礦井綜合機械化回采工藝研究

魏偉

摘 要：在我國的能源結構中，煤炭占比最大。隨著開采技術的發展和進步，目前我國的煤塊開采已經基本實現了機械化開采。機械化開采可以極大的提高開采效率，并提高煤塊開采的安全性。煤礦的綜合機械化采煤工藝指的是煤炭開采的各個環節全部實現機械化開采，并結合應用。包括了切煤、采煤、裝煤、運煤以及安全防護等全部生產環節。本文從煤礦綜合機械化采煤工藝的意義出發，介紹了綜合機械化采煤工藝應用的主要機械設備，并對常用的綜合機械化采煤工藝進行介紹。

關鍵詞：煤礦;綜合機械化;采煤工藝

我國是煤炭儲量大國，能源結構中也以煤炭為主，煤炭為我國的工業化建設做出了巨大的貢獻。隨著技術的發展和進步，機械設備大規模應用在我國的生產行業中。我國的煤炭行業也初步實現了綜合機械化生產，隨著煤炭開采的深入，煤炭開采中遇到的地質環境越來越復雜，也對我國的煤炭開采技術提出了更高的要求。在這樣的背景下，對煤炭綜合機械化采煤工藝進行研究，促進采煤工藝的發展，提高采煤效益，對于我國煤炭行業的發展和能源的持續供應具有重要的意義。

1 煤礦綜合機械化采煤工藝的意義

煤礦綜合機械化采煤工藝指的是在采煤工作面所有的生產環節全部實現機械化生產。包括破煤、采煤、裝煤、運煤以及防護等。煤礦綜合機械化采用工藝應用的意義主要體現為以下幾點：

1.1 提高工作效率

煤礦的采煤工作面環境惡劣，地質條件復雜，人工采煤不僅效率低下，而且安全隱患較多，易出現人生傷害事故，應用綜合機械化采煤工藝可以降低人工參與的環節，提高工作效率。

1.2 降低成本，提高收益

傳統的采煤工藝，人力參與為主，人力成本較高，為了提高采掘效率往往需要多面進行，并且生產環節較多，開采成本較高。采用煤礦綜合機械化采煤工藝可以有效的降低成本，減少生產環節，而且僅需要兩個工作面就可以實現大規模開采，極大的提高了采煤的收益。

1.3 提高安全性，避免人身傷害事故

傳統的采煤工藝，防護設施以及開采都以人力為主，開采事故率高，防護措施不到位，采用綜合機械化采煤工藝可以有效投稿防護措施的質量，并降低人員密集度，提高安全性。

2 綜合機械化采煤工藝設備種類及特點

煤礦綜合機械化采煤工藝的核心是機械設備，不同的機械設備經過有機組合形成了一個復雜的系統，任何一個設備都影響到綜合采煤工藝的進行和采煤效率。以下對主要的機械設備進行介紹：

2.1 采煤機

煤礦綜合機械化采煤工藝中采煤機是重要的生產設備，其主要的功能使割煤和落煤，我國目前應用較為廣泛的采煤機是雙滾筒式采煤機，其相比普通的采煤機其生產效率較高，基本結構和工作原理都比較相似，但是其功率更高，因此性能也更高。針對工作面落煤的開采主要應用滾筒式采煤機和刨煤機相結合的方式進行。

2.2 轉載機可伸縮帶式輸送機

轉載機主要位于工作面運輸機和伸縮帶式輸送機之間，因此其本質上是橋式的刮板輸送機。轉載機在工作時，可以將巷道地板進行升高，工作面的煤可以順利的轉運到輸送機，伸縮帶式輸送機轉運中隨著轉載機的轉載進行移動，并隨著工作面的推進進行長度調整，轉載機有效的將工作面運輸機和伸縮帶式輸送機結合在了一起，提高了運煤的效率，保證了運煤的連續性，有效縮短了運煤的時間，保證工作面的煤炭不積壓從而影響采煤工作的進行。相比于人工運輸，不僅成本更低而且效率更高。

2.3 液壓支架

液壓支架主要的作用是對采煤工作面的高壓力進行控制，提高工作面的安全性，在綜合機械化采煤工藝中具有非常重要的作用。液壓支架又被稱為工作面自移式液壓支架，其主要是以儲存的高壓液體為動力，對采煤工作面的頂板進行有效的支護，防止矸石等落到工作面，影響采煤工作。液壓支架還可以應用在輸送機的維修以及輸送機機頭機尾的錨固等方面。

