綜合機(jī)械化采煤的影響因素分析

摘 要：影響綜合機(jī)械化采煤設(shè)備的使用效果因素有很多，包括企業(yè)對(duì)技術(shù)的管理水平、設(shè)備的適用性、其他生產(chǎn)條件、相關(guān)因素等等。實(shí)踐表明，影響綜采的因素很多，各因素之間既相互影響又具有一定的獨(dú)立性，在目前的客觀條件下，文章將影響因素歸為了七類(lèi)，并分別進(jìn)行了闡述和評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：綜合機(jī)械化；采煤；影響因素

1 前言

近些年，我國(guó)的采煤機(jī)械發(fā)展迅速，主要是受長(zhǎng)壁采煤發(fā)展的影響。而采煤機(jī)械化反過(guò)來(lái)又使長(zhǎng)壁采煤主體采煤法的地位更加鞏固。在長(zhǎng)壁采煤中，用到的機(jī)械主要有兩類(lèi)，分別是刨煤機(jī)和采煤機(jī)。

刨煤機(jī)應(yīng)用條件：

（1）所開(kāi)采的煤層，其傾斜角必須在二十五度以下，其厚度必須小于二米；（2）煤層硬度中硬以下；（3）頂板比較穩(wěn)定；（4）煤層比較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，所含黃鐵礦結(jié)核比較小或者不含黃鐵礦結(jié)核，并且不含堅(jiān)硬夾矸。

采煤機(jī)的應(yīng)用條件：

（1）所開(kāi)采的煤層傾斜角在零度至五十五度之間，煤層厚度在0.8米至4.5米之間；（2）能適合各種硬度的煤層；（3）頂?shù)装辶己茫瑳](méi)有大的起伏；（4）煤層比較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，所含黃鐵礦結(jié)核比較小或不含黃鐵礦，并且不含堅(jiān)硬夾矸。

2 影響因素

2.1 煤層中的夾石

夾石是炭質(zhì)泥巖或泥巖，并且厚度不是太大，在這種情況下對(duì)綜合機(jī)械化采煤影響不大。夾石是砂巖，而且厚度十分大，在這種情況下則有較大影響。在這種情況下，當(dāng)綜合機(jī)械進(jìn)入透鏡體時(shí)，對(duì)砂巖的割切會(huì)十分困難，如果透鏡體十分大，則需要放了震動(dòng)炮以后才能通過(guò)。

2.2 煤層底板

煤層底板會(huì)發(fā)生高程變化，表現(xiàn)出來(lái)則顯示為小褶曲，它對(duì)綜合機(jī)械采煤的影響如下：首先是煤層產(chǎn)狀會(huì)產(chǎn)生較大的變化，綜采機(jī)架型有一定的適用范圍，如果煤層產(chǎn)狀變化太大，就會(huì)影響其運(yùn)轉(zhuǎn)。其次是煤層厚度也會(huì)產(chǎn)生很大的變化。除此之外，如果頻繁出現(xiàn)小褶曲，還會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸困難。如果含水層出現(xiàn)在頂板中，采掘時(shí)就會(huì)發(fā)生淋水現(xiàn)象，如果淋水進(jìn)入向斜軸部，綜采就會(huì)出現(xiàn)困難。煤層底板的高程變化一般分為三級(jí)，分別是零度至十度，十度至十五度，十六度以上。如果變化幅度超過(guò)十度，那么在綜采前必須使用一定的技術(shù)措施。

