煤炭安全高效綠色開(kāi)采技術(shù)與裝備的創(chuàng)新和發(fā)展

盧晉波??

摘 要： 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)煤炭行業(yè)開(kāi)采量發(fā)生大幅度上漲，目前煤炭黃金年代已經(jīng)到來(lái)，而煤炭開(kāi)采量多少和煤機(jī)裝備、技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展有著不可分割的聯(lián)系。本文就煤炭如何安全高效綠色開(kāi)采以及技術(shù)和裝備上的創(chuàng)新發(fā)展進(jìn)行分析，并就此提出相關(guān)理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 煤炭；安全高效，綠色開(kāi)采，創(chuàng)新發(fā)展

【中圖分類號(hào)】 TD67 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 2236-1879（2018）11-0188-02

引言：目前我國(guó)煤炭行業(yè)快速發(fā)展，我國(guó)煤炭產(chǎn)量已經(jīng)到達(dá)一個(gè)相當(dāng)高的地步，開(kāi)采技術(shù)和設(shè)備的優(yōu)化帶來(lái)開(kāi)采水平的大幅度提升，目前在0.6到1.3米和7米到20米煤層的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界一流水平。

1.對(duì)于0.6米到1.3米煤層的開(kāi)采技術(shù)和設(shè)備

1.1開(kāi)采設(shè)備。

在0.6到1.3米煤層開(kāi)采過(guò)程中，由于其開(kāi)采深度較淺，因此主要使用設(shè)備為大功率的切割設(shè)備，再通過(guò)縱向和橫向的布置技術(shù)通過(guò)牽拉使切割設(shè)備切割需要的部位，這種截割設(shè)備具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)改進(jìn)設(shè)備傳動(dòng)連接部結(jié)構(gòu)，使得銷排嚙合與直接走輪能夠直接結(jié)合在一起，從而使得其相對(duì)機(jī)器的高度有效降低。通過(guò)簡(jiǎn)化齒輪連接系統(tǒng)，使得機(jī)器本身?yè)u桿之間能夠更加有力的進(jìn)行反截割操作，尤其是在沒(méi)有動(dòng)力支持的情況下，從而使得截割設(shè)備的可靠性、安全性得以保障。通過(guò)減少過(guò)煤區(qū)間的體積，使機(jī)器運(yùn)行功率進(jìn)一步提升，工作效率進(jìn)一步提高。除此之外，我國(guó)將這種截割設(shè)備作為雛形，通過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)，研發(fā)出了滾筒式截割機(jī)。其適用范圍比傳統(tǒng)截割機(jī)更加寬廣，主要適用于0.8到1.3米的煤層開(kāi)發(fā)。這種設(shè)備的創(chuàng)新處主要在設(shè)備使用的材料中，這一材料十分特別，這能夠阻止支架液體阻力，能夠大幅度提升工作效率。這一設(shè)備作為我國(guó)首套自主研發(fā)的截割設(shè)備，在我國(guó)煤炭發(fā)掘技術(shù)上留下濃墨重彩的一筆。

1.2開(kāi)采自動(dòng)化技術(shù)。

在開(kāi)采0.6到1.3米的煤層時(shí)，主要使用較為先進(jìn)的智能、自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行具體操作。這一設(shè)備主要使用記憶合成截割技術(shù)，在實(shí)施主要步驟的同時(shí)通過(guò)高分辨低照度跟蹤技術(shù)，對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行分析處理，在設(shè)備分析后將數(shù)據(jù)傳輸給控制人員，達(dá)到了全自動(dòng)化操作。開(kāi)采人員不需要親自進(jìn)入施工工地對(duì)機(jī)器進(jìn)行操作，而是在操作端或基站進(jìn)行指揮操作，對(duì)于出現(xiàn)的問(wèn)題也能在場(chǎng)外進(jìn)行解決，在降低人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，也能極大提升煤礦開(kāi)采效率。

2.對(duì)于7米煤層的開(kāi)采技術(shù)和設(shè)備

2.1開(kāi)采設(shè)備。

在對(duì)7米煤層進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，其主要?jiǎng)?chuàng)新設(shè)備是如今自主研發(fā)成功高液壓支架設(shè)備，這種設(shè)備具有傳統(tǒng)設(shè)備難以比擬的優(yōu)點(diǎn)。其穩(wěn)定性和安全性都有較高保障，其賦存性能也十分優(yōu)良，但是這一設(shè)備只能運(yùn)用于軟煤層，如果是硬煤層則無(wú)法開(kāi)發(fā)，因此國(guó)家組織特殊小組對(duì)這一設(shè)備進(jìn)行攻關(guān)，在高液壓支架設(shè)備的基礎(chǔ)之上研發(fā)出大型支架設(shè)備，其高度超過(guò)7.2米，這一設(shè)備對(duì)于無(wú)論是軟煤層還是硬質(zhì)煤層都有較好的開(kāi)采效果，其優(yōu)良性能在世界范圍內(nèi)也是處于領(lǐng)先地位。這一發(fā)明獲得了國(guó)家重點(diǎn)發(fā)明獎(jiǎng)項(xiàng)，其主要優(yōu)點(diǎn)如下：能夠通過(guò)千斤頂?shù)仍O(shè)備對(duì)閾組進(jìn)行組裝和控制；能夠在升柱時(shí)良好的保證操作平衡，從而保障操作的安全性；為使操作順序能夠得到有效控制，使用了單向和雙向雙重順序來(lái)保證操作順序，倒架的情況也不再發(fā)生。

