shì)就是機(jī)械化程度高。傳統(tǒng)采煤法工作面的打眼、放炮、落煤都需人工作業(yè)，整個(gè)開(kāi)采作業(yè)基本由人來(lái)完成，不但煤炭常量低，而且易浪費(fèi)煤炭資源，甚至引發(fā)人員傷亡。

而綜合機(jī)械化采煤各開(kāi)采工序主要由機(jī)械來(lái)完成采煤作業(yè)，如用采煤機(jī)采煤，運(yùn)輸機(jī)裝煤，液壓支架自移，自行脫落采空區(qū)頂板等。此外，井下水、電系統(tǒng)，安全系統(tǒng)等也都引入了自動(dòng)化，有效減少了勞動(dòng)力，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，符合現(xiàn)代礦井的安全、高效開(kāi)采需求。

2 煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝方法

當(dāng)前，我們常用的綜合機(jī)械化采煤主要有短壁機(jī)械化采煤與長(zhǎng)壁機(jī)械化采煤，這兩種采煤工藝各有優(yōu)劣。

2.1 短壁綜合機(jī)械化采煤

此采煤法主要適用于短長(zhǎng)度開(kāi)采面，其屬于一種后退式開(kāi)采，常用于開(kāi)采煤柱或開(kāi)采一些形狀不規(guī)則的快斷煤層?？刹捎秒p滾筒采煤機(jī)中部斜切進(jìn)刀實(shí)施單向切煤，可增加截深，同時(shí)工作面設(shè)備實(shí)現(xiàn)了輕型化，實(shí)際安裝與搬運(yùn)更快捷，更方便。

2.2 長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化采煤

此采煤法與短壁采煤法巷道布置、支護(hù)頂板、巷道運(yùn)輸，通風(fēng)等體系大致相同，但其所開(kāi)采的工作面較長(zhǎng)。對(duì)于工作面長(zhǎng)度的增加，主要有以下優(yōu)勢(shì)：采煤機(jī)割一刀可采更多的煤，可減少工作面斜切用時(shí)與端頭作業(yè)用時(shí)，降低煤礦開(kāi)采成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

3 綜合機(jī)械化采煤設(shè)備要求

3.1 能適應(yīng)多種采煤環(huán)境

隨著各礦井地勢(shì)的不同，煤層賦存條件的千差萬(wàn)別，實(shí)際開(kāi)采需求也會(huì)不同。要想使綜合機(jī)械化采煤技術(shù)得到更好的推廣與應(yīng)用，其采煤設(shè)備必須能適應(yīng)多種工作環(huán)境，工作需求，在各種環(huán)境下都可高效施工。采煤設(shè)備在井下作業(yè)時(shí)，開(kāi)采設(shè)備必須能很好的適應(yīng)實(shí)際施工環(huán)境，能依據(jù)礦井具體地質(zhì)條件，因地制宜施工，要能順利，高效采煤。

3.2 能適應(yīng)大斷面巷道快速掘進(jìn)要求

采用綜合機(jī)械化采煤工藝輸送煤炭時(shí)，人們常用刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，這種刮板輸送機(jī)具有可彎曲性，運(yùn)輸能力強(qiáng)等特點(diǎn)，但在實(shí)際使用時(shí)需鋪設(shè)的工作面很長(zhǎng)，同時(shí)為滿足可彎曲刮板輸送機(jī)的輸送要求，開(kāi)采作業(yè)中應(yīng)用的機(jī)械必須能快速掘進(jìn)大斷面巷道，如大功率掘進(jìn)機(jī)、連續(xù)采煤機(jī)等，應(yīng)用這些機(jī)械后，能在很短的時(shí)間內(nèi)鋪設(shè)完工作面，滿足運(yùn)輸機(jī)運(yùn)能，實(shí)現(xiàn)高效率輸送煤炭。

4 綜合機(jī)械化采煤需用到的設(shè)備

4.1 采煤機(jī)

炮煤機(jī)與滾筒式采煤機(jī)是當(dāng)前煤礦開(kāi)采中主要用到的采煤機(jī)。就我國(guó)的煤礦開(kāi)采現(xiàn)狀而言，雙滾筒式采煤機(jī)在各大礦井中應(yīng)用最廣泛，這主要是由于雙滾筒采煤機(jī)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)高度的功能，且能實(shí)現(xiàn)高效采煤，其結(jié)構(gòu)與工作原理雖類似于普通采煤機(jī)，但其功率更大，生產(chǎn)能力更強(qiáng)。

4.2 工作面輸送機(jī)

在應(yīng)用綜合機(jī)械化采煤工藝施工時(shí)，由于開(kāi)采效率高，且鋪設(shè)的運(yùn)輸工作面較長(zhǎng)，整個(gè)采煤過(guò)程需有高運(yùn)能的輸送機(jī)做配合。當(dāng)前，可彎曲式刮板輸送機(jī)，是很多礦井進(jìn)行綜合機(jī)械化采煤施工的首選輸送機(jī)，應(yīng)用此機(jī)械不但能很好的滿足采煤工作面的運(yùn)煤需求，而且可作為支點(diǎn)來(lái)支撐導(dǎo)軌運(yùn)行與移動(dòng)液壓支架移動(dòng)，因此，此機(jī)械也越來(lái)越受到廣大礦井的青睞。

