煤礦采煤中的綜合機(jī)械化采煤工藝分析

張晉英

（寧武縣能源發(fā)展中心， 山西 忻州 036700）

引言

隨著基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)量的增加，電力消耗也隨之增長。目前，我國的電力主要是通過燃煤產(chǎn)生，所以電力需求的激增，導(dǎo)致對煤炭需求量的增加。為了加快煤炭供應(yīng)，必須改進(jìn)現(xiàn)有的煤炭開采工藝，使煤炭供應(yīng)能夠滿足需求。綜合機(jī)械化采煤工藝是最常用的采煤方法，這種方法雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但是它的缺點(diǎn)也不容忽視，因此找出缺點(diǎn)并加以改進(jìn)，可以有效地加快煤礦開采速度。

1 綜合機(jī)械化采煤工藝概述

綜合機(jī)械化采煤工藝實(shí)現(xiàn)了煤炭開采機(jī)械化、自動化，這是它不同于傳統(tǒng)采煤工藝的一大重要特點(diǎn)。煤礦綜合機(jī)械化工藝流程可實(shí)現(xiàn)煤礦破碎、運(yùn)煤、支護(hù)等煤礦各環(huán)節(jié)的機(jī)械化，保障煤礦作業(yè)各環(huán)節(jié)的工作效率，能夠有效保護(hù)相關(guān)人員的人身安全[1]。綜合機(jī)械化采煤工藝的應(yīng)用，不僅可以為企業(yè)解放人力、節(jié)約資金，同時(shí)還能創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

綜合機(jī)械化采煤技術(shù)是煤礦企業(yè)中一項(xiàng)非常重要的采煤工藝。在受條件限制的傳統(tǒng)煤礦開采作業(yè)中，煤礦開采作業(yè)受采礦環(huán)境的影響，極大地限制了煤礦的開采速度，對人身安全構(gòu)成了一定的威脅，限制了煤礦企業(yè)的發(fā)展。綜合機(jī)械化采煤工藝可實(shí)現(xiàn)采煤作業(yè)全程機(jī)械化，有效降低地質(zhì)因素、煤層高度、坡度等難題。隨著煤炭開采技術(shù)的發(fā)展，環(huán)境因素在煤炭開采過程中的影響也有所降低，這在很大程度上提高了開采效率。煤礦綜合機(jī)械化開采技術(shù)的出現(xiàn)，對煤礦企業(yè)安全開采煤炭起到了至關(guān)重要的作用。

2 綜合機(jī)械化采煤設(shè)備

2.1 采煤機(jī)

采煤機(jī)是一種融合了機(jī)械技術(shù)、液壓技術(shù)、電氣技術(shù)和信息技術(shù)等各種先進(jìn)技術(shù)的機(jī)械設(shè)備，其內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、種類繁多。綜合機(jī)械化采煤在很大程度上體現(xiàn)在采煤機(jī)上，適用于大多數(shù)煤礦開采場景，比較常見的采煤機(jī)有刨煤機(jī)、滾筒式采煤機(jī)等。雙筒采煤機(jī)高度可調(diào)，比單滾筒采煤機(jī)具有更高的開采效率和更好的開采質(zhì)量，廣泛應(yīng)用于各大煤礦[2]。

2.2 工作面輸送機(jī)

工作面輸送機(jī)的主要作用是在煤礦的開采過程中運(yùn)輸煤炭，同時(shí)工作面輸送機(jī)還可以作為采煤機(jī)支架的支撐點(diǎn)，以及采煤機(jī)在煤礦道路上的運(yùn)行軌道。在煤炭開采過程中，配合采煤機(jī)是輸送機(jī)必要的工作條件，其主要目的是將開采出來的煤炭資源運(yùn)送到指定地點(diǎn)。如果輸送鏈或傳動裝置出現(xiàn)問題，煤炭會在輸送帶上堆積過多，嚴(yán)重影響運(yùn)輸效率。工作面輸送機(jī)的運(yùn)行狀況關(guān)系到煤礦的開采進(jìn)度。可彎曲刮板輸送機(jī)傳動效率高、適用范圍廣、強(qiáng)度高、能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，因此，廣泛應(yīng)用于煤礦工作面。

2.3 裝載機(jī)

裝載機(jī)屬于刮板輸送機(jī)的一種，通常只安裝在地下出口和平坦道路上。裝載機(jī)有兩個端點(diǎn)，一個端點(diǎn)與皮帶輸送機(jī)相連，另一端與工作臺面輸送機(jī)相連，開采出的煤炭通過工作臺面輸送機(jī)，運(yùn)出礦井。裝載機(jī)和皮帶輸送機(jī)，裝載機(jī)工作面、帶式輸送機(jī)和工作面輸送機(jī)的工作條件必須一致，以確保最大限度地進(jìn)行煤炭運(yùn)輸。

