綜放成套設備與高產高效回采工藝探索和構建

勉力林

摘要：我國現有的綜放成套設備在使用過程中往往存在著一定的缺陷，如液壓支架底座和連桿容易折斷、轉載機和破碎機結構過于復雜而且使用周期短、輸送機輸送能力不足且可靠性差等，本文擬通過對綜放成套設備重新進行配套設計和擇優進行配型來提高綜放成套設備使用時的可靠性和適應性，從而有效解決綜放開采中存在的現實問題，努力構建一套煤產量高、工作性能好、生產效率強的完全符合放煤工藝要求的綜放成套設備，提高綜放開采的工藝水平。

關鍵詞：綜放 成套設備 高產高效 回采工藝

1 我國綜放開采技術的現狀和存在問題

自從上個世紀九十年代我國執行《綜合機械化放頂煤開采技術暫行規定》以來，綜放開采技術在我國的煤礦開采中取得了突飛猛進的發展，而且綜放開采工作面的個數和產量也在逐年遞增。綜放開采技術的采用一方面能夠大幅度提高厚煤層的采出率，取得良好的經濟效益；而且還能延長礦井的使用壽命，實現綜放開采的高產高效，取得一定的技術成果。現階段，綜放開采不僅僅是廣泛用于厚煤層和老礦區的煤礦開采，它還是實現我國礦井產量高產高效和提高采煤工藝的重要途徑和手段。

盡管取得了飛速發展，但是在我國的綜放設備總體配套和煤礦綜放開采中仍不可避免的存在著一些問題：

①總體來講，我國的綜放成套設備性能低、可靠性差、使用壽命短，并且大大影響到開采的工作面和開機率。②綜放成套設備的液壓支架結構構造不合理，液壓支架后端空間過小，放煤口狹窄，大大限制了放煤的能力；液壓支架前端承載能力不足，導致支架前冒頂；液壓支架的整體強度太差，構件容易損壞，一旦綜放開采工作面的礦壓過大，就無法適應；液壓支架移架步距過短，無法滿足一刀一放的實現；所以綜放成套設備的液壓支架結構合理性還有待提高，礦壓出現時液壓支架的整體承受力度還需要進一步加強；高產高效高性能的綜放液壓支架亟待研制和發展出來，以滿足煤礦綜放開采的技術需要。③綜放成套設備的前部輸送機和后部輸送機之間缺乏一個可靠的伸縮機構來連接，刮板鏈如果經常在合理的張力下工作就會出現故障。④如果綜放開采的煤層很硬、截深接近一米時，采煤機的割煤能力就會遇到挑戰。⑤綜放成套設備的轉載機及輸送機輸送能力有限。⑥綜放成套設備的破碎機通過煤層的能力較弱，不能實現高產高效的回采要求。⑦綜放成套設備的轉載機和輸送機機尾不能自行移動，致使回采作業和設備的移動只能分開進行。

因此，我們需要結合以上問題進一步提高綜放成套設備各部分的性能和整體工藝水平，從而實現煤礦開采的高產高效。

2 實現高產高效回采工藝的方法和途徑

首先，我們需要對構成綜放成套設備的液壓支架進行重新設計和改造，實現放頂煤支架的高產高效高性能：①先是對現有的煤礦綜放開采工作面礦壓數據和液壓支架的使用情況進行科學的統計和分析，然后在此基礎上，結合煤礦的實際地質條件狀況，運用離散元數值模擬技術對所開發煤礦的礦壓顯現及頂煤的運動規律進行分析和研究，構建出液壓支架受力分布的數學模型。②按照綜放成套設備配套能力要滿足開采總體需求的前提來選擇并確定科學合理的液壓支架造型，為了保證綜放成套設備的性能可靠性和采煤機的高開機率，液壓支架構件要達到一定的強度和硬度；液壓支架的移架速度要能滿足采煤機的割煤速度；液壓支架要配備伸縮梁裝置，這樣側護板就可以延伸到頂梁的前端部分；頂煤開采最好采用全封閉的結構，防止煤壁片幫出現；后部的放煤空間要適當加大，以滿足過煤高度的要求；放煤口適當拓寬，以便加快放煤的速度，提高工作效率，做到高產高效。③采用液壓支架總體參數優化軟件來進行液壓支架總體構造的優化設計與改造④采用高強度高性能的原材料加工制造綜放成套設備的構件，提高工藝水平，增加液壓支架的使用壽命。⑤研發采用高質量的密封性材料提高綜放成套設備液壓構件的使用性能。

