煤礦綜采工藝技術(shù)

賈禮祥

(西山煤電屯蘭礦，山西 太原 030206)

0 引言

我國(guó)的綜采工藝自20世紀(jì)70年代采用第一套全綜采設(shè)備之后逐步發(fā)展起來，大大的提高了產(chǎn)煤效率，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備以及生產(chǎn)工藝，是煤礦企業(yè)持續(xù)長(zhǎng)久發(fā)展的關(guān)鍵。目前，我國(guó)的煤礦綜采工藝技術(shù)基本實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化、機(jī)電一體化的現(xiàn)代化作業(yè)，能夠有效的降低生產(chǎn)成本，增加采煤產(chǎn)量，使煤礦業(yè)實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)高效率的開采作業(yè)。

1 煤礦綜采工藝的設(shè)備

綜采工藝設(shè)備的先進(jìn)水平直接影響到煤礦開采的效率，先進(jìn)的綜采設(shè)備，能夠大大提高采煤效率和質(zhì)量，是煤業(yè)研究的重點(diǎn)。我國(guó)作為世界上第一大產(chǎn)煤國(guó)，不僅在開采工藝上達(dá)到世界領(lǐng)先水平，在綜采設(shè)備，如煤機(jī)設(shè)備等在世界排行名列前茅，屬于先進(jìn)的煤礦開采設(shè)備。目前，我國(guó)在煤礦綜采工藝上的設(shè)備主要是電牽引采煤機(jī)、大型刮板輸送機(jī)、系列化液、壓支架、大運(yùn)距帶式輸送機(jī)等，采煤工藝的復(fù)雜性以及環(huán)境的嚴(yán)峻性，要求必須功率大、技術(shù)先進(jìn)、具備較大的運(yùn)輸能力以及機(jī)械強(qiáng)度，在特殊環(huán)境下能夠適應(yīng)作業(yè)。同時(shí)，要注意綜采設(shè)備的保養(yǎng)與維修，確保設(shè)備能夠正常作業(yè)，保證采煤工作能夠正常進(jìn)行。根據(jù)用途不同，綜采設(shè)備主要分為以下幾個(gè)方面:①用于采煤工作面的開采、運(yùn)輸以及保護(hù)的設(shè)備，例如采煤設(shè)備、液壓支架類設(shè)備、刮板輸送機(jī)、端頭支護(hù)設(shè)備等。目前，我國(guó)的電牽引采煤機(jī)已達(dá)到世界先進(jìn)水平，其開采煤層高度在0.8～7.0 m之間，總裝機(jī)功率達(dá)238～2500 kW，滿足了煤礦開采的需要，使我國(guó)采煤量以及采煤效率大大增加。②用于巷道內(nèi)的煤炭運(yùn)輸設(shè)備，例如破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、皮帶等。③用于煤業(yè)組織管理的設(shè)備，例如調(diào)度臺(tái)、廣播、電話、語音信號(hào)設(shè)備等。此外，還有一些其他的輔助設(shè)備，例如供電、供水、供風(fēng)等設(shè)備。

