綜合機械化設(shè)備在礦井生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘要：綜合機械化掘進工作面和采煤工作面的運用是現(xiàn)代化高產(chǎn)、高效礦井的標(biāo)志。根據(jù)實際條件合理選擇綜掘工作面及綜采工作面機械設(shè)備是安全生產(chǎn)、高效生產(chǎn)的根本。采煤、掘進工作面設(shè)備的選型、設(shè)計、配套、使用和科學(xué)的管理是工作面高產(chǎn)、高效的保證。

關(guān)鍵詞：綜掘機；綜采設(shè)備；型號選擇；技術(shù)改造

引言

隨著機械工業(yè)的不斷進步，我國綜合機械化掘進設(shè)備不斷地產(chǎn)生、改進并升級，而且綜掘設(shè)備的適應(yīng)范圍也不斷擴展，但是還沒有任何一款綜掘機械敢于“吹噓”說自己能適應(yīng)所有的地質(zhì)條件。綜合機械化掘進工作面內(nèi)相關(guān)設(shè)備選擇必須合理選擇才能達到綜掘工作面應(yīng)有的效果。如果選型的結(jié)果是“大馬拉小車”，會造成機械設(shè)備生產(chǎn)能力的浪費；如果是“小馬拉大車”，綜掘工作面的掘進速度肯定達不到期望值。因此，根據(jù)各煤礦、各采區(qū)，乃至各工作面的實際情況，合理選用大中小型煤巷、巖巷、半煤巖巷綜掘設(shè)備，才能保證航道的掘進速度，進而保證整個礦井的接替需要。

1 綜合機械化采煤技術(shù)的應(yīng)用

目前世界上最先進的采煤工藝是綜合機械化采煤，簡稱為“綜采”，綜采之所以先進是因為破、裝、運、支、處等五個主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)全部實現(xiàn)了機械化，減少了中間人力參與的環(huán)節(jié)，提高了勞動效率。

1.1 裝備特點 煤炭井下開采的發(fā)展方向是實現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效集中化生產(chǎn)。而實現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效的前提是提高綜采工作面的單產(chǎn)，實現(xiàn)工作面高產(chǎn)高效，達到一礦一面或一礦二面的高度集中化生產(chǎn)。實現(xiàn)綜采工作面高產(chǎn)高效應(yīng)以提高綜采工作面的開采強度和采煤機的有效開機率為目標(biāo)，其技術(shù)途徑有提高綜采工作面配套設(shè)備的小時生產(chǎn)能力。增加工作面的出煤點。提高綜采設(shè)備及礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性，減少工作面輔助工序的影響時間。實現(xiàn)綜采工作面的高產(chǎn)高效主要有單一長壁綜采工作面的高產(chǎn)高效和實現(xiàn)綜采放頂煤工作面的高產(chǎn)高效。

采用大能力的新型綜采裝備來實現(xiàn)長期綜采工作面高產(chǎn)高效，也是今后采煤機械化的發(fā)展方向，其裝備的主要特點是：設(shè)備能力大。大功率（>800kW）電牽引采煤機的小時生產(chǎn)能力在1000～1200t以上，運輸機、轉(zhuǎn)載機、破碎機的小時生產(chǎn)能力在500～2000t以上；自動化程度高，實現(xiàn)了機電一體化；為了適應(yīng)采煤機快速割煤的要求，采煤機具備自動調(diào)高等功能；液壓支架采用電液控制，能實現(xiàn)采煤機、刮板輸送機和液壓支架的自動控制；設(shè)備性能好、可靠性高。

