煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝的研究與總結(jié)

王寶成

【摘 ?要】煤炭作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展必要大宗基礎(chǔ)能源，煤礦開采技術(shù)和工藝愈發(fā)重要。高度自動化和機(jī)械化的綜合機(jī)械化采煤工藝擁有極強(qiáng)的適應(yīng)能力，因此，將綜合機(jī)械化采煤工藝應(yīng)用于煤炭開采不僅能夠提高煤礦生產(chǎn)效率，同時還可以提高企業(yè)在市場上的競爭力，這對推動煤礦可持續(xù)發(fā)展非常有益。本文筆者將結(jié)合煤礦綜合機(jī)械化工藝的發(fā)展和優(yōu)勢與煤礦綜合機(jī)械化設(shè)備要求和開采方法對綜合機(jī)械化采煤工藝進(jìn)行總結(jié)闡述，旨在為煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝的應(yīng)用和研究提出一些可行建議。

【關(guān)鍵詞】煤礦;綜合機(jī)械化;采煤工藝;研究;總結(jié)

1引言

在科學(xué)技術(shù)的推進(jìn)下，我國煤炭行業(yè)的開采工藝和技術(shù)也在不斷提高。現(xiàn)階段，我國很多煤礦企業(yè)已經(jīng)向綜合機(jī)械化開采方向邁進(jìn)，其目的在于提高煤礦企業(yè)的競爭能力和開采能力，推動企業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。

2煤礦綜采工藝技術(shù)的發(fā)展

隨著煤礦綜合開采工藝的不斷發(fā)展，大型化和集中化的生產(chǎn)模式近些年已經(jīng)成被充分應(yīng)用到實際煤礦開采與管理工作中。但在實際生產(chǎn)過程中，由于我國煤礦分布的地質(zhì)條件較為復(fù)雜、礦井深處的開采環(huán)境惡劣，再加上部分機(jī)械設(shè)備不夠完善，而導(dǎo)致綜合煤礦開采工藝在我國發(fā)展較為緩慢。與其他發(fā)達(dá)國家相比，我國煤礦綜合開采技術(shù)與國際先進(jìn)水平仍存在著較大差距。為了解決這一現(xiàn)狀，我國煤炭綜合開采技術(shù)只有不斷向大容量和大產(chǎn)量方向邁進(jìn)，才能從根本上提高我國煤炭生產(chǎn)開采水平與煤炭行業(yè)整體發(fā)展。

3煤礦綜合機(jī)械化采煤優(yōu)勢

煤礦綜合機(jī)械化和傳統(tǒng)開采工藝相比，主要是機(jī)械化、自動化的水平較高。傳統(tǒng)的采煤方法主要依靠人工進(jìn)行打眼、放炮等操作，由于人工操作安全系數(shù)和開采效率低下，所以容易造成資源浪費和人員傷亡等問題。但綜合機(jī)械化采煤工藝的研發(fā)和應(yīng)用，可以利用自動化控制系統(tǒng)對采煤、運(yùn)輸、電系統(tǒng)以及安全系統(tǒng)等進(jìn)行操作，有效地減少煤礦開采的強(qiáng)度，這對提升采煤安全指標(biāo)非常有利。

4綜合機(jī)械化采煤設(shè)備要求

4.1適應(yīng)各類復(fù)雜開采環(huán)境

在煤炭的生產(chǎn)過程當(dāng)中由于煤層的環(huán)境和地勢差異較大，在實際生產(chǎn)過程當(dāng)中需求也不盡相同。綜合機(jī)械化采煤工藝設(shè)備必須能夠適應(yīng)各種工作環(huán)境，并且能夠根據(jù)煤礦的生產(chǎn)環(huán)境、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等條件因地制宜。

4.2對落煤和輸送問題的處理

在煤炭開采過程中，落煤情況經(jīng)常出現(xiàn)，而針對落煤這一現(xiàn)狀，企業(yè)一般會使用刨煤式采煤機(jī)和滾筒式采煤機(jī)進(jìn)行作業(yè)。現(xiàn)階段，在礦井深處作業(yè)使用較多的當(dāng)數(shù)綜合機(jī)械化采煤機(jī)，而根據(jù)礦井和煤礦具體操作，進(jìn)行自動化技術(shù)來調(diào)節(jié)采煤機(jī)高度是一種必選的手段。其次，在煤炭的運(yùn)輸過程當(dāng)中，刮板輸送機(jī)是當(dāng)前采用最多的自動化設(shè)備。該設(shè)備具有運(yùn)輸能力強(qiáng)、可彎曲等優(yōu)點，但要注意的是，由于在煤炭的實際運(yùn)輸環(huán)境和煤層結(jié)構(gòu)不同，所以為了滿足刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸要求，企業(yè)在進(jìn)行運(yùn)輸路面鋪設(shè)時一定要盡量延長，要保證煤炭開采過程中的機(jī)械必須快速的掘進(jìn)大斷面巷道，其目的是為了有效的提高輸送機(jī)的運(yùn)輸效率，降低因路面鋪設(shè)給設(shè)備帶來的安全隱患。

4.3移動變電站和乳化液泵站

移動變電站作為綜合器械化采煤工藝的重要組成部分，必須具有靈活移動的特性。在變電站的移動過程當(dāng)中，移動變電站所輸送的電壓必須和回采工作面的采煤機(jī)、輸送機(jī)等裝置的電壓匹配。其次，乳化液泵站作為動力提供站和移動變電站，都必須滿足其靈活異動的特性。

