煤礦采煤中的綜合機械化采煤工藝分析

張晉英

（寧武縣能源發展中心， 山西 忻州 036700）

引言

隨著基礎設施數量的增加，電力消耗也隨之增長。目前，我國的電力主要是通過燃煤產生，所以電力需求的激增，導致對煤炭需求量的增加。為了加快煤炭供應，必須改進現有的煤炭開采工藝，使煤炭供應能夠滿足需求。綜合機械化采煤工藝是最常用的采煤方法，這種方法雖然有很多優點，但是它的缺點也不容忽視，因此找出缺點并加以改進，可以有效地加快煤礦開采速度。

1 綜合機械化采煤工藝概述

綜合機械化采煤工藝實現了煤炭開采機械化、自動化，這是它不同于傳統采煤工藝的一大重要特點。煤礦綜合機械化工藝流程可實現煤礦破碎、運煤、支護等煤礦各環節的機械化，保障煤礦作業各環節的工作效率，能夠有效保護相關人員的人身安全[1]。綜合機械化采煤工藝的應用，不僅可以為企業解放人力、節約資金，同時還能創造出更大的經濟價值。

綜合機械化采煤技術是煤礦企業中一項非常重要的采煤工藝。在受條件限制的傳統煤礦開采作業中，煤礦開采作業受采礦環境的影響，極大地限制了煤礦的開采速度，對人身安全構成了一定的威脅，限制了煤礦企業的發展。綜合機械化采煤工藝可實現采煤作業全程機械化，有效降低地質因素、煤層高度、坡度等難題。隨著煤炭開采技術的發展，環境因素在煤炭開采過程中的影響也有所降低，這在很大程度上提高了開采效率。煤礦綜合機械化開采技術的出現，對煤礦企業安全開采煤炭起到了至關重要的作用。

2 綜合機械化采煤設備

2.1 采煤機

采煤機是一種融合了機械技術、液壓技術、電氣技術和信息技術等各種先進技術的機械設備，其內部機械結構較為復雜、種類繁多。綜合機械化采煤在很大程度上體現在采煤機上，適用于大多數煤礦開采場景，比較常見的采煤機有刨煤機、滾筒式采煤機等。雙筒采煤機高度可調，比單滾筒采煤機具有更高的開采效率和更好的開采質量，廣泛應用于各大煤礦[2]。

2.2 工作面輸送機

工作面輸送機的主要作用是在煤礦的開采過程中運輸煤炭，同時工作面輸送機還可以作為采煤機支架的支撐點，以及采煤機在煤礦道路上的運行軌道。在煤炭開采過程中，配合采煤機是輸送機必要的工作條件，其主要目的是將開采出來的煤炭資源運送到指定地點。如果輸送鏈或傳動裝置出現問題，煤炭會在輸送帶上堆積過多，嚴重影響運輸效率。工作面輸送機的運行狀況關系到煤礦的開采進度。可彎曲刮板輸送機傳動效率高、適用范圍廣、強度高、能適應惡劣的工作環境，因此，廣泛應用于煤礦工作面。

2.3 裝載機

裝載機屬于刮板輸送機的一種，通常只安裝在地下出口和平坦道路上。裝載機有兩個端點，一個端點與皮帶輸送機相連，另一端與工作臺面輸送機相連，開采出的煤炭通過工作臺面輸送機，運出礦井。裝載機和皮帶輸送機，裝載機工作面、帶式輸送機和工作面輸送機的工作條件必須一致，以確保最大限度地進行煤炭運輸。

2.4 液壓支架

整套綜合機械化采煤設備能否正常運行，取決于液壓支架這一重要結構。液壓支架的主要作用是給采煤機提供足夠的壓力，并以此控制采煤機的正常運行。在煤礦開采過程中，液壓支架可以保證頂板的支撐強度足夠高，以保證采礦現場的安全。應用液壓支架時，應注意液壓支架與其他采煤設備的有效連接，液壓支架與其他機械設備配合使用，確保達到最佳工作條件[3]。

2.5 移動變電站

移動變電站的主要功能是在采煤過程中為設備保障供電。電力供應可以保障綜合機械化開采，煤炭裝備保障了煤礦投產后的運行效率，為煤礦企業創造了更大的價值。乳化液泵站平時可以給設備提供良好、穩定的電壓，保證采煤作業的順利進行。但是在開采過程中，乳化液泵站如果存在供電不足的現象，這時就需要使用移動變電站進行供電。保障供電，才能保障采煤效率。

3 綜合機械化在采煤過程中的常見問題及解決方案

3.1 巷道掘進瓦斯涌出

在礦區開采中，煤層的厚度通常不是均勻的。隨著煤礦開采深度的逐漸增加，圍巖的滲透性也逐漸增加，瓦斯噴出，一旦遇到火花就會導致瓦斯事故發生，給工人的人身安全帶來巨大的威脅。一般來說，煤礦瓦斯源主要是由落煤和瓦斯涌出產生的，落煤的主要原因是采煤機逐漸切開煤層，煤礦中的巖石逐漸收縮，導致圍巖存在變形或坍塌的風險，同時發生瓦斯泄漏。瓦斯涌出問題主要是由于圍巖或巖石中存在裂縫，瓦斯通過裂縫逐漸滲入路面。因此，需要進行瓦斯治理，降低道路瓦斯含量，保障礦區開采安全。

3.2 采煤掘進過程

在煤礦開采過程中應主要在以下幾個方面進行重點關注。第一，頂板的管理。礦區事故主要由倒塌柱和斷層區引起。因此，有必要重點管理這些區域并控制采礦期間的支撐質量。第二，煤礦作業過程中，煤礦作業人員根據煤層的特點，為了保障作業的穩定性喝安全性，應該選擇合適的運行速度以減少煤礦頂板碰撞，避免安全事故的發生。第三，在開挖過程中加強開采過程中的管理，比如一些采煤設備出現零件損壞問題，必須及時更換，確保設備正常工作。第四，礦區頂板管理也是一個關鍵因素，如一些斷層、頂板裂縫等可能造成徑流，應采取適當的排水措施，及時排除礦區外的積水。這樣可以在一定程度上保證煤礦的安全，對控制煤的水分起到一定的作用，這是實際開采中必須注意的。

3.3 支護結構的保護

結合礦區實際情況，支護結構必須采用專用的工具和設備對支座進行改進，以提高支座的整體預應力和抗剪強度。同時，成套標準化結構的應用，也大大提高了整個支撐結構的整體性，對于保證結構的穩定性發揮著重要的作用。通過加厚托板來提高托板的抗變形能力和抗壓能力，可以有效防止因托板變形而發生頂板墜落等事故，保證托板的穩定性，才能使煤礦更高效、更安全，同時確保支撐結構和道路運營的安全。

4 結語

現代煤炭開采與綜合機械化采煤技術已經在現代科學技術發展潮流中巧妙地結合在了一起。采用先進采煤設備和采煤技術，可以有效提高煤礦開采效率，防止煤炭資源在開采過程中的浪費，從而達到綠色開采煤炭資源的目的，使煤炭資源的綜合利用率進一步提高。各煤礦企業應充分考慮自身發展需求，科學合理地選擇綜合機械化開采技術和裝備，從根本上提高企業煤礦生產效率和生產質量。