1.2 綜合機械化采煤工藝 長壁綜采是巴蘭布礦近10年來利用中國綜采成套設(shè)備獲得良好效益的采煤法，其工作面巷道布置僅有回風(fēng)平巷、運輸平巷和開切眼，通風(fēng)系統(tǒng)完善良好。一般來說，加大綜采工作面的長度，增加采煤機割一刀的煤量，相應(yīng)地可減少工作面斜切進刀及端頭作業(yè)等工序?qū)ιa(chǎn)的影響時間，因此能獲得較高的產(chǎn)量。確定綜采工作面的合理長度，一般以工作面日產(chǎn)量最高或噸煤成本最低為準(zhǔn)則，制約工作面長度的主要因素是工作面地質(zhì)條件和刮板輸送機的鋪設(shè)長度。增加工作面的推進長度是減少工作面搬家次數(shù)最有效的方法。制約工作面走向長度增加的主要因素是回采巷道的掘進和支護、可伸縮帶式輸送機的鋪設(shè)長度以及采場的地質(zhì)構(gòu)造。

短壁綜合機械化采煤工藝的應(yīng)用主要基于兩個條件：即回采巷道實現(xiàn)機械化快速掘進和實現(xiàn)了綜采工作面上、下端頭的快速作業(yè)。這種采煤工藝使用于開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、不適宜布置長壁綜采工作面開采的煤層。

2、綜掘機械的選型

綜掘機是綜合機械化掘進工作面內(nèi)最重要的機械設(shè)備。綜掘機的高效運轉(zhuǎn)時是實現(xiàn)工作面掘進目標(biāo)的根本基礎(chǔ)。根據(jù)礦井的地質(zhì)條件，選擇合理的綜掘機，才能發(fā)揮綜掘工作面的最大生產(chǎn)能力及實現(xiàn)安全生產(chǎn)。于綜掘機相配套的的相關(guān)設(shè)備，如二運系統(tǒng)是綜掘工作面高產(chǎn)高效的重要保證。

2.1選型原則

綜掘機械各配套設(shè)備的生產(chǎn)能力應(yīng)不小于工作面設(shè)計生產(chǎn)能力的1.2倍。選型時必須參照國內(nèi)外高產(chǎn)高效工作面輔助系統(tǒng)生產(chǎn)能力的設(shè)計，所選設(shè)備要能夠滿足快速掘進的需要，綜掘設(shè)備的協(xié)調(diào)性以保證工作面快速推進的需求。綜掘機械的研制與選型，應(yīng)特別注意設(shè)備的可行性，但也要注意其技術(shù)的先進性。總體設(shè)備應(yīng)考慮與已有設(shè)備的配合，盡量不要造成已有設(shè)備的閑置。綜掘機械成套設(shè)備應(yīng)滿足快速掘進施工工藝的要求。

2.2掘進機的技術(shù)要求

掘進設(shè)備的“破、裝、運”三大功能與支護系統(tǒng)的支護功能互不干涉，刮扳機與裝載機構(gòu)分開控制，避免裝載機構(gòu)和刮扳運輸負荷過大造成死機現(xiàn)象。掘進機的檢修方面，液壓系統(tǒng)必須密封，以防止液壓油的污染，給液壓系統(tǒng)造成堵塞、泄露。掘進機加油方式應(yīng)盡量采用自吸式。裝載機構(gòu)如果采用三爪轉(zhuǎn)盤，每個轉(zhuǎn)盤都應(yīng)用單獨的馬達驅(qū)動。為解決液壓油的過熱現(xiàn)象，掘進機的冷卻系統(tǒng)必須實時運轉(zhuǎn)，而且掘進的油箱內(nèi)必須加裝冷卻器。各油缸的外露部分及液壓件應(yīng)加防護裝置。可實現(xiàn)各油缸動作速度及行走速度的手工元級調(diào)速。在重載情況（如遇到硬巖）時可通過慢速進給降低切割載荷，以切斷硬巖，減少停機。截割頭采用國際一流技術(shù)，設(shè)計單刀力大，截齒布置合理，破巖過斷層能力強。

