綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)的分析

＊張汝偉

（西山煤電西銘礦通風(fēng)科通風(fēng)三隊(duì) 山西 030052）

引言

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)煤炭資源的實(shí)際需求量較大，促使我國(guó)煤礦資源開采力度不斷加強(qiáng)，煤礦實(shí)際開采深度呈現(xiàn)出逐漸的加深狀態(tài)，從而導(dǎo)致我國(guó)煤礦資源的儲(chǔ)備量呈現(xiàn)出逐漸的下降趨勢(shì)。隨著這種煤礦開采現(xiàn)象的愈加嚴(yán)重，提高煤礦資源的采煤方法和采煤技術(shù)，以及擴(kuò)大煤礦煤炭資源的產(chǎn)量，是行業(yè)快速發(fā)展的有效途徑。采用綜合機(jī)械化采煤方法和采煤技術(shù)，不僅能提高煤礦資源開采的有效性和安全性，還能對(duì)煤礦資源進(jìn)行深度的挖掘，實(shí)現(xiàn)煤礦行業(yè)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升，推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。

1.綜合機(jī)械化采煤以及設(shè)備

(1)綜合機(jī)械化采煤工作

綜合機(jī)械化采煤工作包含了生產(chǎn)全過(guò)程，如破煤處理、裝煤運(yùn)輸、運(yùn)煤支護(hù)、掘進(jìn)開采等諸多環(huán)節(jié)。實(shí)現(xiàn)礦井下采煤工作的機(jī)械化發(fā)展，降低實(shí)際的開采成本投入，提高煤礦資源的開采效率，將機(jī)械化設(shè)備應(yīng)用到煤礦資源的開采過(guò)程中，是煤礦行業(yè)發(fā)展的重要措施，也是煤炭資源利用的重要手段。

(2)綜合機(jī)械化采煤設(shè)備

在煤礦資源的實(shí)際開采過(guò)程中，采用綜合機(jī)械化采煤設(shè)備，包括了采煤機(jī)、輸送機(jī)等設(shè)備。刮板輸送機(jī)是煤礦資源開采的主要運(yùn)煤設(shè)備，其不僅具備了運(yùn)煤功能，還能為采煤機(jī)械運(yùn)行軌道和液壓支架移動(dòng)提供支點(diǎn)。采煤機(jī)械設(shè)備具備了多項(xiàng)功能，如清理工作面上浮煤、合理鋪設(shè)電纜以及水管的管道。

2.綜合機(jī)械化采煤技術(shù)工藝

(1)綜合機(jī)械化采煤工藝

①煤礦開采成套技術(shù)工藝。在煤礦資源的實(shí)際開采過(guò)程中，利用現(xiàn)代化高產(chǎn)高效的生產(chǎn)技術(shù)，結(jié)合頂板控制技術(shù)，對(duì)煤礦資源開采過(guò)程中頂板上沿位置的較硬巖層進(jìn)行有效處理。針對(duì)現(xiàn)代化的煤礦資源開采技術(shù)而言，還能更加有效的解決厚度較大的頂板煤層。利用綜合機(jī)械化設(shè)備對(duì)那些硬度較高的煤層進(jìn)行深入的開采和掘進(jìn)。在礦井下的結(jié)構(gòu)支護(hù)方面，利用先進(jìn)的支護(hù)技術(shù)手段，解決寬煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題，大大改善了綜合采煤設(shè)備的整體配套規(guī)模，提高煤礦資源的開采效率。

②長(zhǎng)壁開采技術(shù)工藝。在利用長(zhǎng)壁式開采技術(shù)工藝開采煤礦資源時(shí)，由于薄層煤的特殊情況，在實(shí)際的開采過(guò)程中，所選擇的采煤機(jī)和刨煤機(jī)都要注重其體積小、功率大、安全高的特點(diǎn)，并配合著先進(jìn)的移動(dòng)式液壓支架，保證煤炭資源的實(shí)際開采效率。針對(duì)傾斜煤層中煤炭資源的開采，需要采用全厚技術(shù)，且這種煤炭資源開采技術(shù)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)提出了更高要求，這就要求在煤礦資源開采過(guò)程中，加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，做好相應(yīng)的安全防護(hù)措施，有利于提高煤礦礦井下煤炭資源的開采效率。

③較深礦井開采工藝。在我國(guó)煤礦企業(yè)的經(jīng)營(yíng)發(fā)展過(guò)程中，深部礦井中煤炭資源的開采技術(shù)工藝，需要對(duì)巖層結(jié)構(gòu)、自然災(zāi)害、安全措施、通風(fēng)技術(shù)等諸多方面進(jìn)行嚴(yán)格控制，且在深部礦井內(nèi)開采煤炭資源，所應(yīng)用到的開采技術(shù)工藝，是需要滿足當(dāng)前的開采環(huán)境，以及適應(yīng)快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然性災(zāi)害的有效化控制。

