綜合機(jī)械化技術(shù)在煤礦開采中的作用

馬召輝

(平頂山天安煤業(yè)股份有限公司二礦，河南 平頂山 467000)

我國煤礦事故據(jù)統(tǒng)計(jì)每年都有上升的趨勢，煤炭企業(yè)已經(jīng)成為了高危險(xiǎn)行業(yè)，特別是在井下工作的的人員更容易受到安全危脅，我們?nèi)绾卧谝院蟮脑诿旱V開采中提升安全指數(shù)是擺在面前的一個(gè)重大課題。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，煤炭開采工藝得到了很大的提升，對礦井的整體生產(chǎn)能力提供了很大的幫助，充分實(shí)現(xiàn)了煤炭開采量的增長。科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展直接帶到了煤礦自動(dòng)化開采技術(shù)的發(fā)展，這些先進(jìn)的開采技術(shù)還在各個(gè)煤礦企業(yè)開采中得到了很好的應(yīng)用，自動(dòng)化的生產(chǎn)方法很大程度的減少一線工作人員的工作強(qiáng)度，穩(wěn)定的推進(jìn)了煤礦企業(yè)的高效節(jié)能、健康發(fā)展。

1 我國煤礦綜合機(jī)械化開采發(fā)展歷程

1974年前，之前我國煤礦企業(yè)還沒綜合機(jī)械化開采工作面。從1974年開始，我國首次從德國引進(jìn)采煤機(jī)、垛式支架等設(shè)備，從那時(shí)后開始我國才逐漸引進(jìn)和發(fā)展綜合機(jī)械化開采技術(shù)及裝備。從1982年，我國才真正引進(jìn)綜合機(jī)械化設(shè)備，隨著改革開放的進(jìn)程煤礦的開采技術(shù)還有開采裝備的整體技術(shù)水平都得到了明顯的提高。進(jìn)年來我國綜合機(jī)械化技術(shù)及開采裝備的快速發(fā)展，我國出現(xiàn)了很多年產(chǎn)煤量在千萬噸的安全高效礦井，在很大程度上普及了我國煤礦綜合機(jī)械化開采的新局面，提升了我國煤礦綜合機(jī)械化開采技術(shù)與裝備整體水平。我國近年來煤機(jī)裝備制造企業(yè)也再不斷壯大科研和生產(chǎn)能力都在提高，安全和可靠性能比較穩(wěn)定，再很多技術(shù)上都有突破。

2 綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的應(yīng)用

我國應(yīng)用的各種先進(jìn)的開采工藝中，最具技術(shù)代表性的應(yīng)該是綜合機(jī)械化采煤工藝，這種開采工藝在煤礦開采的各個(gè)階段都到了機(jī)械化的進(jìn)展，每個(gè)生產(chǎn)部位都不需要人員參與，這樣不僅使煤礦產(chǎn)量得到了增加，極大的減少了礦難發(fā)生率，保障了生產(chǎn)人員和配套設(shè)施的安全值得大力推廣及應(yīng)用。

2.1 裝備特點(diǎn)

社會(huì)不斷發(fā)展煤炭的需求量不斷增長，礦井只有不斷的提升開采產(chǎn)量，才能滿足社會(huì)發(fā)展要求，這樣就對煤礦開采企業(yè)提出了更高的要求，只有煤礦開采企業(yè)不斷的引進(jìn)新技術(shù)，采取高產(chǎn)量高效集中化生產(chǎn)方式，煤礦開采企業(yè)如要提高開采量，就要向單煤層要產(chǎn)量，達(dá)到一礦一面或一礦二面的高度集中化生產(chǎn)，在做到以上條件的同時(shí)還要不斷加強(qiáng)煤層開采的強(qiáng)度，保證采煤機(jī)正常的開機(jī)率，以上幾點(diǎn)都達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)才能有效的提高煤炭綜采工作面的開采生產(chǎn)能力。以后的采煤機(jī)械應(yīng)該是大功率新型綜采裝備這樣才能長期穩(wěn)定的保證煤礦開采高效運(yùn)行，這些也是未來煤礦開采實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)的方向，開采裝備自動(dòng)化的不斷提高再加上機(jī)電一體化的綜合應(yīng)用，如果想要在最短的時(shí)間達(dá)到快速割煤的效果，就必須要求采煤機(jī)要有很高的自動(dòng)性，液壓設(shè)備必須用電液來控制，這樣可以實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架的統(tǒng)一自動(dòng)管理，提高了設(shè)備的管理及性能，提高了設(shè)備可行性。

