淺談煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝

摘 要：機(jī)械化綜采技術(shù)，指包括如頂板管理、支護(hù)、運(yùn)煤、裝煤和破煤等在內(nèi)的全部的回采工作面生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。此外，順槽運(yùn)輸也要實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，這樣可以充分發(fā)揮設(shè)備效能。本文論述了機(jī)械化綜采技術(shù)。

關(guān)鍵詞：綜采；煤礦工程；機(jī)械化設(shè)備；采煤工藝

1 前言

近些年來，我國采煤業(yè)發(fā)展迅速。綜采技術(shù)進(jìn)步很快，設(shè)備不斷更新，綜采的效率和工作面單產(chǎn)也不斷提高。機(jī)械化綜采技術(shù)，指包括如頂板管理、支護(hù)、運(yùn)煤、裝煤和破煤等在內(nèi)的全部的回采工作面生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。九十年代以來，無論國內(nèi)還是國外，綜采技術(shù)都取得了飛速的發(fā)展，綜采設(shè)備和綜采技術(shù)的進(jìn)步都很快，綜采工作面的礦井不斷涌現(xiàn)，這些礦井大部分高效高產(chǎn)，采煤機(jī)械化也應(yīng)該朝這個(gè)方向發(fā)展。

2 綜采所用設(shè)備

2.1 乳化液泵站

乳化液泵站主要用來供給高壓液體，供給對象主要是液壓支架或別的液壓設(shè)備。工作面推進(jìn)時(shí)，乳化液泵站也向前移動(dòng)。

2.2 移動(dòng)變電站

移動(dòng)變電站是變電站的一種，因?yàn)楣ぷ髅嫱七M(jìn)時(shí)，移動(dòng)變電站也跟著移動(dòng)而得名。移動(dòng)變電站的功能是將變電所輸來的高壓電進(jìn)行變壓，變成適用于設(shè)備的電壓。主要服務(wù)于輸送機(jī)、采煤機(jī)等工作面設(shè)備。

2.3 可伸縮帶式輸送機(jī)

該機(jī)器是一種運(yùn)輸設(shè)備，主要用于區(qū)段運(yùn)輸巷中。在該機(jī)器上具有貯帶裝置，能貯存50米至100米。工作面推進(jìn)后，輸送機(jī)長度可以用貯帶裝置來調(diào)節(jié)，可以伸長或縮短。一般在工作面推進(jìn)二十五米至五十米以后，輸送機(jī)的長度就要進(jìn)行一次調(diào)整。這樣做的目的是降低因?yàn)榭s短輸送帶而引起的對生產(chǎn)時(shí)間的影響，最終適應(yīng)連續(xù)生產(chǎn)和工作面推進(jìn)速度加快的要求。

2.4 轉(zhuǎn)載機(jī)

轉(zhuǎn)載機(jī)實(shí)際上是一種輸送機(jī)，是橋式刮板輸送機(jī)，安裝在工作面下出口區(qū)段運(yùn)輸平巷內(nèi)。它的一端在帶式輸送機(jī)機(jī)尾，另一端在和工作面輸送機(jī)相搭接。工作面首先運(yùn)出煤，然后經(jīng)過巷道地板的升高，然后進(jìn)入可伸縮式輸送機(jī)。工作面推進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)載機(jī)也跟著推進(jìn)，推進(jìn)裝置帶動(dòng)整體移動(dòng)。

2.5 液壓支架

液壓支架全稱是綜采工作面自移式液壓支架，主要?jiǎng)恿κ歉邏阂后w，功能是完成采空區(qū)處理、推移輸送機(jī)、支架前移、頂板支護(hù)等工序。此外還有一類端口液壓支架，這種支架主要專用于維護(hù)輸送機(jī)的機(jī)尾、輸送機(jī)的機(jī)頭、工作面的下出口、工作面的上出口等，還有一種錨固支架，主要用來錨固輸送機(jī)的機(jī)尾和機(jī)頭，防止滑動(dòng)。其工作方式主要有及時(shí)支護(hù)、滯后支護(hù)以及超前支護(hù)這三種。在煤層頂板穩(wěn)定度是中等的時(shí)候就采用及時(shí)支護(hù)，指的是采煤機(jī)停止工作之后，先移動(dòng)液壓支架再移動(dòng)輸送機(jī)；在煤層頂板穩(wěn)定度是較好的時(shí)候就采用滯后支護(hù)，指的是采煤機(jī)停止工作之后，先移動(dòng)輸送機(jī)再移動(dòng)液壓支架；超前支護(hù)工作不同于及時(shí)支護(hù)和滯后支護(hù)，它是在采煤機(jī)停止工作之前進(jìn)行的。

2.6 工作面輸送機(jī)

綜采工作面所用的輸送機(jī)是可以彎曲刮板的輸送機(jī)，要求結(jié)構(gòu)強(qiáng)度夠強(qiáng)，鋪設(shè)長度夠長，運(yùn)輸能力夠大。作用有三個(gè)方面，分別是運(yùn)煤機(jī)械、移動(dòng)液壓支架支點(diǎn)、采煤運(yùn)行導(dǎo)軌等。

2.7 采煤機(jī)

在采煤工作面落煤時(shí)使用，主要有兩種，一種是刨煤機(jī)，一種滾筒式采煤機(jī)。我國各煤礦多數(shù)采用雙滾筒采煤機(jī)，而且可調(diào)高。這種采煤機(jī)和普采工作面所采用的采煤機(jī)在動(dòng)作原理、結(jié)構(gòu)等方面高度相似，但生產(chǎn)能力、功率等技術(shù)特征，前者大于后者。

