關(guān)于煤礦綜合機(jī)械化的采煤工藝研究

崔文勝 馬景東

摘要：煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝對(duì)于煤礦的高效運(yùn)作，有利實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)中的安全、綠色生產(chǎn)，都具備著重要的意義。通過(guò)分析煤礦綜合機(jī)械化采煤設(shè)備的狀況，并研究了幾種采煤工藝的特點(diǎn)，對(duì)于煤礦企業(yè)選擇合理的采煤工藝提供一定的借鑒價(jià)值。綜合機(jī)械化采煤是指采煤工作面的破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)、頂板管理等基本工序全面實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)。煤礦的綜合機(jī)械化采掘技術(shù)是增產(chǎn)增效推進(jìn)煤礦建設(shè)，實(shí)現(xiàn)煤礦高產(chǎn)、高效、安全、潔凈開(kāi)采的基礎(chǔ)。本文從實(shí)際出發(fā)，對(duì)煤礦綜合機(jī)械化采煤主要設(shè)備狀況進(jìn)行了闡述，最后對(duì)綜合機(jī)械化采煤工藝進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：煤礦；綜合機(jī)械化；采煤工藝

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)能源的需求逐年增加，這就要求煤礦企業(yè)增加煤炭生產(chǎn)量，并保證低成本和低投入。煤礦企業(yè)在保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康快速發(fā)展中起到了重要的推進(jìn)作用，但是煤礦的生產(chǎn)能力與煤礦的采煤方式有直接關(guān)系，采用何種開(kāi)采方式及支護(hù)方式或者運(yùn)輸方式都會(huì)直接影響采煤的效率，從而影響煤礦企業(yè)的效益。煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝是提升煤礦生產(chǎn)效率的重要舉措，對(duì)于煤礦巷道特殊施工環(huán)境下的采掘技術(shù)及建設(shè)現(xiàn)代化礦井，改善小煤礦，提升煤礦的出煤率十分有必要。

1、煤礦綜合機(jī)械化采煤設(shè)備狀況

1.1 采煤機(jī)

采煤機(jī)對(duì)于巷道的采煤來(lái)說(shuō)是最為核心的部件，而且采煤機(jī)是最容易發(fā)生故障的機(jī)械。采煤機(jī)是由采煤機(jī)械系統(tǒng)、動(dòng)力供給系統(tǒng)、操作系統(tǒng)及電力系統(tǒng)等多種系統(tǒng)組成的綜合化機(jī)械設(shè)備。

采煤機(jī)可以分為單滾筒和雙滾筒2種方式，單滾筒采煤機(jī)的滾筒是位于工作面的下端頭，這樣做可以相對(duì)降低工作面下方缺口的長(zhǎng)度，并且可以避免煤渣不通過(guò)機(jī)體的下方，這樣的開(kāi)挖及運(yùn)作效果比較好。而雙滾筒采煤機(jī)避免了在掌子面兩端存在缺口的問(wèn)題，利用這種方式可以很好地解決技術(shù)上的缺陷。

1.2 工作面輸送機(jī)

工作面輸送機(jī)是巷道開(kāi)挖之后的煤炭運(yùn)送到地面的重要方式之一，這種機(jī)械可以將巷道產(chǎn)生的煤炭直接運(yùn)送到地面進(jìn)行加工。運(yùn)輸機(jī)是由液壓支架進(jìn)行支撐，電力驅(qū)動(dòng)供電的方式進(jìn)行工作，并且運(yùn)輸量與煤礦的日生產(chǎn)量有直接關(guān)系。

1.3 液壓支架

液壓支架是為巷道工作面提供礦山壓力的重要結(jié)構(gòu)。綜采放頂煤采煤法是利用拱率較高的滾筒采煤機(jī)、綜采放頂煤液壓支架、工作面大功率刮板輸送機(jī)以及配套的機(jī)道轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)及其他附屬設(shè)備的綜合機(jī)械開(kāi)挖方式。這種開(kāi)挖方式生產(chǎn)效率高，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的作業(yè)方式，并且相對(duì)來(lái)說(shuō)經(jīng)濟(jì)成本低。

1.4 轉(zhuǎn)載機(jī)

在煤礦上講，轉(zhuǎn)載機(jī)是指順槽用刮板轉(zhuǎn)載機(jī)。是用于安裝在礦井工作面下出口段運(yùn)輸平巷內(nèi)的橋式刮板輸送機(jī)。在運(yùn)載機(jī)的一側(cè)與掌子面的運(yùn)送機(jī)相連，另一端與帶式輸送機(jī)的機(jī)尾相連接，配合輸送機(jī)將煤炭輸送至地面。

1.5 可伸縮帶式輸送機(jī)

可伸縮帶式輸送機(jī)是根據(jù)巷道的具體形狀而制定的一種帶式輸送機(jī)，這種輸送機(jī)可以適應(yīng)巷道的走向及特點(diǎn)，若巷道的長(zhǎng)度很長(zhǎng)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)輸送帶的連接方式拉長(zhǎng)輸送機(jī)的尺寸，若巷道的長(zhǎng)度較短，可以通過(guò)調(diào)節(jié)輸送機(jī)的連接方式縮短輸送機(jī)的距離。