2.4 移動變電站及乳化液泵站

由于煤礦在開采的過程中工作面需要不斷的移動，因此其機械設備也要不斷的移動，在這種情況下為保證電力的供應，采煤工作面主要使用移動變電站保證電源的供應。移動變電站可以保證機械電氣設備連續的電力供應，并且使用方面，架設效率更高，且可以進行回收。乳化液泵站在煤礦綜合機械化開采工藝中是為機械設備提供高壓液體的作用，最為主要的是為液壓支架提供所需的高壓液體。以實現對開采工作面的支護，乳化液泵站也是可移動的，隨著工作面的推進可以不斷的變換位置，方面易用，靈活性強。

3 常見幾種綜合機械化采煤工藝

針對不同的采煤工作面應用的綜合機械化采煤工藝也不同，以下對常用的綜合機械化采煤工藝進行簡單的介紹：

3.1 長壁綜合機械化開采

煤礦綜合機械化開采工藝最主要的是通過各個環節的機械化生產，實現有機的結合，保證采煤工作的穩定性、連續性和安全性，提高采煤的效率，降低采煤的成本。長壁綜合機械化開采是實際采煤工作中運用較多的一種綜合計劃化開采方式，面對傾斜煤層，其可以高效的發揮作用。長壁綜合機械化開采可以通過加大采煤工作面的長度提高采煤機的采煤量，并可以有效降低端頭作業的環節以及工作面的斜切進刀，起到節約采煤時間提高采煤效率的作用。因此，采用長壁綜合機械化開采時可以通過增加工作面的長度降低工作面的移動次數。在實際生產過程中，對于工作面長度的影響因素較多，主要為采煤工作面的地質情況、伸縮帶式輸送機的鋪設長度以及掘進支護的質量等。因此，為了有效提高長壁綜合機械化開采時開采工作面的長度，在實際開采時要根據以上影響因素進行控制和綜合分析，充分發揮其優勢，避免其影響因素。

3.2 短壁綜合機械化開采

短壁綜合機械化采煤工藝主要是對回采巷道進行機械化快速掘進中使用以及在采煤工作面上下端頭的快速施工中使用。短壁綜合機械化采煤應用范圍廣，優點較多，將采煤和掘進有機的結合在了一起，因此其相對來說較為靈活，可以在很多開采工作中使用，比如其可以將開采出的不規則煤塊回收，緩解采掘比例失衡的現象以及工作面的接替緊張的現象。短壁綜合機械化采煤工藝不適合在長壁開采工作面使用，適合于五地勢限制的大厚煤層使用，因此應用前要先了解煤層的實際情況。

3.3 放頂煤綜合機械化開采

我國的煤炭儲量中，厚煤層的開采較為多。在厚煤層開采中，最常用的綜合機械化開采工藝為放頂煤綜合機械化開采方法。在進行這種工藝方法進行開采時，要嚴格遵循采煤工作面的步驟依次進行，主要順序為落煤、裝煤、運煤，截煤時每隔兩三刀就要先暫停，然后打開放煤窗口，將煤從支架后部的運輸機運出后再機械截煤，如此循環進行，完成所有的放煤工作后再向前推進。

3.4 薄煤層綜合機械化開采

薄煤層的開采在我國的煤炭開采中占比一直不高，主要是其成本相對較高，開采效率較低，綜合收益降低。隨著中厚煤層開采時間越來越長，開采深度越來越深，而我國對能源的需求日益增長，薄煤層的開采逐漸受到了重視。目前薄煤層的機械化開采應用的主要有滾石采煤機、刨煤機開采已經螺旋鉆機開采等方式，綜合機械化開采能力還不足，需要更多的研究和發展。

4 結束語

我國是煤炭生產大國，也是應用大國，在我國的能源結構中，煤炭一直占據著主要的位置，為我國的現代化工業發展做出了巨大的貢獻。目前我國的煤炭開采已經基本實現了綜合機械化開采工藝，有效提高了生產效率，降低了開采成本，提高了生產的安全性和效益。隨著技術的發展和進步，新工藝和新設備不斷應用，煤礦的開采工藝也將不斷發生進步，為了保障國家的能源需求，企業也應用加大研究力度，對煤礦綜合機械化采煤工藝不斷優化，提高競爭力和生產效益。

參考文獻：

[1]荊衛兵.淺析煤礦綜合機械化采煤工藝[J].能源與節能， 2017（1）：176-177.