煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝的研究

牛劍東

（山西汾西礦業(yè)南關(guān)煤業(yè)有限公司， 山西 晉中 031304）

在我國(guó)的采煤行業(yè)中，采煤技術(shù)水平直接關(guān)系著煤礦企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)能力的高低。先進(jìn)的采煤技術(shù)水平和科學(xué)的管理方式能夠促進(jìn)采煤企業(yè)的高效運(yùn)行。如果在煤礦企業(yè)采煤過(guò)程中不能及時(shí)的更新傳統(tǒng)的采煤技術(shù)，那么就不能很好的適應(yīng)社會(huì)對(duì)煤炭資源的需求，也不能取得企業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。因此很多煤炭企業(yè)都針對(duì)自身的采煤設(shè)備以及采煤技術(shù)進(jìn)行了革新，在這樣的環(huán)境下，綜合機(jī)械化采煤技術(shù)在我國(guó)過(guò)煤礦中得到了廣泛的應(yīng)用，該技術(shù)在對(duì)我國(guó)煤礦企業(yè)生產(chǎn)效率提升非常明顯，本文主要針對(duì)綜合機(jī)械化采煤工藝設(shè)備以及工藝流程等進(jìn)行了研究。而任何先進(jìn)生產(chǎn)工藝的實(shí)施都離不開(kāi)生產(chǎn)設(shè)備的支持，因此，針對(duì)機(jī)械化采煤工藝設(shè)備的研究是非常有必要的。如何才能發(fā)揮出機(jī)械化采煤技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并為煤礦帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益，為煤礦企業(yè)提供更加安全高效的采煤工藝，是目前針對(duì)綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的主要研究課題[1]。

1 綜合機(jī)械化采煤工藝設(shè)備種類(lèi)及特點(diǎn)

1.1 采煤機(jī)

采煤機(jī)在煤礦開(kāi)采過(guò)程中主要的作用就是割煤和落煤。針對(duì)工作面的落煤進(jìn)行開(kāi)采的時(shí)候一般情況下都會(huì)使用滾筒式采煤機(jī)或者刨煤機(jī)[2]。在我國(guó)煤礦開(kāi)采作業(yè)過(guò)程中應(yīng)用比較廣泛的采煤機(jī)是雙滾筒采煤機(jī)，該采煤機(jī)與普通的采煤機(jī)相比較，其結(jié)構(gòu)特性以及基本工作原理差異性很小，但是該采煤機(jī)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中技術(shù)優(yōu)勢(shì)比較明顯。就采煤機(jī)的功率以及生產(chǎn)效率而言，雙滾筒采煤機(jī)與普通的采煤機(jī)相比較功率以及設(shè)備性能都有比較明顯的優(yōu)勢(shì)，而且實(shí)際的生產(chǎn)效率也更高。

1.2 轉(zhuǎn)載機(jī)可伸縮帶式輸送機(jī)

在我國(guó)煤礦中轉(zhuǎn)載機(jī)一般情況下都布置在工作面的出口區(qū)域運(yùn)輸平巷中，其實(shí)際上是一種橋式的刮板輸送機(jī)，轉(zhuǎn)載機(jī)的兩端分別與工作面輸送機(jī)以及帶輸送機(jī)的結(jié)尾相連接。轉(zhuǎn)載機(jī)兩端的連接方式在實(shí)際的工作狀態(tài)中能夠?qū)⑾锏赖匕暹M(jìn)行升高，這樣工作面上的煤就能順利的轉(zhuǎn)運(yùn)到輸送機(jī)上，而運(yùn)輸機(jī)在實(shí)際的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中是隨著轉(zhuǎn)載機(jī)轉(zhuǎn)載的進(jìn)行而不斷移動(dòng)的，運(yùn)輸機(jī)的工作面每當(dāng)推進(jìn)25～50 m后就會(huì)進(jìn)行一次長(zhǎng)度調(diào)整。轉(zhuǎn)載機(jī)在采煤作業(yè)中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了運(yùn)輸機(jī)與帶式輸送機(jī)的有機(jī)結(jié)合，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了煤礦運(yùn)煤的連續(xù)性，使得運(yùn)煤的速度得到了極大的提升。這樣實(shí)際的運(yùn)煤效率也得到了極大的提升，煤炭生產(chǎn)時(shí)間的縮短使得煤礦的生產(chǎn)效益得到了提升，使得煤礦的生產(chǎn)開(kāi)采能夠更好地適應(yīng)現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)作業(yè)對(duì)采煤速度以及連續(xù)性的要求，