2.4 液壓支架

整套綜合機(jī)械化采煤設(shè)備能否正常運(yùn)行，取決于液壓支架這一重要結(jié)構(gòu)。液壓支架的主要作用是給采煤機(jī)提供足夠的壓力，并以此控制采煤機(jī)的正常運(yùn)行。在煤礦開采過程中，液壓支架可以保證頂板的支撐強(qiáng)度足夠高，以保證采礦現(xiàn)場的安全。應(yīng)用液壓支架時(shí)，應(yīng)注意液壓支架與其他采煤設(shè)備的有效連接，液壓支架與其他機(jī)械設(shè)備配合使用，確保達(dá)到最佳工作條件[3]。

2.5 移動變電站

移動變電站的主要功能是在采煤過程中為設(shè)備保障供電。電力供應(yīng)可以保障綜合機(jī)械化開采，煤炭裝備保障了煤礦投產(chǎn)后的運(yùn)行效率，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造了更大的價(jià)值。乳化液泵站平時(shí)可以給設(shè)備提供良好、穩(wěn)定的電壓，保證采煤作業(yè)的順利進(jìn)行。但是在開采過程中，乳化液泵站如果存在供電不足的現(xiàn)象，這時(shí)就需要使用移動變電站進(jìn)行供電。保障供電，才能保障采煤效率。

3 綜合機(jī)械化在采煤過程中的常見問題及解決方案

3.1 巷道掘進(jìn)瓦斯涌出

在礦區(qū)開采中，煤層的厚度通常不是均勻的。隨著煤礦開采深度的逐漸增加，圍巖的滲透性也逐漸增加，瓦斯噴出，一旦遇到火花就會導(dǎo)致瓦斯事故發(fā)生，給工人的人身安全帶來巨大的威脅。一般來說，煤礦瓦斯源主要是由落煤和瓦斯涌出產(chǎn)生的，落煤的主要原因是采煤機(jī)逐漸切開煤層，煤礦中的巖石逐漸收縮，導(dǎo)致圍巖存在變形或坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)發(fā)生瓦斯泄漏。瓦斯涌出問題主要是由于圍巖或巖石中存在裂縫，瓦斯通過裂縫逐漸滲入路面。因此，需要進(jìn)行瓦斯治理，降低道路瓦斯含量，保障礦區(qū)開采安全。

3.2 采煤掘進(jìn)過程

在煤礦開采過程中應(yīng)主要在以下幾個方面進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。第一，頂板的管理。礦區(qū)事故主要由倒塌柱和斷層區(qū)引起。因此，有必要重點(diǎn)管理這些區(qū)域并控制采礦期間的支撐質(zhì)量。第二，煤礦作業(yè)過程中，煤礦作業(yè)人員根據(jù)煤層的特點(diǎn)，為了保障作業(yè)的穩(wěn)定性喝安全性，應(yīng)該選擇合適的運(yùn)行速度以減少煤礦頂板碰撞，避免安全事故的發(fā)生。第三，在開挖過程中加強(qiáng)開采過程中的管理，比如一些采煤設(shè)備出現(xiàn)零件損壞問題，必須及時(shí)更換，確保設(shè)備正常工作。第四，礦區(qū)頂板管理也是一個關(guān)鍵因素，如一些斷層、頂板裂縫等可能造成徑流，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)呐潘胧?，及時(shí)排除礦區(qū)外的積水。這樣可以在一定程度上保證煤礦的安全，對控制煤的水分起到一定的作用，這是實(shí)際開采中必須注意的。

3.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)的保護(hù)

結(jié)合礦區(qū)實(shí)際情況，支護(hù)結(jié)構(gòu)必須采用專用的工具和設(shè)備對支座進(jìn)行改進(jìn)，以提高支座的整體預(yù)應(yīng)力和抗剪強(qiáng)度。同時(shí)，成套標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，也大大提高了整個支撐結(jié)構(gòu)的整體性，對于保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性發(fā)揮著重要的作用。通過加厚托板來提高托板的抗變形能力和抗壓能力，可以有效防止因托板變形而發(fā)生頂板墜落等事故，保證托板的穩(wěn)定性，才能使煤礦更高效、更安全，同時(shí)確保支撐結(jié)構(gòu)和道路運(yùn)營的安全。

4 結(jié)語

現(xiàn)代煤炭開采與綜合機(jī)械化采煤技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展潮流中巧妙地結(jié)合在了一起。采用先進(jìn)采煤設(shè)備和采煤技術(shù)，可以有效提高煤礦開采效率，防止煤炭資源在開采過程中的浪費(fèi)，從而達(dá)到綠色開采煤炭資源的目的，使煤炭資源的綜合利用率進(jìn)一步提高。各煤礦企業(yè)應(yīng)充分考慮自身發(fā)展需求，科學(xué)合理地選擇綜合機(jī)械化開采技術(shù)和裝備，從根本上提高企業(yè)煤礦生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。