煤礦綜合機械化采煤工藝研究

上官良良，宋傳健，趙治勇兗州煤業(yè)股份有限公司興隆莊煤礦，山東濟寧　272100

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煤礦綜合機械化采煤工藝研究

上官良良，宋傳健，趙治勇
兗州煤業(yè)股份有限公司興隆莊煤礦，山東濟寧272100

摘要煤礦綜合機械化采煤工藝對于煤礦的高效運作，實現(xiàn)煤礦企業(yè)的安全、綠色生產具有重要意義。通過分析煤礦綜合機械化采煤設備的狀況，并研究了幾種采煤工藝的特點，對于煤礦企業(yè)選擇合理的采煤工藝提供一定的借鑒價值。

關鍵詞煤礦；綜合機械化；采煤工藝

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

1　煤礦綜合機械化采煤設備狀況

1.1采煤機

采煤機對于巷道的采煤來說是最為核心的部件，而且采煤機是最容易發(fā)生故障的機械。采煤機是由采煤機械系統(tǒng)、動力供給系統(tǒng)、操作系統(tǒng)及電力系統(tǒng)等多種系統(tǒng)組成的綜合化機械設備。

采煤機可以分為單滾筒和雙滾筒2種方式，單滾筒采煤機的滾筒是位于工作面的下端頭，這樣做可以相對降低工作面下方缺口的長度，并且可以避免煤渣不通過機體的下方，這樣的開挖及運作效果比較好。而雙滾筒采煤機避免了在掌子面兩端存在缺口的問題，利用這種方式可以很好地解決技術上的缺陷。

1.2工作面輸送機

工作面輸送機是巷道開挖之后的煤炭運送到地面的重要方式之一，這種機械可以將巷道產生的煤炭直接運送到地面進行加工。運輸機是由液壓支架進行支撐，電力驅動供電的方式進行工作，并且運輸量與煤礦的日生產量有直接關系。對于復雜的巷道，輸送機的布置方式會因巷道的存在形式而發(fā)生變化。若巷道的走向比較曲折，輸送機就會改變布置方式，從而延長了輸送煤炭的時間。

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構。綜采放頂煤采煤法是利用拱率較高的滾筒采煤機、綜采放頂煤液壓支架、工作面大功率刮板輸送機以及配套的機道轉載機、可伸縮皮帶運輸機及其他附屬設備的綜合機械開挖方式。這種開挖方式生產效率高，可以實現(xiàn)連續(xù)的作業(yè)方式，并且相對來說經(jīng)濟成本低。

1.4轉載機

在煤礦上講，轉載機是指順槽用刮板轉載機。是用于安裝在礦井工作面下出口段運輸平巷內的橋式刮板輸送機。在運載機的一側與掌子面的運送機相連，另一端與帶式輸送機的機尾相連接，配合輸送機將煤炭輸送至地面。轉載機可以配合巷道的施工實現(xiàn)輸送機的正常運轉，并且通過轉載機的運行，可以配合掌子面施工機械的移動。

1.5可伸縮帶式輸送機

可伸縮帶式輸送機是根據(jù)巷道的具體形狀而制定的一種帶式輸送機，這種輸送機可以適應巷道的走向及特點，若巷道的長度很長，可以通過調節(jié)輸送帶的連接方式拉長輸送機的尺寸，若巷道的長度較短，可以通過調節(jié)輸送機的連接方式縮短輸送機的距離。

2　綜合機械化采煤工藝

綜合機械化采煤工藝是指在巷道采煤過程中的爆破、開挖、支護、裝車、運輸?shù)纫恍┝械臋C械過程，按照采煤的方式，可以將采煤的工藝分為長壁綜合機械化開挖、短壁綜合機械式開挖及短長壁綜合機械化開采和放頂煤綜合機械化開采。無論何種采煤工藝，都應保證支護材料充分發(fā)揮作用，并最大程度實現(xiàn)資源的回收。煤礦開采設計原則應保證使用最低的能源或者資源實現(xiàn)高回報，這樣才能保證煤礦的綠色生產。例如，通過設計方案的對比，分析不同方案下的錨桿所用的數(shù)量及長度，通過選取典型斷面，分析該斷面的平均鋼材用量，在起到同樣效果的前提下選擇鋼材用量最小的方案。并且始終堅持安全、經(jīng)濟、環(huán)保的原則。不僅如此，應根據(jù)煤礦的具體現(xiàn)場環(huán)境，制定有利于施工的方案，保證工人操作方便，并且盡可能降低工人的勞動強度。

