煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝的發(fā)展與應(yīng)用探析

田衛(wèi)東

摘要：隨著社會(huì)的進(jìn)步，時(shí)代的發(fā)展，越來(lái)越多先進(jìn)的采煤技術(shù)出現(xiàn)在我們的生活和工作中。其中包含多種機(jī)械設(shè)備，比如熟知的采煤機(jī)、液壓支架以及自移式液壓支架和輸送機(jī)等。采用綜合機(jī)械化采煤工藝相對(duì)于傳統(tǒng)的采煤方式來(lái)說(shuō)更為簡(jiǎn)便，也能夠很大程度的提高工作效率。所以，本文將對(duì)煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝的優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用、所需設(shè)備、發(fā)展作出探究，并簡(jiǎn)要闡述影響綜合機(jī)械化采煤的主要因素。

關(guān)鍵詞：煤礦;綜合機(jī)械化;采煤工藝

一般來(lái)說(shuō)，綜合機(jī)械化采煤工藝包含著破煤、裝煤以及運(yùn)煤和必要的巷道維護(hù)和以及頂板管理等全方位工作，這些工作的完成主要依賴于現(xiàn)代機(jī)械。綜合機(jī)械化采煤相對(duì)于以往的采煤方式來(lái)說(shuō)，具有更高的自動(dòng)化水平，同時(shí)還能夠廣泛利用機(jī)械來(lái)提高生產(chǎn)效率。因此將綜合機(jī)械化采煤工藝應(yīng)用到煤炭開(kāi)采中不僅能夠有效地節(jié)約生產(chǎn)成本，同時(shí)還能夠極大程度的提高采煤的效率。利用綜合機(jī)械化采煤工藝來(lái)進(jìn)行開(kāi)采工作也能夠有效地規(guī)避傳統(tǒng)開(kāi)采中可能會(huì)造成的人員傷亡事故，更大程度上的實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)的目標(biāo)。

一、煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝概述

1.煤礦綜合機(jī)械化采煤的優(yōu)勢(shì)

目前，綜合機(jī)械化采煤已經(jīng)成為世界先進(jìn)的采煤設(shè)備之一，此工藝在破碎、裝載、運(yùn)輸、支撐、處理五大煤礦開(kāi)采環(huán)節(jié)，均能夠機(jī)械化生產(chǎn)，也可以將其稱之為“綜合采礦”。綜合采礦最大限度提高了生產(chǎn)效率，消除了中間勞動(dòng)環(huán)節(jié)，具有提高采煤安全性、可靠性、工作面支護(hù)強(qiáng)度、生產(chǎn)率的重要優(yōu)勢(shì)，可切實(shí)達(dá)到高效節(jié)能生產(chǎn)要求。

2.煤礦綜合機(jī)械化采煤的應(yīng)用

近十年來(lái)，長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化采煤是最常用的綜合采礦方法，其工作面布置僅有開(kāi)切眼、運(yùn)輸平巷、回風(fēng)平巷，可在盡可能減少工作面作業(yè)時(shí)間的同時(shí)，提升采煤產(chǎn)量。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)以最低噸煤成本或最高工作面日產(chǎn)量為標(biāo)準(zhǔn)，確定工作面長(zhǎng)度，刮板輸送機(jī)鋪設(shè)長(zhǎng)度和工作面地質(zhì)條件則是制約工作面長(zhǎng)度的主要因素。可通過(guò)增加工作面拉伸長(zhǎng)度等方式，減少工作面的搬家次數(shù)，采場(chǎng)地基結(jié)構(gòu)、輸送機(jī)鋪設(shè)長(zhǎng)度、回采巷道的支護(hù)和掘進(jìn)則是制約工作面走向長(zhǎng)度的根本原因。