2.3 煤層機(jī)構(gòu)破壞

有以下三種情況：煤層呈鋸齒狀，這是由書(shū)斜形小斷層引起；靠近逆斷層的煤層變厚，靠近正斷層的煤層變薄；煤層褶曲的核部變厚，而翼部卻變薄，這樣，不協(xié)調(diào)的褶曲就會(huì)形成煤包。如果煤層被構(gòu)造破壞，那么就會(huì)形成細(xì)煤粉，而這些細(xì)煤粉是經(jīng)過(guò)重新膠結(jié)后形成的，這些細(xì)煤粉不具有條帶狀結(jié)構(gòu)，又稱(chēng)為構(gòu)造煤。有時(shí)火成巖會(huì)侵入煤層，這就會(huì)形成天然焦的煤，這種煤硬度比較大，綜機(jī)割切時(shí)會(huì)十分困難。構(gòu)造節(jié)理主要影響如下：在回采時(shí)，工作面會(huì)發(fā)生頂板巖石抽條、片幫和頂板太大等現(xiàn)象，節(jié)理走向和工作面的夾角影響著片幫的程度，如果夾角為九十度，那么不容易發(fā)生片幫，如果夾角為零度，那么片幫的可能性最大。

2.4 煤層頂?shù)装?/p>

煤層底板和煤層頂板都會(huì)對(duì)綜采產(chǎn)生影響，影響分為兩個(gè)方面，分別是穩(wěn)定性和冒落性。如果直接頂和老頂都是堅(jiān)硬的礫巖或砂巖，那么抗壓強(qiáng)度大約在80MPa至120MPa之間，由于巖石堅(jiān)硬，整體性比較強(qiáng)，不易進(jìn)行冒落，那么在綜采時(shí)必須采取一些措施，如放炮、打孔注水等來(lái)進(jìn)行放頂。因此，總體上，不易冒落的頂板不利于綜采。頂?shù)装宓膸r石對(duì)綜采也有較大的影響，主要通過(guò)穩(wěn)定性來(lái)影響綜采。暴露寬度大于0.6米，2h-3h以內(nèi)中等穩(wěn)定的地板，最適合刨煤機(jī)。而且，必須煤不黏頂，否則刨煤時(shí)要縮小移駕步距或采取分段刨煤。如果頂板不穩(wěn)定，選擇采煤機(jī)時(shí)要注意，輸送機(jī)的寬度要窄，機(jī)身長(zhǎng)度要小。這樣做是為了減少采煤機(jī)頂部懸頂?shù)拿娣e，同時(shí)也減少無(wú)立柱空間寬度。如果頂?shù)装鍘r石是較穩(wěn)定或穩(wěn)定，那么對(duì)綜采十分有利。斷層上下盤(pán)中的煤層也影響著綜機(jī)過(guò)斷層，頂?shù)装鍘r石如果是炭質(zhì)泥巖或泥巖，那么即便是在K<1的情況下，綜機(jī)過(guò)斷層也不難。但巖石（截割頂?shù)装澹┑暮穸茸詈迷?.6米以內(nèi)。頂?shù)装鍘r石如果是堅(jiān)硬的礫巖或砂巖，而且K<1，那么綜機(jī)過(guò)斷層時(shí)將十分困難。

2.5 煤層傾角

如果周?chē)h(huán)境比較干燥，地板巖石和金屬的摩擦系數(shù)是0.35-0.40，摩擦角則是十八度至二十度，在相同條件下，金屬之間的摩擦系數(shù)是0.30、0.23，摩擦角則是十三度至十七度。如果周?chē)h(huán)境比較潮濕，那么摩擦系數(shù)就會(huì)降低。因此，當(dāng)傾角大于八度小于十二度時(shí)，采煤機(jī)最好設(shè)防滑裝置，當(dāng)傾角大于十二度小于十八度時(shí)，輸送機(jī)、支架、采煤機(jī)都要設(shè)防滑裝置，當(dāng)傾角大于十八度時(shí)，支架不僅要設(shè)防滑裝置而且要有防倒滑裝置。傾角在零度和十二度之間是機(jī)采的最佳角度，根據(jù)綜采設(shè)備特性、摩擦系數(shù)等將煤層傾角分為四類(lèi)，分別是：零度至十二度是一類(lèi)，十三度至十八度是二類(lèi)，十九度至三十五度是三類(lèi)，三十五度至九十度是四類(lèi)。一類(lèi)綜采最容易，二類(lèi)和三類(lèi)在綜采時(shí)要采取一定的技術(shù)措施，四類(lèi)綜采時(shí)十分困難。