2 煤礦綜采工藝流程及工作模式

煤礦開采是一項(xiàng)復(fù)雜危險(xiǎn)的工作，因此必須嚴(yán)格按照其綜采工藝流程來進(jìn)行規(guī)范安全作業(yè)。首先，煤礦綜采工藝的流程主要包括采煤機(jī)切煤、落煤和裝煤、輸送機(jī)運(yùn)煤、自移式液壓支架前移、推移輸送機(jī)到新位置、采空區(qū)、頂板強(qiáng)行放頂?shù)?，在作業(yè)過程中，不僅要根據(jù)實(shí)際狀況設(shè)計(jì)優(yōu)化的綜采工藝流程，例如現(xiàn)場(chǎng)條件、采煤機(jī)工作方式、裝運(yùn)煤的方式等的實(shí)際情況;還要注意采煤作業(yè)面的優(yōu)化，根據(jù)實(shí)際煤層來采用合適的綜采技術(shù)，如考慮煤層厚度、工作面長(zhǎng)度、進(jìn)刀方式等，一來要保證采煤工作的連續(xù)性，二來保證采煤工作的高效率。其次，大部分煤礦企業(yè)目前都是采用三八制工作方式，采取靈活的三班倒班制，一般是兩班采煤，一班準(zhǔn)備或者兩班半采煤，半班準(zhǔn)備的綜采作業(yè)模式，也有部分企業(yè)是實(shí)行四六制的工作模式，此種工作模式流動(dòng)性更大，更靈活，一般采用三班采煤，一班準(zhǔn)備或者四班交叉作業(yè)的模式?？茖W(xué)合理的倒班制模式，能夠有效提高采煤工作面的開機(jī)率，減少機(jī)械準(zhǔn)備時(shí)間、工序結(jié)合時(shí)間、工種交接時(shí)間、檢修時(shí)間等，從而提高采煤效率。另一方面，根據(jù)綜采工藝流程的實(shí)際內(nèi)容，配備合理的工作人員，不同工種的人員負(fù)責(zé)不同的采煤工作，具體到煤炭的開采、裝、運(yùn)等各方面，盡量細(xì)化分工，各崗位員工各盡其職，認(rèn)真規(guī)范作業(yè)，提高采煤工作的效率和保證作業(yè)的安全可靠性。

3 煤礦綜采工藝技術(shù)

目前，我國(guó)煤礦綜采工藝技術(shù)基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、機(jī)械化，使煤礦開采具有生產(chǎn)規(guī)模大、生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)、產(chǎn)量高、效率高等特點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際的煤層工作面以及綜采設(shè)備的具體情況，對(duì)煤礦機(jī)械化開采工作面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，根據(jù)不同的工作面機(jī)械設(shè)備實(shí)際情況，經(jīng)常需要不斷擴(kuò)大煤層工作面的尺寸，采取不同的綜采工藝技術(shù)進(jìn)行開采，以便更好地滿足生產(chǎn)的需求。一般分為以下三種常見煤礦綜采工藝技術(shù)。

3.1 短壁綜合機(jī)械化開采工藝

短壁綜合機(jī)械化開采工藝是常見的一種煤礦綜采工藝，其主要針對(duì)一些復(fù)雜的煤層工作面或環(huán)境條件惡劣的煤礦開采而制定的煤礦綜采工藝技術(shù)，主要適用于投注和形狀不規(guī)則的煤層機(jī)械化開采，采用短壁綜合機(jī)械化開采工藝技術(shù)進(jìn)行煤礦開采的煤層工作面主要有以下三個(gè)特點(diǎn):第一，采煤的工作面較短，而且一般采用后退式開采的工作方式;第二，采用雙滾筒采煤機(jī)，根據(jù)滾筒螺旋的旋轉(zhuǎn)次序和方式確定采煤機(jī)的工作模式，其主要運(yùn)行模式是從中部斜切進(jìn)刀且單向割煤方式，此外，還需根據(jù)采煤層的實(shí)際情況，加大采煤機(jī)的開采深度，以便適應(yīng)開采，保證開采作業(yè)正常進(jìn)行;第三，煤礦開采設(shè)備便于整理和運(yùn)輸，隨著我國(guó)煤礦綜采技術(shù)與綜采設(shè)備的發(fā)展，設(shè)備的輕便在一定程度上會(huì)影響到煤礦開采的工作效率，因此，輕型化的開采機(jī)械設(shè)備，不僅便于運(yùn)輸整理，還可提高煤炭的采集工作效率。