④優(yōu)化巷道布置工藝。針對(duì)較為復(fù)雜的煤礦開采地質(zhì)結(jié)構(gòu)，做好巷道布置工作，為開采煤礦資源提供根本保證。因此，針對(duì)巷道的科學(xué)布置，需要充分結(jié)合采煤方法和采煤技術(shù)的應(yīng)用需求，全面考慮專家提出的有效性評(píng)估結(jié)果，實(shí)現(xiàn)巷道的合理化布置，提高煤礦礦井下煤炭資源的開采效率，從而實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)經(jīng)營(yíng)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

(2)綜合機(jī)械化采煤技術(shù)

針對(duì)煤礦資源的開采作業(yè)，需要實(shí)施全面機(jī)械化的開采操作，其整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程是使用采煤機(jī)進(jìn)行破煤處理和裝煤運(yùn)輸，且在實(shí)際的煤炭運(yùn)輸過(guò)程中，主要是利用輸送機(jī)和液壓支架進(jìn)行重復(fù)性的動(dòng)作，并對(duì)采空區(qū)的頂板煤層進(jìn)行強(qiáng)行的放頂處理。為了實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化采煤技術(shù)方法的實(shí)踐應(yīng)用，保證該項(xiàng)技術(shù)工藝的應(yīng)用效果，需要注重在開采設(shè)計(jì)方面的優(yōu)化，并結(jié)合實(shí)際情況配備專業(yè)技術(shù)人員和機(jī)械設(shè)備，綜合考慮煤礦煤炭資源開采的整體條件，滿足開采技術(shù)工藝在煤礦企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展過(guò)程中的實(shí)際需求，進(jìn)一步推動(dòng)煤礦企業(yè)的可持續(xù)性經(jīng)營(yíng)發(fā)展。

①長(zhǎng)壁綜采技術(shù)。隨著綜合機(jī)械化采煤機(jī)械設(shè)備功能的不斷提高，傳統(tǒng)的機(jī)械化采煤技術(shù)工藝已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)煤礦資源的使用需求，但在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中發(fā)生了新的變化，長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化采煤技術(shù)工藝的應(yīng)用，在轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)綜合機(jī)械化采煤技術(shù)工藝的同時(shí)，根據(jù)設(shè)備實(shí)際的開采能力，對(duì)不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行開采。

②短臂機(jī)械化采煤技術(shù)。短臂機(jī)械化采煤技術(shù)在煤礦資源開采過(guò)程中的應(yīng)用，主要適用于那些不規(guī)則煤層中煤炭資源的開采。如果實(shí)際的煤炭開采工作面較短，多采用后退式開采技術(shù)，而雙滾筒采煤機(jī)在開采工作面的煤炭資源開采過(guò)程中，使用中部斜切和單向割煤的方式。同時(shí)，在這個(gè)工作面進(jìn)行煤炭資源的開采，需要選擇輕型化采煤設(shè)備，有利于設(shè)備的移動(dòng)和安裝。此外，長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開采技術(shù)與短壁綜合機(jī)械化開采技術(shù)存在很多的相似地方，其中加大綜合機(jī)械化采煤工作面的實(shí)際長(zhǎng)度，會(huì)增加采煤機(jī)械設(shè)備的工作效率，減少因繁重開采工序帶來(lái)的產(chǎn)量影響。

③綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)。綜合機(jī)械化掘進(jìn)技術(shù)是利用伸縮式輸送機(jī)、懸臂式掘進(jìn)機(jī)、通風(fēng)設(shè)備、供電系統(tǒng)等諸多部分組成。其中，掘進(jìn)機(jī)設(shè)備的使用就是為了提高開采過(guò)程中的掘進(jìn)能力和開采效率，以及充分利用掘進(jìn)機(jī)來(lái)加深煤層中煤炭資源的開采深度。

④連續(xù)采煤機(jī)技術(shù)。采煤機(jī)是綜合機(jī)械化采煤技術(shù)工藝應(yīng)用中最為常用的開采設(shè)備。針對(duì)較大寬度的煤層，使用連續(xù)采煤機(jī)進(jìn)行煤炭資源的開采具有非常大的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)⑵泼骸⒀b煤、運(yùn)煤進(jìn)行有效聯(lián)系，并在實(shí)際的煤礦煤炭資源開采過(guò)程中，利用連續(xù)采煤機(jī)實(shí)現(xiàn)交叉換位和錨桿鉆車的相互配合，提高煤炭資源的開采效率。而且，連續(xù)采煤機(jī)在開采用于煤炭資源運(yùn)輸?shù)南锏罆r(shí)，錨桿轉(zhuǎn)車是需要在錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)下進(jìn)行施工作業(yè)，并通過(guò)交換位置的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)循環(huán)效應(yīng)，提高掘進(jìn)效率。

