煤礦綜合機械化采煤工藝研究

張宏宇

（唐山馬家溝礦業有限責任公司，河北 唐山 063021）

煤炭是我國重要的基礎能源和重要原料，煤炭工業的發展支撐了整個國民經濟的快速發展。在礦井的生產過程中，大力發展綜合機械化采掘技術，是增產增效推進煤礦建設，實現煤礦高產、高效、安全、潔凈開采的基礎，隨著我國工業控制自動化技術的發展，煤礦機電自動化在礦上的應用越來越廣泛，綜合機械化采掘技術對建設現代化礦井，對現有工作條件低下的礦井進行技術改造，改造小煤礦、小煤窯，全面提高煤礦開采技術水平和資源采出率，起到了舉足輕重的作用。

1 煤礦綜合機械化采煤主要設備狀況

1.1 采煤機

采煤機是一個集機械、電氣和液壓為一體的大型復雜系統，是實現煤礦生產機械化和現代化的重要設備之一，主要分為滾筒式采煤機和刨煤機兩種類型，當前我國煤礦采用可調高的雙滾筒采煤機較多，雙滾筒采煤機的結構與動作原理和普采工作面所用的采煤機雷同，不同的是其功率與生產能力等技術特征比普采工作面采煤機要大。

1.2 工作面輸送機

工作面輸送機是煤礦生產運煤的主要設備，是采煤機運行的導軌和移動液壓支架的支點。在煤礦綜采生產過程中，如果發生輸送機斷鏈條事故會嚴重制約煤礦的正常生產，綜采工作面通常采用可彎曲刮板輸送機，其特點是運輸能力大，鋪設長度長，結構強度高。

1.3 液壓支架

液壓支架是用來控制采煤工作面礦山壓力的結構物，是綜采設備的重要組成部分。它能可靠而有效地支撐和控制工作面的頂板，隔離采空區，防止矸石進入回采工作面和推進輸送機。它與采煤機配套使用，實現采煤綜合機械化，解決機械化采煤工作中頂板管理落后于采煤工作的矛盾，進一步改善和提高采煤和運輸設備的效能，減輕煤礦工人的勞動強度，最大限度保障煤礦工人的生命安全。

1.4 轉載機

轉載機全稱是順槽用刮板轉載機。它是安裝在礦井工作面下出口的區段運輸平巷內的橋式刮板輸送機，它一端與工作面的輸送機搭接，另一端在帶式輸送機的機尾上，將工作面運出的煤，由巷道底板升高后，轉運到可伸縮帶式輸送機上，轉載機隨工作面推進，通過推進裝置整體向前移動。

1.5 可伸縮帶式輸送機

可伸縮帶式輸送機就是能夠根據工作面位置變化調整自身長度的輸送機。可伸縮帶式輸送機是區段運輸巷中的重要運輸設備。能隨著工作面的推進，貯帶裝置通過調整帶式輸送機的長度來減少因縮短輸送帶，達到加快工作面推進速度和連續生產的要求。

1.6 移動變電站和乳化液泵站

移動變電站就是隨工作面的推進而移動的變電站。它將采區變電所輸送來的高壓電變成與采煤機、輸送機等設備相適應的電壓后，供給工作面設備作為動力電源。乳化液泵站就是是供給液壓支架及其它液壓設備高壓液體的設施，它隨工作面的推進而向前移動。

2 我國綜合機械化采煤工藝

綜合機械化采煤是指采煤工作面的破煤、裝煤、運煤、支護、頂板管理等基本工序都實現機械化作業。這一工藝下，設備主要包括滾筒采煤機（刨煤機）、液壓支架、可彎曲刮板輸送機、橋式轉載機、可伸縮帶式輸送機、乳化液泵站、供電設備、集中控制設備、單軌吊車以及其他輔助設備等。傳統的綜合機械化采煤工藝，除了使用范圍不斷擴大外，工作面長度呈現兩種變化趨勢：一是在現有的長壁綜采模式下，根據工作面設備的能力，不斷加大工作面長度和推進長度；二是采用“短工作面”開采的短壁綜合機械化采煤工藝。主要有以下幾種綜合機械化采煤工藝。

2.1 長壁綜合機械化開采

綜合機械化采煤一般用于緩傾斜或者傾斜煤層，包括落煤、裝煤、運煤、支護、頂板控制以及回采巷道運輸等全部實現機械化的采煤方法。長臂綜合機械化開采中，如果加大綜采工作面的長度，增加采煤機割一刀的煤量，就能夠相應地減少工作面斜切進刀及端頭作業等工序對生產的影響時間。綜采工作面長度的確定，通常以工作面的日產量最高或噸煤成本最低為標準。影響工作面長度因素較多，主要有工作面地質條件和刮板輸送機的鋪設長度兩種。減少工作面搬家次數最有效的方法就是增加工作面的推進長度，而回采巷道的掘進和支護、可伸縮帶式輸送機的鋪設長度以及采場的地質構造等是影響工作面走向長度增加的主要因素。

2.2 短壁綜合機械化開采

短壁綜合機械化采煤工藝的應用主要基于回采巷道實現機械化快速掘進和綜采工作面上、下端頭的快速作業。其優點是采掘合一、機動靈活、適應范圍廣。對煤柱及不規則塊等煤炭資源回收、“三下”壓煤開采以及緩解采掘比例失調和工作面接替緊張提供了強有力的支撐。該工藝適用于開采緩傾斜中厚及厚煤層的中小型礦井，以及大型礦井回采塊段小、不適宜布置長壁綜采工作面開采的煤層。

2.3 短長壁綜合機械化開采

短長壁綜合機械化開采就是在已掘巷道巷柱式開發區內布置長壁工作面，并用綜采成套設備回采煤柱的新式采煤法，對中國中小型煤礦由巷柱式開采改為長壁綜采也具有借鑒價值。

2.4 放頂煤綜合機械化開采

放頂煤開采在中國的厚煤層應用比較廣泛。放頂煤綜合機械化開采的生產過程如下：工作面采煤機先截煤、移煤和推移輸送機等工序；進行2～3刀后暫停截煤，依次分段打開支架上放煤窗口放頂煤，出現矸石時，立即關閉放煤窗口；直到工作面全長頂煤放完為止，即完成一次放煤的生產過程。頂煤放完后，綜采工作面便可向前推進。

2.5 薄煤層綜合機械化開采

薄煤層受地質條件和開采技術的影響，開采效率較低。但隨著采掘技術的發展，我國煤礦綜合機械化程度增強，超強度開采力度加大，很多可采儲量占總儲量較大比例的薄煤層開采逐漸被重視。薄煤層屬于難采煤層，機械化水平較低，在開采煤層中產量比例小。提高單產水平和工作面效率，實現礦井安全高效開采，必須采用綜合機械化開采。

結語

我國煤礦生產正逐步向規模化、集約化發展，煤礦企業必須加強高產高效礦井的建設，才能獲得可持續發展，增強整體競爭力。而綜合機械化的應用是現代煤礦實現高產高效、促進煤礦生產安全發展、獲得良好的經濟效益與社會效益的必由之路，應該大力實施與推廣。

[1]范曉紅.煤礦綜合機械化采煤工藝[J].科技資訊，2008(01).

[2]趙宏珠，錢建鋼.我國綜合機械化采煤發展30年回顧[J].煤礦開采，2009(04).

[3]趙杰.目前我國采煤工藝技術現狀及其研究[J].山東煤炭科技，2010(01).