二、煤礦綜合機(jī)械化對(duì)煤礦資源開(kāi)采與生產(chǎn)的重要性

煤礦資源是推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)繁榮發(fā)展的重要因素之一，城市現(xiàn)代化建設(shè)和發(fā)展也需要大量煤礦資源的支持。目前，我國(guó)的煤礦資源大都應(yīng)用于熱力和電力的供應(yīng)以及日常生活中的動(dòng)能供應(yīng)，能夠滿足大部分的需求，保障社會(huì)的穩(wěn)定運(yùn)行。由于煤礦資源屬于不可再生資源，所以在大規(guī)模開(kāi)采過(guò)程中，要注意資源的有效性和使用性等問(wèn)題，以免出現(xiàn)煤礦資源分配不均等現(xiàn)象。將煤礦綜合機(jī)械化的采煤工藝應(yīng)用其中，能夠有效避免以上問(wèn)題，巧妙地利用現(xiàn)代化的采煤技術(shù)，不斷優(yōu)化現(xiàn)有礦井作業(yè)過(guò)程中開(kāi)采煤礦資源的流程，更好地將采煤工藝和技術(shù)運(yùn)用到礦井開(kāi)采的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，從而提高煤礦開(kāi)采和生產(chǎn)流程的管理水平。此外，煤礦綜合機(jī)械化生產(chǎn)模式有助于實(shí)現(xiàn)煤礦資源運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械化操作，進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)煤礦井內(nèi)機(jī)械化操作的全面性管理，進(jìn)而達(dá)到提高生產(chǎn)效率的效果。從中可以看出，煤礦井內(nèi)機(jī)械化操作的發(fā)展在整個(gè)煤礦資源開(kāi)采過(guò)程中占據(jù)重要地位，因此，要充分發(fā)揮綜合機(jī)械化的優(yōu)勢(shì)，促使煤礦資源產(chǎn)能最大化，從而實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)采煤技術(shù)開(kāi)發(fā)能力和管理能力的提升。

三、綜合機(jī)械化采煤的影響因素

1.瓦斯影響

由于綜合機(jī)械化采煤工藝具有強(qiáng)度大、速度快等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，因此瓦斯的釋放量也會(huì)隨之增大，若出現(xiàn)瓦斯無(wú)法有效排放或涌出現(xiàn)象，超過(guò)了安全法規(guī)的范圍，將會(huì)對(duì)綜合機(jī)械化采礦的生產(chǎn)能力造成嚴(yán)重限制。因此，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注瓦斯含量較高的開(kāi)采區(qū)域，并加強(qiáng)對(duì)該區(qū)域的勘測(cè)和研究，在保證瓦斯安全排放和提前釋放的前提下，建立相應(yīng)報(bào)警機(jī)制，采取針對(duì)性的預(yù)防措施，降低瓦斯對(duì)綜合機(jī)械化采煤工作的影響。

2.地理地質(zhì)結(jié)構(gòu)

地理地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)綜合機(jī)械化采煤的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，斷層面傾角對(duì)綜合采煤技術(shù)的影響;其次，支架的下限高度無(wú)法通過(guò)工作層;最后，在相同斷層落差的情況下，逆斷層與正斷層相比，對(duì)綜合機(jī)械化施工的影響更大。因此，應(yīng)在工作面設(shè)計(jì)前，對(duì)施工范圍內(nèi)地理地質(zhì)結(jié)構(gòu)做出全面勘察，并制定針對(duì)性的施工計(jì)劃。

3.煤層厚度

影響煤層的硬度、厚度等都與綜合機(jī)械化采煤難度具有密切關(guān)聯(lián)，主要體現(xiàn)在開(kāi)采地點(diǎn)、范圍及結(jié)構(gòu)等方面。因此，綜合采煤設(shè)備應(yīng)根據(jù)不同煤層情況及時(shí)做出調(diào)整，對(duì)于部分煤層厚度較大工作面，可將其劃分為不同地域，開(kāi)展測(cè)量和劃分，部分薄煤層則具有采煤設(shè)備工作困難、工作范圍小等特點(diǎn)，從煤層厚度、硬度等方面著手選擇機(jī)械化采煤技術(shù)，可為我國(guó)綜合機(jī)械化采煤工藝發(fā)展提供充足的理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)支持。

四、綜合機(jī)械化采煤工藝

1.長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開(kāi)采

所謂的長(zhǎng)壁采煤，也就是在開(kāi)采過(guò)程中沿著煤層傾斜的方向來(lái)向上或者向下進(jìn)行開(kāi)采，對(duì)于巷道的走向和回風(fēng)巷道的走向確定均按照煤層傾斜方向來(lái)確定。一般來(lái)說(shuō)主要包含著傾斜開(kāi)采和俯斜開(kāi)采，將兩者與前進(jìn)和后退式開(kāi)采方式進(jìn)行結(jié)合。我們必須要認(rèn)識(shí)到在實(shí)際開(kāi)采工作過(guò)程中傾斜長(zhǎng)壁采煤方式有一定的缺點(diǎn)。比如開(kāi)采速度相對(duì)較低，同時(shí)支護(hù)難度相對(duì)于普通開(kāi)采來(lái)說(shuō)也有所提高。更為重要的是在傾斜開(kāi)采過(guò)程中很容易會(huì)由于地層滲水而導(dǎo)致煤礦開(kāi)采中出現(xiàn)積水嚴(yán)重的現(xiàn)象。同時(shí)我們還必須要認(rèn)識(shí)到其優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)用此方法能夠有效的對(duì)于巷道頂板下沉進(jìn)行控制同時(shí)還能夠避免底板鼓起，這都能夠提高巷道的穩(wěn)定性。