3 采煤工藝

3.1 長壁機(jī)械綜采

一般情況下，綜采工作面長度加大，采煤機(jī)每割一刀所割煤量增加，這樣做了以后，工作面端頭斜切進(jìn)刀等對生產(chǎn)時(shí)間的影響就可以減少，產(chǎn)量就會(huì)得到提高。在確定綜采面長度是否合理時(shí)，準(zhǔn)則是工作面的每噸煤的成本最低或產(chǎn)量最高。能對工作面長度構(gòu)成制約的因素主要有刮板輸送機(jī)鋪設(shè)的長度、工作面的地質(zhì)條件。如果想減少工作面的搬家次數(shù)，那么最有效的辦法就是增加工作面推進(jìn)的長度。對工作面的走向長度可能產(chǎn)生制約的因素主要有采場地質(zhì)構(gòu)造、可伸縮帶式輸送機(jī)鋪設(shè)的長度、回采巷道的支護(hù)和掘進(jìn)等。

采煤機(jī)每刀產(chǎn)量如果想增加，減少采煤機(jī)割時(shí)牽引的速度和輔助工序如端頭作業(yè)等影響的時(shí)間，使支護(hù)速度、割煤速度相互之間能夠互相匹配，使組織管理更加方便，從而提高工作面的效率和產(chǎn)量。

3.2 短壁機(jī)械綜采

這種采煤技術(shù)在運(yùn)輸方式、通風(fēng)、頂板支護(hù)和巷道布置方面和長壁機(jī)械綜采的體系相同。工作面采用布有四個(gè)特點(diǎn)，分別是第一、工作面運(yùn)、支、采的設(shè)備都具有輕型化的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速安裝和快速搬家。第二、工作面的轉(zhuǎn)載機(jī)、刮板輸送機(jī)可以成為一體，單機(jī)頭的刮板輸送機(jī)可以用直角拐彎布置、端卸布置、側(cè)卸布置等布置方式。第三、雙滾筒式采煤機(jī)在工作面采用中部斜切進(jìn)刀然后單向割煤的方式，單滾筒采煤機(jī)在工作面采用自開切口然后往返切割一刀的方式，采煤機(jī)的截深加大。第四、工作面的長度比較短，一般是三十米至八十米，采后要用退式開采。

短壁機(jī)械綜采技術(shù)應(yīng)用要具有以下條件：綜采工作面的上端頭和下端頭要實(shí)現(xiàn)快速作業(yè)，回采巷道要實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和快速掘進(jìn)。

短壁機(jī)械綜采適用于煤層厚或中厚、緩傾斜的中小型礦井，如果是大型礦井，則適用于那些不適宜用長壁機(jī)械綜采技術(shù)、回采塊段小的煤層。

4 快速搬家和端頭作業(yè)

對綜采工作面產(chǎn)生影響的主要輔助工序有上出口和下出口端頭支護(hù)以及移轉(zhuǎn)載機(jī)。綜采工作面的采煤機(jī)的割切速度越來越快，工作面的推進(jìn)速度也不斷加快，端頭作業(yè)問題也日漸突出，端頭開采技術(shù)得到解決，綜采工作面的上端頭、下端頭能夠?qū)崿F(xiàn)快速作業(yè)（包括端頭設(shè)備轉(zhuǎn)移、斷頭切割和端頭支護(hù)等），這是綜采技術(shù)重點(diǎn)解決的問題之一。可以采取以下措施：端頭采用加長頂梁（液壓支架）來進(jìn)行支護(hù)，下順槽和上順槽一定要掘進(jìn)大斷面的巷道，巷道的寬度要大于4.5米至5米，在支護(hù)時(shí)要采用組合錨桿或錨桿。

對工作面進(jìn)行快速搬家，對提高工作面效率和單產(chǎn)以及延長工作面連續(xù)生產(chǎn)的時(shí)間都十分有效。實(shí)現(xiàn)工作面的快速搬家，關(guān)鍵是要有先進(jìn)的組織管理、搬家工藝和搬家設(shè)備。技術(shù)措施如下：首先，對搬遷工序進(jìn)行合理的組織，盡可能多的組織平行作業(yè)，工作面搬遷工藝主要包括新工作面的安裝、支架的運(yùn)輸、撤裝工作面支架、掘進(jìn)或支護(hù)撤架通道、停采前對頂板的維護(hù)等。其次，加大巷道的斷面，使大型設(shè)備如液壓支架等能夠進(jìn)行整體搬家。減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)，使設(shè)備的搬遷距離縮短，改進(jìn)采煤系統(tǒng)。再次，用無軌運(yùn)輸車、單軌吊和拖車等運(yùn)輸裝備來對工作面設(shè)備進(jìn)行撤裝和運(yùn)輸。

5 結(jié)束語

礦井能夠進(jìn)行高產(chǎn)高效的集中化生產(chǎn)，這是井下開采煤炭的發(fā)展和研究方向。只有提高綜采工作面單產(chǎn)，才能使礦井生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。綜采工作面實(shí)現(xiàn)高效高產(chǎn)，主要有兩個(gè)方面的途徑：一是綜采放頂煤的工作面實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，二是單一長壁的綜采工作面實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。使綜采工作面實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，要達(dá)到高度集中化的生產(chǎn)，使一礦一井或二井。綜采工作面高產(chǎn)高效的具體目標(biāo)應(yīng)該是提高采煤機(jī)有效的開機(jī)率和提高綜采工作面工作的強(qiáng)度。技術(shù)途徑則是提高綜采工作面相關(guān)的配套設(shè)備的每小時(shí)的生產(chǎn)能力，增加綜采工作面最終的出煤。

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