3.填充采煤技術(shù)的使用要點(diǎn)

(1)科學(xué)的布置物質(zhì)輸送系統(tǒng)

在綜合機(jī)械化固體填充采煤技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，需要有效的解決填充材料質(zhì)量，以及開采出的煤炭資源應(yīng)該如何運(yùn)輸。通常情況下，利用填充采煤技術(shù)進(jìn)行煤炭資源的開采，能夠有效的節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，提高煤炭資源的開采效率。而在這個(gè)過(guò)程中，針對(duì)填充材料材質(zhì)的選擇，多是遵循著就地選擇的原則，如周圍建筑垃圾等固體物質(zhì)，都是可以用作填充材料的。此外，針對(duì)所選擇的填充材料進(jìn)行運(yùn)輸，多是從井上輸送到井下，并在實(shí)際的開采過(guò)程中，將井下開采出的煤炭資源，輸送到井上。因此，利用填充技術(shù)進(jìn)行煤炭資源的開采，需要在解決好填充材料的基礎(chǔ)上，對(duì)輸送系統(tǒng)進(jìn)行合理化的設(shè)置。

(2)合理的利用液壓支架結(jié)構(gòu)

在綜合機(jī)械化固體填充采煤技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需要在做好固體物質(zhì)填充的同時(shí)，對(duì)開采區(qū)域進(jìn)行煤炭資源的開采。因此，在實(shí)際的煤礦資源開采過(guò)程中，為了保證開采工作的安全性，需要充分借助一體化的液壓支架結(jié)構(gòu)來(lái)支撐頂板。這種支架結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)支架結(jié)構(gòu)是存在較大差異性的，在實(shí)際的應(yīng)用操作過(guò)程中，這種一體化的液壓支架是可以主動(dòng)承受住頂板的壓力，保證煤炭資源開采的安全性和高效性。從液壓支架結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行分析，其主要是分為前頂梁和后頂梁，其中后頂梁的整體支護(hù)結(jié)構(gòu)力度較強(qiáng)，能夠?yàn)樘畛浼夹g(shù)的應(yīng)用提供充足的支撐能力。而前頂梁則是為煤炭資源的開采提供支撐力。這樣就實(shí)現(xiàn)煤礦資源開采環(huán)節(jié)與填充處理能夠同時(shí)的進(jìn)行，保證開采效率。

(3)注重加強(qiáng)適應(yīng)性研究分析

從目前的實(shí)際發(fā)展情況來(lái)看，借助綜合機(jī)械化固體填充采煤技術(shù)進(jìn)行煤炭資源的開采，需要在實(shí)際的開采過(guò)程中，做好相應(yīng)的填充處理。這在某種程度上是會(huì)影響到煤炭開采的整體效率。在固體材料的填充處理過(guò)程中，經(jīng)常需要花費(fèi)額外費(fèi)用和大量時(shí)間來(lái)夯實(shí)填充材料。在這個(gè)情況下，多是借助機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)來(lái)完成，推動(dòng)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。

此外，雖然綜合機(jī)械化固體填充采煤技術(shù)的應(yīng)用，能夠提高實(shí)際的采煤效率，但這種技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中，還是存在明顯的局限范圍的。通常情況下，這種開采技術(shù)在煤炭資源的開采過(guò)程中，只適用于2.0m-4.0m厚度的煤層，這就要求工作人員要謹(jǐn)慎選擇。如果想要在某些薄煤層中使用這種開采技術(shù)，是需要對(duì)液壓支架、夯實(shí)設(shè)備進(jìn)行深入研究，制定完善的施工計(jì)劃和施工方案，保證采煤工作的有效開展。現(xiàn)階段，深井開采技術(shù)的應(yīng)用更加普遍，所以針對(duì)綜合機(jī)械化固體填充技術(shù)的開采應(yīng)用，仍需要不斷的探索。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，促使我國(guó)煤礦資源開采能力不斷提升，綜合機(jī)械化采煤技術(shù)和方法的應(yīng)用，充分提高了煤礦開采的高效性和可靠性。再加上煤炭資源開采方法和開采技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，是提高行業(yè)發(fā)展市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的有效途徑，也是創(chuàng)造社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的有效措施，推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。