2.應(yīng)用短壁綜合機(jī)械化開(kāi)采工藝

現(xiàn)今階段使用最多，作業(yè)最廣的煤礦開(kāi)采方式就是短壁綜合機(jī)械化開(kāi)采。短壁綜合機(jī)械化開(kāi)采優(yōu)點(diǎn)很多，因?yàn)樗哂泻芎玫撵`活性，并且開(kāi)采速度快。它可以應(yīng)用于一些中厚層的煤礦進(jìn)行開(kāi)采。并且在一些不適合長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開(kāi)采的礦井中，可以進(jìn)行短壁綜合機(jī)械化開(kāi)采，從而提升煤礦開(kāi)采效率。同時(shí)短壁綜合機(jī)械化開(kāi)采的安全系數(shù)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它煤礦開(kāi)采技術(shù)。短壁綜合機(jī)械化開(kāi)采工藝對(duì)一些有用的資源進(jìn)行回收。另外短壁綜合機(jī)械化開(kāi)采工藝還能對(duì)煤礦開(kāi)采挖掘中因?yàn)椴僮鞑划?dāng)，從而導(dǎo)致的各種生態(tài)環(huán)境失調(diào)進(jìn)行處理。

3.短長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開(kāi)采

短長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開(kāi)采就是在已經(jīng)挖掘的巷道柱式開(kāi)發(fā)區(qū)域內(nèi)設(shè)置長(zhǎng)壁工作面，之后應(yīng)用綜合開(kāi)采機(jī)械設(shè)備來(lái)進(jìn)行開(kāi)采的新型采煤方式。這種開(kāi)采方式對(duì)于一些實(shí)力相對(duì)薄弱的小型企業(yè)來(lái)說(shuō)具有非常明顯的實(shí)際意義。但是這種長(zhǎng)短壁綜合機(jī)械化開(kāi)采方式通常會(huì)受到地下煤層的實(shí)際地質(zhì)情況影響，這就對(duì)于機(jī)械應(yīng)用提出了更高的要求。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，高動(dòng)力機(jī)械也將不斷的被研發(fā)出來(lái)，那么短長(zhǎng)壁綜合開(kāi)采方式也就能夠逐漸實(shí)現(xiàn)。

4.薄煤層綜合機(jī)械化開(kāi)采工藝

因?yàn)楸∶簩拥拈_(kāi)采難度系數(shù)過(guò)大，同時(shí)受到不同的地質(zhì)環(huán)境影響，薄煤層的煤礦產(chǎn)量也比較低。綜合起來(lái)薄煤層的開(kāi)采并不能有很大的經(jīng)濟(jì)效益。但是因?yàn)楝F(xiàn)在煤礦產(chǎn)業(yè)愈加迅猛的發(fā)展，煤礦資源又具有不可再生性，為了保持生態(tài)平衡，同時(shí)又要滿足我們?cè)谌粘Ｉ钪幸约肮ぷ髦忻禾康男枨罅浚晕覈?guó)也在不斷的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與研發(fā)，希望能找到新的適合薄煤層煤礦的開(kāi)采方式與開(kāi)采機(jī)械。隨著這些年的不斷完善與努力，在使用一些薄煤層綜合機(jī)械化開(kāi)采工藝后，明顯的提高了薄煤層的開(kāi)采速度，以及開(kāi)采質(zhì)量。并且降低了薄煤層的開(kāi)采成本，有效的增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段我國(guó)煤礦行業(yè)正處于向集約化和規(guī)模化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期。所以，就必須要深入了解煤礦綜合機(jī)械化開(kāi)采工藝的種類和特點(diǎn)，只有這樣才能夠有針對(duì)性地進(jìn)行創(chuàng)新研究，進(jìn)一步的推動(dòng)煤礦企業(yè)的快速發(fā)展。

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