3.2 長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開采工藝

長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開采工藝主要適用于一些相對(duì)穩(wěn)定、頂板狀態(tài)良好、少斷層、煤層坡度較緩的煤層，一般在設(shè)計(jì)開采工藝時(shí)都是采用超長(zhǎng)的采煤工作面，同時(shí)配備2臺(tái)采煤機(jī)。此外，對(duì)于刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)工藝，一種是把刮板輸送機(jī)設(shè)置在同一個(gè)采煤面上，分別用來切割采煤面的上半部分煤層和下半部分的煤層;另一種則是把中間巷道作為運(yùn)輸巷道，然后在上半部分和下半部分煤面上各配備1臺(tái)刮板輸送機(jī)，形成相向運(yùn)輸。長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開采相比于短壁綜合機(jī)械化開采而言，主要有兩方面不同之處。一方面，長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開采的煤層開采工作面比較長(zhǎng)，為降低開采工作面的各種復(fù)雜工序帶來的負(fù)面影響，一般會(huì)在開采過程中增加單刀切割煤炭的開采量，可以有效提高煤礦開采的產(chǎn)量，從而提高煤礦開采的工作效率。另一方面，對(duì)于長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開采工藝的煤層工作面的確定，不僅與煤層工作面的地質(zhì)環(huán)境因素、輸送機(jī)長(zhǎng)度有關(guān)，還與煤炭的日生產(chǎn)能力相關(guān)，因此，煤層工作面長(zhǎng)度的合理控制尤為重要，直接關(guān)系到煤炭的產(chǎn)量以及生產(chǎn)效率，根據(jù)實(shí)地考察以及對(duì)煤炭生產(chǎn)能力的評(píng)估設(shè)計(jì)合理的生產(chǎn)工作面長(zhǎng)度，有利于減少工作面的轉(zhuǎn)移次數(shù)，從而達(dá)到高效率生產(chǎn)。

3.3 煤炭綜采工作面的端頭作業(yè)和快速搬家

在煤炭工作面的綜采過程中，影響最大的上下端口的端頭支護(hù)工作與載機(jī)的轉(zhuǎn)移工作，這兩項(xiàng)工作的效率直接決定了綜采工作面的工作效率。隨著我國(guó)綜采工作面的快速推進(jìn)，如割煤速度的加快，對(duì)工作面端頭支護(hù)工作的要求越來越高，而端頭作業(yè)的問題逐漸嚴(yán)重，嚴(yán)重影響開采煤礦工作的效率，制約著采煤的產(chǎn)量，因此，提高綜采工作面的端頭作業(yè)至關(guān)重要。此外，綜采工作面的快速搬家主要包括通道支護(hù)和掘進(jìn)、停采前的頂板維護(hù)以及工作面支架的運(yùn)輸?shù)葍?nèi)容，其快速搬家的水平是煤礦綜采工作面高效率的體現(xiàn)。提高快速搬家的水平，是提高煤炭開采產(chǎn)量的重要因素之一，在這方面，我國(guó)已經(jīng)取得了一定的成就，能夠提供滿足不同要求的設(shè)備支架搬運(yùn)車，以保證快速搬家工作的效率，節(jié)約機(jī)械設(shè)備搬家的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)煤礦綜采工作面生產(chǎn)的連續(xù)性，從而滿足綜采工作面快速生產(chǎn)的需要，大大提高采煤的產(chǎn)量，保證綜采工作面作業(yè)的高效性、快速性。

4 結(jié)語

在現(xiàn)代工業(yè)激烈競(jìng)爭(zhēng)的背景下，煤礦企業(yè)要提高自身的企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，必須加快創(chuàng)新技術(shù)。對(duì)于煤礦開采而言，煤礦綜采工藝技術(shù)的水平直接決定煤礦企業(yè)的工作效率以及經(jīng)濟(jì)效益，因此，煤礦企業(yè)要不斷引進(jìn)先進(jìn)的工藝技術(shù)和工藝設(shè)備，對(duì)工藝技術(shù)要勇于創(chuàng)新，為提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力及經(jīng)濟(jì)效益提供有力保障。

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［3］張勇.煤礦開采工藝技術(shù)改造探討［J］.企業(yè)導(dǎo)報(bào)，2012，2(17):27-28.