其次，為了提高放頂煤后部輸送機的輸送能力，需要對輸送機進行重新設計和改造，以提高其性能：①為了提高輸送機的輸送性能，增加其可靠性，我們一方面需要研制高強度的端卸機頭，這樣便于煤的卸載和減少回煤次數；另一方面需要研制適合結構合理而緊湊的放煤機架；此外，還需要研制出便于安裝和維護的鏈條結構用于輸送機的升降傳遞。②為了增加減速器傳動的可靠性，增加傳動的穩定性，實現綜放開采的高產高效，需要研發密封性好、易于冷卻的傳動裝置；為了滿足綜放開采的工藝要求并且提高煤礦工作面的采出率，需要研制和改進適合后部傳輸機的新型的傳動裝置，以減少占用的空間。③為了提高輸送機使用的性能，并且滿足放頂煤的要求，可采用加厚的側板來制作傳輸機的過渡槽，以提高過渡槽的硬度和強度；采用高強度的耐磨中板做成箱體結構；槽幫上翼采用耐磨材料來制作，以增加其耐磨性。④為了改善輸送機的傳輸性能，我們需要在液壓支架空間允許及可變性分析可行的雙重前提下，研制可伸縮變化的機尾，這樣輸送機在運行過程中就能夠隨時對其輕緊力進行調整并一直保持最佳的運行狀態。⑤為了進一步滿足綜放開采高產高效工作面的要求，需要研發性能可靠、功能穩定、高度和低速信號切換自如的雙速電機啟動開關，并且保持其穩定性。

再次，為了找到煤礦開采高產高效的最佳辦法，我們需要對高產高效的煤礦回采工藝規律進行深入的分析和研究，找到切合實際且行之有效的方法，用科學的理論來指導我們的實踐：①要找到并仔細研究頂煤的運移規律和頂板的冒落規律，其中包括工作面中部運移規律和端頭頂煤的運移規律、直接頂板的冒落規律，還要了解各自對綜放工藝的影響。②要找到并仔細研究工作面礦壓的顯現規律和液壓支架的適應性規律、液壓支架受力狀態的分布規律及放煤支架的礦壓顯現狀態。③要找到并仔細研究新的綜放成套設備的高產高效的工藝套路，優化綜放工藝的各項參數，提高煤礦回采率的綜放工藝，熟悉放煤工藝的操作流程和技術指標。④要找到并仔細研究適合新綜放成套設備的高產高效的作業方式，其中包括作業流程、綜放工藝參數和具體操作方法，以及液壓支架的受力分布測定和計算方法。endprint

最后，為了實現煤礦綜放開采的技術要求，還需要從技術上進行一系列的準備和改進，以提高高產高效的可能性：①在保證綜放成套設備質量的前提條件下，通過認真細致的選型和配套篩選，增加綜放成套設備的功能可靠性和性能穩定性，最大程度地減少和避免機電事故的發生，提高工作面開采率，保證單產產量不斷提高。②為了進一步提高煤礦單產的產量，需要逐步加大采煤機的截深，而截深的增加是煤礦單產提高的根本保證。③提高煤礦單產還需要有效拓寬放煤口的尺寸大小和提高放煤的速度，這就需要加快放煤率和鍛煉出良好的二次放煤能力，以保證綜放成套設備的工作效率。④為了實現高產高效的采煤目標，我們還可以提高采煤機的牽引速度、液壓支架的推溜和移架速度，這些都是增加煤礦產量的重要而有力的措施。⑤為了保證煤礦開采工作面的產量，我們一方面需要選擇適當的工作面設備，另一方面要努力提高工作面的設備能力，保證及時運送出頂煤和采煤機割下的煤。⑥為了提高對綜放成套設備的操作能力，預防和減少施工事故的發生，我們需要加強對綜放成套設備的技術管理和施工人員的管理和監督，在保障安全的前提下提高產量和效率。

3 結論

進入本世紀以來，煤礦開采綜放成套設備的使用和綜放開采技術的研發在我國已經獲得了巨大的進步，綜放開采成為我國厚煤層礦產區和特厚煤層礦產區高產高效的手段之一。但是，由于我國煤礦地質的多樣性和頂煤開采的特殊性，以及綜放成套設備的局限性，提高綜放成套設備的設備性能，開發研制高產高效的綜放回采工藝勢在必行。鑒于此，我們要立足于我國國情，通過認真的分析和研究找到與我國的綜放成套設備相配套的先進的煤礦綜放開采工藝，構建一條具有中國特色的高產高效的煤礦開采新路子。

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