5煤礦綜合機(jī)械化的采煤方法

常用的綜合機(jī)械化采煤方法囊括短壁機(jī)械化、長壁機(jī)械化、放頂煤綜合機(jī)械化三種。在實際生產(chǎn)當(dāng)中，短壁綜合機(jī)械化開采使用的是雙滾筒采煤機(jī)，主要采用的工藝是后退式綜合機(jī)械化。與短壁綜合機(jī)械化不同的是，長壁綜合機(jī)械化采煤工藝要求開采工作面的長度，主要用于長工作面。長臂綜合機(jī)械化是為了提高生產(chǎn)效率，減少設(shè)備移動次數(shù)和工作面端頭多次作業(yè)所采用的工藝。放頂煤綜合機(jī)械化采煤主要是通將采煤機(jī)工作面的煤礦進(jìn)行切割、移動、推移等，該技術(shù)是一項綜合要求過高的開采工藝。

5.1短壁綜合機(jī)械化開采工藝

通常情況下，中小型煤礦一般采用短壁綜合機(jī)械化開采工藝對中厚煤層進(jìn)行開采。雙滾筒采煤機(jī)后退式綜合機(jī)械化工藝是短壁綜合機(jī)械化開采所采用的工藝。而雙滾筒采煤后退式綜合器械化所采用的設(shè)備則是側(cè)卸布置的單頭刮板輸送機(jī)，這項工藝技術(shù)的使用不僅可以加大采煤機(jī)的截深面，同時還可以實現(xiàn)設(shè)備的快速安裝和搬運(yùn)。但要注意的是，短壁綜采工藝主要用于解決工作面端頭、回采巷道當(dāng)中的快速作業(yè)過程當(dāng)中。由于短壁綜合機(jī)械化開采工藝所才有的是雙滾筒后退式采煤器械，該器械可以根據(jù)煤層可礦井的情況跟進(jìn)行靈活調(diào)整。從而保障煤炭開采過程的統(tǒng)一性和靈活性。因此，在進(jìn)行短壁綜合機(jī)械化采煤時，還可以利用該技術(shù)解決工作面的采掘失衡問題和回收不規(guī)則的煤柱等問題。

5.2長壁綜合機(jī)械化開采工藝

長壁綜采區(qū)別與和短壁綜采的是工作面的長度問題。長壁綜采所要求的工作面相對較長。與短壁綜合機(jī)械化開采工藝不同的是，長壁綜采主要用于緩傾斜煤層和傾斜煤層的開采操作。一般通過增加工作面的長度來提高長壁綜采的開采效率。長壁綜采的過程主要包括裝煤、運(yùn)煤、頂板控制等。在這些過程當(dāng)中，利用增加的工作面長度來提高每刀的采煤數(shù)量，這樣可以極大的提高煤礦開采的工作效率。但要注意的是，由于長壁綜采工藝對開采環(huán)境要求較高，因此刮板輸送機(jī)的長度和煤礦的地質(zhì)環(huán)境尤為重要。同時還要注意，回采巷道的掘進(jìn)和支護(hù)、輸送機(jī)的鋪設(shè)長度都會影響長壁綜合機(jī)械化開采工藝的生產(chǎn)效率。

5.3放頂煤綜合機(jī)械化采煤工藝

針對厚煤層的開采，我國煤炭企業(yè)一般使用放頂煤綜合機(jī)械化采煤工藝。放頂煤綜合機(jī)械化采煤首先要對工作面的煤礦進(jìn)行切割，在切割完成之后在對煤礦進(jìn)行移動，最后再交由刮板運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行推移和運(yùn)輸。在放頂煤綜采中首先利用采煤機(jī)對煤礦進(jìn)行切割，在切割完成之后打開放煤窗口。在放煤過程結(jié)束之后關(guān)閉放煤窗口。放頂煤綜采由于對時間間隔要求較高，在操作過程中對煤礦的切割刀數(shù)和窗口的關(guān)閉時間必須進(jìn)行嚴(yán)格把控。

6綜合機(jī)械化采煤工藝的總結(jié)

與全球其他國家煤炭資源相比，我國煤炭資源分布分散。加上我國地理環(huán)境差異性大，不同地區(qū)的煤層和地勢千差萬別。因此，在針對不同煤層開采時應(yīng)采用不同的綜合機(jī)械化工藝。對于薄煤層來說由于開采效率較低，這就要求綜合機(jī)械化采煤工藝必須結(jié)合薄煤層的地質(zhì)情況和開采條件。其次，綜合機(jī)械化開采工藝還可以根據(jù)薄煤層的特點選擇性的使用長短壁綜合機(jī)械化開采工藝，以便解決薄煤層開采難度大、產(chǎn)量小等問題。由于中小型煤礦通常可以采用從巷柱式采煤方式，為了改進(jìn)此種采煤方式，利用綜采工藝對礦井內(nèi)已經(jīng)挖掘好的巷道進(jìn)行重新布置。根據(jù)巷道自身的特點將長壁綜合機(jī)械化開采設(shè)備應(yīng)用到煤礦開采過程中來，進(jìn)而提升煤礦的回采率。

7結(jié)束語

綜上所述，為了實現(xiàn)煤炭集中高效生產(chǎn)的目標(biāo)，提升煤礦生產(chǎn)安全系數(shù)以及幫助企業(yè)節(jié)約人工成本和開采成本，加強(qiáng)綜合機(jī)械化采煤工藝研發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)成為了當(dāng)前煤礦行業(yè)發(fā)展的主要方向。在煤炭的開采過程，企業(yè)一定要根據(jù)不同的煤層和生產(chǎn)條件采用不同的施工方法，要結(jié)合長短壁綜合機(jī)械化開采工藝，采用自動化運(yùn)輸和控制設(shè)備，從而提高企業(yè)開采的安全性和可靠性，實現(xiàn)煤礦企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

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（作者單位：黑龍江龍煤鶴崗礦業(yè)有限責(zé)任公司新陸煤礦）