2.1長壁綜合機械化開挖

長壁采煤是指在此案沒工作面沿煤層傾斜方向上或者向下推進采煤工作，并且對于巷道的走向及回風巷道的走向，均選擇沿煤層傾斜方向進行。這種方法可以分為仰斜開采和俯斜開采，并配合前進式、后退式和混合式回采方式。但是，在實際運用過程中，傾斜長壁采煤方法也存在很多弊端，例如，巷道開采的速度會比常規(guī)采煤方式降低很多，在支護難易程度上也比常規(guī)方式困難很多，在仰斜開采時采空區(qū)很容易因地層滲水而導致積水嚴重。但是，該方法對于控制巷道頂板下沉及兩幫收斂位移及底板鼓起的現(xiàn)象有較好的效果，而且這種方式可以全面提高巷道穩(wěn)定性。

2.2短壁綜合機械式開挖

該工藝主要是利用回采巷道在利用機械化快速掘進和采煤的基礎上實現(xiàn)的一種，在工作面上下端頭同時進行的快速作業(yè)方法。這種方式，靈活度非常高，對巷道形狀適應性較強。短壁中的炮采是該方式的重要組成部分之一，炮采最重要的方式是采用爆破開采過程中的打眼、裝藥、引爆裝置等過程，因為爆破的質量會直接影響巷道的成型質量。普采是指采用傳統(tǒng)的方式進行巷道的開挖及煤渣的運輸?shù)取Ｆ詹芍饕抢脵C械開挖的方式對掌子面的煤層進行開挖，并且同樣采用機械運輸?shù)姆绞竭M行運輸煤炭。這種方式開挖速度較慢，雖然在運輸能力上來說與炮采相差不大，但是對于掌子面的開挖來說，利用機械開挖相比放炮開挖來說慢的很多。

2.3短長壁綜合機械化開采

短長壁綜合機械化開挖就是只在已掘巷道柱式開發(fā)區(qū)內布置長臂工作面，利用綜采機械設備并使用回采柱的新型采煤方法。這種方法對于實例不太強的小型煤炭企業(yè)具有重要的借鑒意義。在巷道開挖過程中，開采方式極易受到煤層地質情況的影響，但是隨著我國接機械行業(yè)的快速發(fā)展，高動力機械被頻繁研發(fā)出來，因此，綜合短長壁的開采方式的程度越來越容易實現(xiàn)。

2.4放頂煤綜合機械化開采

放頂煤采煤法是指在厚煤層中，沿煤層最底部布置高度為2m～3m的采煤長壁工作面，并利用傳統(tǒng)的采煤方法進行回采，同時采用礦山壓力的效果幫助施工人員進行松動圍巖的效果，這樣一來，就可以降低支護上方頂煤破碎后，并將煤塊從支架的后方泄露而出。放頂采煤可以實現(xiàn)采用最低的支護材料，達到最優(yōu)的支護效果，但是這種方法具有一定的使用條件，就是適合于煤層厚度大于6m的煤層。如果煤層厚度過小，在開挖的過程中很容易發(fā)生超前冒頂現(xiàn)象。

3　結論

我國煤炭企業(yè)的發(fā)展形勢并不樂觀，為了使煤礦企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展必須實現(xiàn)在各個環(huán)節(jié)進行改革創(chuàng)新，而改革創(chuàng)新的前提是充分了解煤礦綜合機械化采煤工藝的種類及特點。因此，提高煤礦綜合機械采煤水平可以促進煤礦安全生產，確保企業(yè)良好的經(jīng)濟效益。

參考文獻

［1］李遂軍.試析如何優(yōu)化煤礦采煤工藝技術［J］.山東工業(yè)技術，2015（19）：102-103.

［2］趙小軍.淺析如何選擇合理的采煤工藝［J］.科技創(chuàng)新導報，2013（35）：147-148.

［3］周文中.淺析如何選擇合理的采煤工藝［J］.企業(yè)技術開發(fā)，2013（5）：158-159.

［4］陳相鵬.礦井采煤工藝技術探討［J］.技術與市場，2013 （8）：125-126.

［5］張朝陽.新世紀煤礦采煤工藝的選擇探討［J］.河南科技，2013（15）：156-157.

中圖分類號TD8

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2016）165-0212-02

作者簡介：上官良良，助理工程師，技術員，研究方向為采煤。宋傳健，兗州煤業(yè)股份有限公司興隆莊煤礦。趙治勇，兗州煤業(yè)股份有限公司興隆莊煤礦