2.2 綜合機(jī)械化采煤工藝

隨著綜合機(jī)械化采煤工藝的應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展，我們應(yīng)用的內(nèi)長壁綜采采煤法在煤炭行業(yè)取得了優(yōu)異的成績。礦井內(nèi)設(shè)有回風(fēng)平巷、運(yùn)輸平巷和開切眼，通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。通常情況下在礦井內(nèi)要想增大開采面積，使采煤機(jī)的工作量加大，就應(yīng)該相應(yīng)地可減少工作面斜切進(jìn)刀及端頭作業(yè)等工序?qū)ιa(chǎn)的影響時(shí)間，只有這樣才能有效的提高開采量。對煤礦綜采工作面合理長度要的確認(rèn)，可根據(jù)這個(gè)煤層日產(chǎn)量最高或噸煤成本最低為準(zhǔn)則，煤層地理?xiàng)l件和刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)長度是工作面的制約工作面長度的主要因素。為了避免搬家我們只能增加工作面的推進(jìn)長度。回采巷道的掘進(jìn)支護(hù)，可伸縮帶式輸送機(jī)的鋪設(shè)長度和采場地理原因影響工作面長短。短壁綜合機(jī)械化開采是根據(jù)采煤層巷道開采實(shí)行的一種快速的開采方法，這種快速的開采工藝越來越適合中級煤層和薄的煤層礦井的開采，對大型礦井開采死角的開采也可以應(yīng)用這個(gè)方法就行開采，短長壁綜和開采是在已經(jīng)開采的煤道內(nèi)綜合式開采的新方法，短長壁綜合開采應(yīng)用范圍非常廣在以后的煤礦開采中一定會(huì)得到大的發(fā)展。此方法也推進(jìn)了我們原來的巷柱式開采工藝向長壁式綜合開采工藝的步伐，隨著煤礦資源的不斷開采，有好的地方的煤炭資源已經(jīng)接近枯竭，一旦消逝就不會(huì)再生，我國的煤炭資源雖然儲(chǔ)備量比較大，但隨著我國國家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展工業(yè)用煤量不斷的增加，每年的用煤量不斷增長，一些煤礦無節(jié)制的開采，使許多煤層面臨枯竭的邊緣，現(xiàn)在的煤礦開采轉(zhuǎn)向了薄煤層的開采，薄煤層含煤量占我國煤炭總含量半壁江山，但是開采的難度非常大，我國煤炭企業(yè)對薄煤層開采技術(shù)還處在摸索階段，開采工藝比較落后，開采機(jī)械技術(shù)含量低，開采日產(chǎn)量一直處于比較底的狀態(tài)，薄煤層的開采由于開采空間比較小，煤層薄，長久一來沒有發(fā)現(xiàn)適合薄煤層的開采方法，薄煤層開采一般長用的方法是打眼放炮落煤的方法，這個(gè)方法不僅產(chǎn)煤量底還對安全生產(chǎn)產(chǎn)生影響。要想增加礦井的采煤量，必須對薄煤層的開采方法采取可行的方法由此來提高礦井單產(chǎn)水平。現(xiàn)在應(yīng)用的綜合機(jī)械化開采在一定程度上實(shí)現(xiàn)了薄煤層開采量的高產(chǎn)高效，對煤炭工業(yè)科技進(jìn)步幫助很大，綜合機(jī)械化開采不僅擴(kuò)大了煤礦的開采范圍，還提高了煤企的經(jīng)濟(jì)效益，對煤礦的可持續(xù)性健康發(fā)展起到了里程碑的作用。

3 電氣自動(dòng)化在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用

我國的采煤機(jī)的應(yīng)用是從中厚煤層開始的，再到后來應(yīng)用的薄煤層開采，功率也隨著增大滾筒采煤機(jī)就得到了發(fā)展。原來的鏈?zhǔn)胶蜔o鏈液壓鏈接方式，到后來的電磁滑差無鏈電牽引和變頻調(diào)速無鏈電牽引技術(shù)。液壓支架高度從煤層的的薄層、中層、再到厚層，液壓支架有原來的保護(hù)方式演變成了四柱支撐式低位放頂煤、兩柱式的高位放頂煤、兩柱掩護(hù)式低位放頂煤液壓支架等多種架型。在綜合開采技術(shù)設(shè)備上很多發(fā)達(dá)國家都應(yīng)用液壓支架電液控制系統(tǒng)，我國采煤設(shè)備技術(shù)還和國外開采企業(yè)有很大的落后，液壓支架電液控制系統(tǒng)是未來采煤設(shè)備及技術(shù)要點(diǎn)前景很廣闊。很大程度的促進(jìn)了煤礦企業(yè)在向機(jī)電一體化技術(shù)前進(jìn)的步伐。煤礦開采自動(dòng)化，對液壓支架和采煤機(jī)有一段的監(jiān)管作用，采煤機(jī)還可以根據(jù)所工作的煤層情況調(diào)整開采速度控制產(chǎn)量，很大程度的實(shí)現(xiàn)了人性化采煤，安全高效的保證了采煤產(chǎn)量，對煤企采煤機(jī)械化水平提升來一個(gè)檔次，對煤企能夠持續(xù)健康發(fā)展顯示出了及為重要的意義。