電器方面，電器回路的控制容量要大，維護要簡單。保護和顯示融為一體，全自動故障診斷和動作檢測、過流、過載、斷相、互不平衡、漏電、閉鎖、過壓和先導(dǎo)誤動作的控制系統(tǒng)，可顯示控制電機負載、運行狀態(tài)、故障情況、啟動器系統(tǒng)自控和主控制箱溫度等，便于檢測和查找處理問題。

掘進機的使用，最好選用具備伸縮性能的切割頭，便于挑頂、刷幫和挖柱窩，并且在同樣的條件下可以多進一個循環(huán)，整個動機器的靈活性也能得以提高。

安全方面，必須有預(yù)警報裝置和照明照明裝置，及機載式瓦斯斷電儀。另外綜掘機上還必須具備內(nèi)外噴霧裝置，掘進機兩側(cè)必須有急停按鈕等安全保護設(shè)施。

2.3綜掘機效率

2.3.1根據(jù)以上分析，綜掘機械的“二運系統(tǒng)”如能采用雙面運輸膠帶機，可以減少工人的勞動強度，支護材料也可以實現(xiàn)機械化運輸。購置半煤巖掘進機，可以實現(xiàn)支護、掘進一體化，一次性全斷面快速掘進，提高工效。

2.3.2實現(xiàn)掘進機械鉆進、截割、裝運、降塵、支護一體化，就能夠提高掘進效率，實現(xiàn)快速掘進的目的，以達到礦井安全生產(chǎn)的需要，確全礦各項經(jīng)濟指標(biāo)的完成，進而保證整個礦井的高產(chǎn)高效。

2.3.3可選配獨立的錨桿動力接口單元，為錨桿鉆機提供動力，提高錨固作業(yè)效率。

3 電氣自動化在機械設(shè)備中的應(yīng)用

采煤機從中厚煤層起步，發(fā)展到薄煤層、大功率、大采高強力滾筒采煤機。從有鏈牽引、無鏈液壓牽引方式，逐漸發(fā)展到了電磁滑差無鏈電牽引和變頻調(diào)速無鏈電牽引。液壓支架高度從薄煤、中厚到厚煤層，支架型式由占主導(dǎo)的掩護式，逐漸發(fā)展到有四柱支撐式低位放頂煤、兩柱式的高位放頂煤（單輸送機）、兩柱掩護式低位放頂煤液壓支架等多種架型。

電氣自動化的應(yīng)用使采煤的過程更加人性化，綜采工作面裝備遠程監(jiān)控及專家診斷系統(tǒng)的可靠性是國產(chǎn)采煤機研究的主要內(nèi)容。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)綜采裝備液壓支架和采煤機的遠程監(jiān)控，使采煤機根據(jù)煤層的變化實現(xiàn)自動割煤、煤層的軟硬自動調(diào)節(jié)采煤速度，檢驗并完善動態(tài)監(jiān)測綜采支架液壓系統(tǒng)壓力和各受力點的狀態(tài)，自動調(diào)節(jié)支架推移輸送機的拉移等。近期進行項目的調(diào)研、選型工作，與科研單位合作在東龐礦實施，重點解決采煤機的工礦在線檢測、故障診斷及預(yù)報、顯示與傳輸系統(tǒng)、采煤機自動運行控制系統(tǒng)等問題。使綜合機械化水平上一個新的臺階。

結(jié)束語：

綜采、綜掘工作面是現(xiàn)代化高效礦井的標(biāo)志。可行性強、高性能的綜和機械化設(shè)備是安全生產(chǎn)、高效生產(chǎn)的根本。綜掘設(shè)備的選型、設(shè)計、配套、使用和科學(xué)的管理是順利完成各項經(jīng)濟指標(biāo)的保證。積極主動的采用各種手段發(fā)現(xiàn)并解決綜采系統(tǒng)的各種問題，發(fā)揮綜采設(shè)備之潛能，是實現(xiàn)綜采工作面的高產(chǎn)高效根本保證。