2、綜合機(jī)械化采煤工藝

綜合機(jī)械化采煤工藝是指在巷道采煤過(guò)程中的爆破、開(kāi)挖、支護(hù)、裝車(chē)、運(yùn)輸?shù)纫恍┝械臋C(jī)械過(guò)程，按照采煤的方式，可以將采煤的工藝分為長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開(kāi)挖、短壁綜合機(jī)械式開(kāi)挖及短長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開(kāi)采和放頂煤綜合機(jī)械化開(kāi)采。無(wú)論何種采煤工藝，都應(yīng)保證支護(hù)材料充分發(fā)揮作用，并最大程度實(shí)現(xiàn)資源的回收。煤礦開(kāi)采設(shè)計(jì)原則應(yīng)保證使用最低的能源或者資源實(shí)現(xiàn)高回報(bào)，這樣才能保證煤礦的綠色生產(chǎn)。

2.1 長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開(kāi)采

綜合機(jī)械化采煤一般用于緩傾斜或者傾斜煤層，包括落煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)、頂板控制以及回采巷道運(yùn)輸?shù)热繉?shí)現(xiàn)機(jī)械化的采煤方法。長(zhǎng)臂綜合機(jī)械化開(kāi)采中，如果加大綜采工作面的長(zhǎng)度，增加采煤機(jī)割一刀的煤量，就能夠相應(yīng)地減少工作面斜切進(jìn)刀及端頭作業(yè)等工序?qū)ιa(chǎn)的影響時(shí)間。綜采工作面長(zhǎng)度的確定，通常以工作面的日產(chǎn)量最高或噸煤成本最低為標(biāo)準(zhǔn)。影響工作面長(zhǎng)度因素較多，主要有工作面地質(zhì)條件和刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)長(zhǎng)度兩種。減少工作面搬家次數(shù)最有效的方法就是增加工作面的推進(jìn)長(zhǎng)度，而回采巷道的掘進(jìn)和支護(hù)、可伸縮帶式輸送機(jī)的鋪設(shè)長(zhǎng)度以及采場(chǎng)的地質(zhì)構(gòu)造等是影響工作面走向長(zhǎng)度增加的主要因素。

2.2 短壁綜合機(jī)械化開(kāi)采

短壁綜合機(jī)械化采煤工藝的應(yīng)用主要基于回采巷道實(shí)現(xiàn)機(jī)械化快速掘進(jìn)和綜采工作面上、下端頭的快速作業(yè)。其優(yōu)點(diǎn)是采掘合一、機(jī)動(dòng)靈活、適應(yīng)范圍廣。對(duì)煤柱及不規(guī)則塊等煤炭資源回收、“三下”壓煤開(kāi)采以及緩解采掘比例失調(diào)和工作面接替緊張?zhí)峁┝藦?qiáng)有力的支撐。該工藝適用于開(kāi)采緩傾斜中厚及厚煤層的中小型礦井，以及大型礦井回采塊段小、不適宜布置長(zhǎng)壁綜采工作面開(kāi)采的煤層。

2.3 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)采就是在已掘巷道巷柱式開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)布置長(zhǎng)壁工作面，并用綜采成套設(shè)備回采煤柱的新式采煤法，對(duì)中國(guó)中小型煤礦由巷柱式開(kāi)采改為長(zhǎng)壁綜采也具有借鑒價(jià)值。

2.4 放頂煤綜合機(jī)械化開(kāi)采

放頂煤開(kāi)采在中國(guó)的厚煤層應(yīng)用比較廣泛。放頂煤綜合機(jī)械化開(kāi)采的生產(chǎn)過(guò)程如下：工作面采煤機(jī)先截煤、移煤和推移輸送機(jī)等工序；進(jìn)行2～3刀后暫停截煤，依次分段打開(kāi)支架上放煤窗口放頂煤，出現(xiàn)矸石時(shí)，立即關(guān)閉放煤窗口； 直到工作面全長(zhǎng)頂煤放完為止，即完成一次放煤的生產(chǎn)過(guò)程。頂煤放完后，綜采工作面便可向前推進(jìn)。

2.5 薄煤層綜合機(jī)械化開(kāi)采

薄煤層受地質(zhì)條件和開(kāi)采技術(shù)的影響，開(kāi)采效率較低。但隨著采掘技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)煤礦綜合機(jī)械化程度增強(qiáng)，超強(qiáng)度開(kāi)采力度加大，很多可采儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量較大比例的薄煤層開(kāi)采逐漸被重視。薄煤層屬于難采煤層，機(jī)械化水平較低，在開(kāi)采煤層中產(chǎn)量比例小。

3、結(jié)論

我國(guó)煤炭企業(yè)的發(fā)展形勢(shì)并不樂(lè)觀(guān)，為了使煤礦企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展必須實(shí)現(xiàn)在各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革創(chuàng)新，而改革創(chuàng)新的前提是充分了解煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝的種類(lèi)及特點(diǎn)。

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（作者單位：兗煤礦業(yè)工程有限公司）