4.3 自移式液壓支架

該支架是很多礦井應(yīng)用綜合機(jī)械化采煤工藝的首先支架，在其內(nèi)部高壓液體的作用下，此支架可大幅儲(chǔ)存動(dòng)力，滿足多種采煤作業(yè)需求。如支護(hù)頂板、推移輸送機(jī)、及時(shí)處理煤礦采空區(qū)等，此外，一些端頭液壓支架，可用來(lái)有效錨固輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾，加固錨固支架等，防止它們產(chǎn)生滑動(dòng)。

4.4 可伸縮帶式輸送機(jī)裝置

在實(shí)施綜合機(jī)械化采煤作業(yè)時(shí)，區(qū)段運(yùn)輸巷中一項(xiàng)重要運(yùn)輸設(shè)備為可伸縮帶式輸送機(jī)，該設(shè)備自身具有一定貯帶功能，其貯帶長(zhǎng)度可達(dá)50m至100m。當(dāng)推移礦井回采工作面時(shí)，可伸縮帶式輸送機(jī)的貯帶功能，可根據(jù)實(shí)際需求拉伸或縮短輸送機(jī)長(zhǎng)度，同時(shí)可依據(jù)推進(jìn)距離，科學(xué)、合理的實(shí)施頻率開(kāi)展。通?；夭晒ぷ髅婷肯蚯巴七M(jìn)25m至50m，可伸縮帶式輸送機(jī)就會(huì)實(shí)施一次頻率開(kāi)展，借助帶式輸送機(jī)的實(shí)時(shí)頻率開(kāi)展，可有效縮短控制輸送帶耗時(shí)。

4.5 移動(dòng)變電站與乳化液泵站

相比于普通機(jī)械化采煤，在應(yīng)用綜合機(jī)械化采煤工藝后，其移動(dòng)變電站可隨礦井回采工作面推進(jìn)不斷前移。在煤礦開(kāi)采作業(yè)中，變電所送來(lái)的高壓電，不能直接應(yīng)用于輸電機(jī)、采煤機(jī)，需借助移動(dòng)變電站進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，把電壓轉(zhuǎn)換成能匹配這些設(shè)備的電壓，以供設(shè)備工作使用。此外，工作面所用的液壓設(shè)備，需有高壓力乳化液提供動(dòng)力，這些高壓力乳化液主要來(lái)自于乳化液泵站。由于綜合機(jī)械化采煤所配套的乳化液泵站可隨工作面不斷推移，這樣可顯著節(jié)約工時(shí)，大幅提高采煤效率。

5 綜合機(jī)械化采煤工藝的推廣措施

1）所用的采煤機(jī)必須能適應(yīng)綜合機(jī)械化生產(chǎn)需求，這是推廣綜合機(jī)械化采煤工藝，首先應(yīng)解決的問(wèn)題，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)機(jī)械化采煤的關(guān)鍵。

2）在進(jìn)行綜合機(jī)械化采煤工作面設(shè)計(jì)時(shí)，必須重視要能實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的高度連續(xù)性。礦井引入機(jī)械化采煤工藝后一般可顯著提高煤礦生產(chǎn)效率，使工作面煤日產(chǎn)量大幅增加，這就是對(duì)工作面煤炭的及時(shí)運(yùn)輸提出了個(gè)更高要求。

3）綜合機(jī)械化采煤中，應(yīng)用了自動(dòng)化移動(dòng)的液壓支架，此支架的應(yīng)用，可有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)采煤工藝存在的缺陷，不但能縮短移架工時(shí)，而且能顯著提高支架性能，實(shí)現(xiàn)及時(shí)、有效支護(hù)。

上述工藝，很好的體現(xiàn)了傳統(tǒng)采煤工藝與綜合機(jī)械化采煤工藝的不同，綜合機(jī)械化采煤工藝的應(yīng)用，可有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)采煤工藝中的很多不足，同時(shí)可減少勞動(dòng)力，減輕工人作業(yè)強(qiáng)度，提高煤炭產(chǎn)量。

6 結(jié)語(yǔ)

總之，采煤工藝的好壞，會(huì)直接影響煤礦開(kāi)采效率與煤炭質(zhì)量。與傳統(tǒng)采煤工藝相比，綜合機(jī)械化采煤工藝具有很多優(yōu)勢(shì)，其出現(xiàn)，可以說(shuō)是煤礦開(kāi)采工藝的一大飛躍。通過(guò)研究煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝的采煤方法、采煤優(yōu)勢(shì)、采煤設(shè)備、推廣措施，有助于人們更好的了解綜合機(jī)械化采煤，促進(jìn)更多煤礦企業(yè)應(yīng)用綜合機(jī)械化采煤工藝，有助于促進(jìn)煤礦企業(yè)的高產(chǎn)、高效，為企業(yè)創(chuàng)造更大經(jīng)濟(jì)效益。

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作者簡(jiǎn)介：王永生（1969-），男，河南唐河縣人，助理工程師，研究方向：開(kāi)采掘進(jìn)。