2.2開(kāi)采技術(shù)。

7米煤層開(kāi)采技術(shù)已經(jīng)得到較大創(chuàng)新和發(fā)展，比如柳林煤礦和連塔煤礦已經(jīng)普及這一開(kāi)采技術(shù)，在實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中這一技術(shù)大放異彩，開(kāi)采效率和開(kāi)采質(zhì)量都有了質(zhì)的飛躍。通過(guò)這一技術(shù)，三大煤礦的開(kāi)采量成功達(dá)到千萬(wàn)級(jí)，除此之外，煤礦開(kāi)采過(guò)程中安全性和可靠性也得到了極大提高。這一技術(shù)有一個(gè)別稱“治理技術(shù)”，其主要功能是將煤壁幫進(jìn)行控制，從而最大限度提升采出率，從而獲得最大經(jīng)濟(jì)效益。在這一基礎(chǔ)之上，監(jiān)控功能也被應(yīng)用于這一設(shè)備上，如果出現(xiàn)問(wèn)題，這一設(shè)備能夠及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，而相關(guān)技術(shù)人員能夠通過(guò)這一信號(hào)了解問(wèn)題的關(guān)鍵所在并及時(shí)、準(zhǔn)確的予以解決。從而保障了設(shè)備運(yùn)行的安全和高效。

3.對(duì)20米煤層開(kāi)采的技術(shù)和設(shè)備

3.1開(kāi)采設(shè)備。

在20米開(kāi)采設(shè)備的研究過(guò)程中，考慮了諸多因素而研發(fā)出高效開(kāi)采設(shè)備：高綜支架設(shè)備。這一設(shè)備主要設(shè)計(jì)原理為耦合方法，使得礦壓能夠有效使用，對(duì)于運(yùn)送頂煤也能有較好效果。這一設(shè)備的支架機(jī)構(gòu)使用極厚材料，而且使用力學(xué)相關(guān)研究設(shè)備進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，在保障能承載后使用，其抗打擊和抗壓縮能力都十分頂尖，其結(jié)構(gòu)為密封結(jié)構(gòu)，能夠在每個(gè)時(shí)間單位內(nèi)達(dá)到極大流量生產(chǎn)。除此之外，這一設(shè)備還在桿件之間鋪設(shè)了人行通道，如果一旦出現(xiàn)問(wèn)題，也能及時(shí)予以解決，對(duì)于設(shè)備也能實(shí)施良好控制，操作也相對(duì)簡(jiǎn)單。這一設(shè)備也是我國(guó)正式投入使用的第一臺(tái)能夠承受如此高阻力的支架設(shè)備。這一設(shè)備耗費(fèi)了大量心血和資金，也正因?yàn)橛羞@樣一臺(tái)支架設(shè)備，才能使我國(guó)煤炭開(kāi)采行業(yè)產(chǎn)量能夠更上一層樓。

3.2開(kāi)采技術(shù)。

在實(shí)際對(duì)20米煤層進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，由于其開(kāi)采深度大、開(kāi)采面積廣的原因，主要使用傾角液壓技術(shù)。在傳統(tǒng)的技術(shù)使用中，由于無(wú)法控制經(jīng)常出現(xiàn)傾角過(guò)大的問(wèn)題，從而導(dǎo)致工作面十分不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)下滑倒塌現(xiàn)象。除此之外，設(shè)備的牽引和制動(dòng)也是一個(gè)大問(wèn)題。而且，設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中容易出現(xiàn)磨損。因此國(guó)家在這一技術(shù)層面給予大量技術(shù)和資金支持，開(kāi)發(fā)出了一種新技術(shù)：傾角液壓技術(shù)，這一技術(shù)能夠在較大程度上防止三十五到五十五度大傾角操作容易失誤的問(wèn)題，使得操作能夠更加穩(wěn)定，從而保證整個(gè)操作流程的穩(wěn)定，使得煤礦開(kāi)采效率和安全性得到較大提升。

4.結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)分析0.6到1.3米、7米、20米的煤層開(kāi)采技術(shù)和設(shè)備的創(chuàng)新發(fā)展分析，目前我國(guó)不同厚度煤層開(kāi)采都已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、創(chuàng)新化，不僅對(duì)于煤炭行業(yè)是一個(gè)好消息，對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也是極大的促進(jìn)。在今后對(duì)更加復(fù)雜煤礦資源進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，也應(yīng)對(duì)開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行綜合、全面發(fā)展，與時(shí)俱進(jìn)，促進(jìn)煤炭行業(yè)能夠發(fā)展的更加迅猛。

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作者簡(jiǎn)介：盧晉波，1986年2月19日出生，男，漢族，籍貫山西省晉城市，2009年畢業(yè)于河北工程大學(xué)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)任職于山西焦煤西山煤電集團(tuán)官地煤礦生產(chǎn)科科員，采煤工程師。