1.3 液壓支架

液壓支架在煤礦行業(yè)中也被稱(chēng)為工作面自移式液壓支架，液壓支架在實(shí)際的工作過(guò)程中主要是將高壓液體作為其工作的主要?jiǎng)恿?lái)源，并依靠高壓液體的動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)頂板的支護(hù)，實(shí)現(xiàn)支架的遷移，將輸送機(jī)進(jìn)行推移，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)采空區(qū)的處理等相關(guān)的采煤工序。此外，在井下的工作面、下出口、以及輸送機(jī)的維修的等方面液壓支架也有很好的應(yīng)用，另外，液壓支架還可以用來(lái)進(jìn)行輸送機(jī)頭以及機(jī)尾的錨固。在我國(guó)的來(lái)礦井中主要使用的液壓支架為ZJ3600/15/36型液壓支架[3]，該型號(hào)液壓支架被稱(chēng)為急傾斜支撐掩護(hù)式液壓支架，其主要的技術(shù)參數(shù)如下頁(yè)表1所示。

改型號(hào)的液壓支架主要是由于在工作面的上出口，而針對(duì)工作面的下出口使用的液壓支架的型號(hào)主要為ZTHJ11400/15/23型，該型號(hào)的液壓支架是一種橫式的液壓支架。

表1 ZJ3600/15/36型急傾斜支撐掩護(hù)式液壓支架技術(shù)參數(shù)

1.4 移動(dòng)變電站及乳化液泵站

回采作業(yè)的不斷進(jìn)行使得為回采面提供電力供應(yīng)的變電站也要隨時(shí)進(jìn)行移動(dòng)才能滿(mǎn)足回采作業(yè)的實(shí)際需求。針對(duì)這種情況，煤礦行業(yè)普遍使用了移動(dòng)變電站，礦區(qū)變電所輸送工作面的電力在經(jīng)過(guò)移動(dòng)變電站轉(zhuǎn)換后就能很好的利用在綜采電器設(shè)備上，使得回采作業(yè)的電氣設(shè)備在采煤作業(yè)過(guò)程中能夠得到連續(xù)的電力供應(yīng)。乳化液泵站在采煤作業(yè)中應(yīng)用主要是為回采面的設(shè)備提供高壓的液體，其中主要的高壓液體使用設(shè)備是液壓支架，在乳化液泵站提供的高壓液體的支撐下，綜采設(shè)備實(shí)現(xiàn)了對(duì)回采面的支護(hù)，保證了回采面的支撐壓力，使得采煤作業(yè)實(shí)現(xiàn)了安全作業(yè)。

2 綜合機(jī)械化采煤工藝實(shí)踐應(yīng)用分析

綜采工藝在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中會(huì)涉及到采煤機(jī)、液壓支架、自移式液壓支架、輸送機(jī)以及與之相關(guān)的一些電氣設(shè)備，但是整體設(shè)備的利用與傳統(tǒng)采煤工藝相比較要簡(jiǎn)單的多。而在我國(guó)的煤礦采煤過(guò)程中按照工作面的性質(zhì)以及煤層的厚度區(qū)分可以分為長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開(kāi)采、短壁綜合機(jī)械化開(kāi)采、長(zhǎng)短壁綜合機(jī)械化開(kāi)采和放頂煤綜合機(jī)械化開(kāi)采等方式。以下結(jié)合某煤礦的具體情況對(duì)綜采工藝進(jìn)行分析探討。