4 存在的問題及發(fā)展方向

我國在高端液壓支架、重型輸送機(jī)設(shè)備等裝備核心技術(shù)方面已經(jīng)居于國際先進(jìn)水平，綜采放頂煤開采技術(shù)及裝備均處于國際領(lǐng)先地位。煤礦綜合機(jī)械化開采所需要的液壓支架及其電液控制系統(tǒng)我國以可以自主生產(chǎn)。有的成套綜合機(jī)械化開采技術(shù)及裝備已經(jīng)出口到國外。但在煤炭綜合機(jī)械化發(fā)展道路我們也存在一些技術(shù)缺陷，還有很多技術(shù)等待我們?nèi)ソ鉀Q。

4.1 特殊地質(zhì)下的煤層、難采煤層的綜合機(jī)械化開采技術(shù)問題

開采難的煤層一般技術(shù)那些產(chǎn)量不確定，地質(zhì)結(jié)構(gòu)難探測，容易發(fā)生此生自然災(zāi)害的煤層，根據(jù)現(xiàn)在煤礦企業(yè)普遍的開采水平，這樣的特殊煤層還是有一定的開采難度，根本就實(shí)現(xiàn)不了機(jī)械化開采。所以對于復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤層開采是綜合機(jī)械化開采技術(shù)推廣的難點(diǎn)，很多尖頂技術(shù)須一一解決。

4.2 中小煤礦綜合機(jī)械化改造及提高資源采出率技術(shù)

我國現(xiàn)有的千萬噸采煤機(jī)在一定程度上已經(jīng)趕上了發(fā)達(dá)國家水平，但是還有很多中小企業(yè)沒有應(yīng)用這種設(shè)備，應(yīng)用的開采設(shè)備和技術(shù)仍比較落后。中小型煤礦開采技術(shù)比較落后設(shè)備陳舊，產(chǎn)量低，安全意識不強(qiáng)，煤層綜合開采率比較，要研發(fā)出適合中小煤礦綜合機(jī)械化改造的技術(shù)及裝備，逐步應(yīng)用綜合機(jī)械化開采設(shè)備，實(shí)現(xiàn)中小煤礦產(chǎn)量和生產(chǎn)安全突破歷史新高。

4.3 國產(chǎn)大型設(shè)備整機(jī)可靠性、使用壽命及智能化攻關(guān)

我國自主研發(fā)生產(chǎn)的高端裝備和國外設(shè)備的差距不是在功率和生產(chǎn)能力上，差別在于設(shè)備的可靠性和使用壽命及自動(dòng)化功能。以大功率采煤機(jī)為例，我國自主生產(chǎn)的高端采煤機(jī)于國外的設(shè)備相比，在設(shè)備可靠性和壽命及自動(dòng)化方面仍然差距非常大，我國大部分千萬噸工作面現(xiàn)在仍然靠進(jìn)口采煤設(shè)備。所以我們急需要提高采煤機(jī)械綜合使用穩(wěn)定性及使用時(shí)間和全面的自動(dòng)化程度。

4.4 煤機(jī)裝備的關(guān)鍵元部件可靠性難題攻關(guān)

我國自主生產(chǎn)的高端煤機(jī)裝備能力及功率數(shù)據(jù)雖然都較高，但是這類設(shè)備的電子元件及配件仍然需要進(jìn)口。所以我們要對高端煤機(jī)所需元件就行突破性的技術(shù)攻關(guān)，拉近與國外先進(jìn)技術(shù)的距離。

5 結(jié)束語

隨著人們對煤炭資源的依賴加強(qiáng)，各煤礦企業(yè)要想在競爭激勵(lì)的市場中占有一席之地就必須要實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)的高產(chǎn)高效，使煤炭企業(yè)在市場中有一定的影響力，只有這樣才能確保煤炭企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，科學(xué)合理的再煤炭開采中使用綜合機(jī)械化開采設(shè)備及技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙重發(fā)展。

[1]王俊.淺談綜合機(jī)械化在煤礦開采上的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究.2011年第13期.

[2]申啟祥.薄煤層綜合機(jī)械化開采技術(shù)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力.2011年11期.