2.6 煤層厚度

煤層厚度對(duì)采煤機(jī)的工作機(jī)構(gòu)有很大的影響，影響其過(guò)機(jī)空間、機(jī)身高度、調(diào)高范圍、最小機(jī)構(gòu)等，還影響著支架的伸縮量和最小高度。如果煤層比較薄，就會(huì)導(dǎo)致人員活動(dòng)空間十分狹窄，采煤時(shí)也就難以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。一般情況下，煤層厚度在1.25米至3.5米之間對(duì)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化最有利。開(kāi)采也會(huì)獲得很大的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)采煤機(jī)械整套設(shè)備的特性和我國(guó)現(xiàn)階段對(duì)采煤機(jī)的使用狀況，可將煤層厚度分為以下幾個(gè)區(qū)間，分別是0.65米至1.3米，1.1米至2.4米，1.7米至2.6米，2米至3.2米，2.5米至4.4米。在選擇綜采架型之前，應(yīng)該首先將礦井的所有煤層分出塊段，然后計(jì)算所有塊段煤層厚度的方差，將綜采架型采高、塊段內(nèi)煤厚二者的區(qū)間進(jìn)行對(duì)比，最后選擇最合適的架型。每個(gè)礦井可以選擇二至三個(gè)架型，塊段的可采儲(chǔ)量的價(jià)值要大于一套綜采設(shè)備索回原值至生產(chǎn)費(fèi)用之間的數(shù)值。根據(jù)國(guó)內(nèi)某礦的生產(chǎn)、技術(shù)、管理水平，每套綜采每年出產(chǎn)五十萬(wàn)噸煤，那么國(guó)產(chǎn)綜采設(shè)備至少要服務(wù)四年，進(jìn)口綜采設(shè)備至少要服務(wù)五年。

2.7 瓦斯

凡是涉及到采煤的研究課題，一般都會(huì)提到瓦斯。綜采開(kāi)采強(qiáng)度十分大，瓦斯大量涌出，而且涌出量不穩(wěn)定，經(jīng)常變化。因此，綜采面瓦斯?jié)舛群茈y穩(wěn)定在規(guī)定范圍以內(nèi)，瓦斯?jié)舛热绻^(guò)限制，那么只好降低生產(chǎn)速度甚至停產(chǎn)。因此，如果煤層的瓦斯涌出量十分大，在開(kāi)采前要鉆孔進(jìn)行瓦斯預(yù)抽。鉆孔位置一般在回風(fēng)順槽內(nèi)，在提前五十米至一百米的時(shí)候進(jìn)行鉆孔預(yù)抽，通過(guò)這種措施來(lái)避免因瓦斯問(wèn)題而導(dǎo)致的減產(chǎn)和停產(chǎn)。在一般情況下，瓦斯涌出量超過(guò)了十立方米每噸，那么必須立即采取措施，如對(duì)突出的煤層進(jìn)行瓦斯預(yù)抽，采掘解放層等，否則就立即停產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]吳秀萍.影響綜合機(jī)械化采煤的因素分析[J].山西焦煤科技，2005（3）.

[2]周寶利，左有海.綜合機(jī)械化采煤的影響因素分析[J].煤炭技術(shù)，2001，20（12）.

[3]李曉陽(yáng).淺談綜合機(jī)械化采煤影響因素及使用經(jīng)驗(yàn)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010（1）.

[4]趙晉強(qiáng).影響綜合機(jī)械化采煤的煤層因素分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2012（4）.

[5]范寶貴.綜合機(jī)械化采煤的影響因素與使用經(jīng)驗(yàn)[J].科技傳播，2013，3（上）.