2.1 工作面情況

某煤礦的工作面實(shí)際的標(biāo)高為+435～536 m的范圍內(nèi)，工作面對(duì)應(yīng)的地面標(biāo)高為+786～+840 m，工作面的整體走向長(zhǎng)度達(dá)到了95 m，工作面整體為單斜構(gòu)造。煤層的夾矸為3～4層，厚度達(dá)到1.16～2.65m，煤層的穩(wěn)定厚度值為2.30 m，因此可以判斷該煤層為急傾斜煤層[4]。

2.2 采煤方法

結(jié)合該煤礦實(shí)際的情況，采取了長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化采煤工藝，而割煤的過(guò)程中主要采取的是斜切進(jìn)刀方法，進(jìn)刀長(zhǎng)度超過(guò)40 m。使用的采煤機(jī)型號(hào)為MG 250/620-QWD，該采煤機(jī)為交流電牽引式，在割煤過(guò)程要嚴(yán)格講采高范圍控制在2.0～3.5 m。根據(jù)煤礦的生產(chǎn)實(shí)踐我們可以知道當(dāng)煤礦的煤層傾角要小于35°的時(shí)候，可以采取端部斜切進(jìn)刀，雙向割煤、雙滾筒采煤方式。如果煤層的傾角大于35°可以采取單向下行割煤作業(yè)方式。

2.3 支護(hù)方式

在該礦井的綜采工作面上出口的位置處主要采用的是知乎方式為上端頭支架，而如果上端頭支架不能到達(dá)支護(hù)的指定位置，可以將液壓支柱與工字鋼或者半圓木進(jìn)行配合，但是要保證其方向與煤層的傾斜方向相同，主要使用的支護(hù)方式為一梁二柱的方式來(lái)進(jìn)行支護(hù)的架設(shè)，支護(hù)架設(shè)過(guò)程中要保證柱距達(dá)到要求的0.8 m。同時(shí)保證1 m的棚距。

針對(duì)綜采工作面的下出口頂板支護(hù)主要使用了ZTHJ11400/15/23型急傾斜液壓支架，要保證液壓支架的排列沿著煤層壁的方向進(jìn)行橫向排列。同時(shí)確保支柱之間的間隙達(dá)到要求的0.4 m。

從綜采面的煤壁其10 m的范圍內(nèi)排列超前支柱作為機(jī)巷的超前支護(hù)，并保證支護(hù)的柱距之間的距離為要求的1 m以?xún)?nèi)，在綜采工作面的煤壁的10～20 m范圍內(nèi)將超前支柱進(jìn)行單排排列，支護(hù)作業(yè)方式主要使用戴帽點(diǎn)柱的方式，保持柱距為1 m。

2.4 工作面移架

該礦井的工作面移架方式采取了追機(jī)移架方式，也就是說(shuō)在割煤作業(yè)完畢后，要先移動(dòng)支架，在將刮板輸送機(jī)進(jìn)行移動(dòng)，圖1為移架。一般情況下，在移架的過(guò)程中其速度要比采煤機(jī)落后3～5個(gè)移架的距離，而且要保證將移架的步距控制在0.6 m以?xún)?nèi)。

圖1 移架示意圖

3 結(jié)語(yǔ)

在煤礦的生產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中，開(kāi)采方式的選擇要根據(jù)煤礦實(shí)際的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行合理的選擇，這樣才能保證煤礦開(kāi)采安全、穩(wěn)定的進(jìn)行。煤礦開(kāi)采過(guò)程中應(yīng)用綜合機(jī)械化采煤工藝的應(yīng)用能夠有效的減輕作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也能為煤礦節(jié)省大量的人力、物力，為煤礦節(jié)省生產(chǎn)成本。與傳統(tǒng)的采煤工藝相比較，綜合機(jī)械化采煤工藝不僅能夠提升采煤的安全性，同時(shí)也能極大的提升采煤的速度，通過(guò)對(duì)某煤礦機(jī)械化采煤工藝的分析，可以為具有相似采煤工作面條件的煤礦開(kāi)采采煤工藝選擇提供具有參考價(jià)值的依據(jù)。