淺析煤礦綜采工藝的技術特點

【摘 要】實現礦井高產高效集中化生產是煤炭井下開采的發展方向。綜合機械化采煤工藝是實現礦井高產高效集中化生產的重要途徑。 本文首先介紹了綜采工藝的技術途徑和裝備特點，然后對煤礦綜采工藝的技術特點進行詳細的分析，為今后更好的優化我國煤礦綜采技術提供參考。

【關鍵詞】煤礦；綜采；工藝；技術特點

綜合機械化采煤工藝，是指回采工作面中采煤的全部生產工藝，如破煤、裝煤、運煤、支護和頂板管理等采煤過程都實現了機械化。提高煤礦綜采工藝主要是在發展各種煤層條件下的采煤設備，提高煤礦開采的工藝和裝備現代化水平，同時能夠擴大機械設備的應用范圍和生產能力，從根本上提升煤礦綜采工藝水平，最終實現煤礦現代化生產的目標。

一、綜采工藝的技術途徑和裝備特點

實現礦井高產高效集中化生產是煤炭井下開采的發展方向。而實現礦井高產高效的前提是提高綜采工作面的單產，實現工作面高產高效，達到一礦一面或一礦二面的高度集中化生產。實現綜采工作面高產高效應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，其技術途徑有：提高綜采工作面配套設備的小時生產能力、增加工作面的出煤點、提高綜采設備及礦井生產系統的可靠性，減少工作面輔助工序的影響時間。實現綜采工作面的高產高效主要有單一長壁綜采工作面的高產高效和實現綜采放頂煤工作面的高產高效。

采用大能力的新型綜采裝備來實現長壁綜采工作面高產高效，也是今后采煤機械化的發展方向，其裝備的主要特點是：（1）設備能力大。大功率電牽引采煤機的小時生產能力在1000～1200t以上，運輸機、轉載機、破碎機的小時生產能力在500～2000t以上；（2）自動化程度高，實現了機電一體化。為了適應采煤機快速割煤的要求，采煤機具備自動調高等功能，液壓支架采用電液控制，能實現采煤機、刮板輸送機和液壓支架的自動控制；（3）設備性能好、可靠性高；（4）工作面采用2300V以上的供電電壓；（5）實現回采巷道的快速掘進和支護，能滿足工作面快速推進的要求。

二、煤礦綜合機械化采煤工藝

采煤工作面已經全部實現機械化作業，其生產過程大致如下：首先采煤機完成煤礦的開采和裝載，然后由輸送機進行煤炭的運輸。就目前的煤礦開采來看，大部分的綜合機械化開采具有生產規模大、生產連續性強、產量高、效率高等特點。因此，在進行開采設備的設計時，需要根據礦井的具體情況進行煤礦機械化開采工作面優化設計考慮，對煤礦的儲量進行合理的估計和預算，完成這些工作需要很高的的采煤工藝要求。

隨著綜采設備性能和裝機功率的不斷提高，傳統的綜合機械化采煤工藝，除了使用范圍有所擴大外，其工作面長度也有兩種變化趨勢。一是在現有的長壁綜采模式下，根據工作面設備的能力，不斷加大工作面長度和推進長度。二是采用“短工作面”開采的短壁綜合機械化采煤工藝。

（一）短壁綜合機械化開采工藝

短壁機械化開采技術是指適用于形狀不規則煤層機械化開采的工藝，其中開采工作面主要特點有：1、煤礦開采工作面短，并且大部分采取的是后退式開采方式；2、雙滾筒采煤機開采工作面普遍采用中部斜切進刀、單向割煤方式，并且隨著開采煤層需要適當的加大采煤機截深以適應開采；3、在煤礦工作面的機械設備普遍出現輕型化的傾向，這些設備的開采前后便于進行整理和運輸，對于提高煤礦開采的效率也有著重要的影響。

短壁綜合機械化采煤工藝的應用主要基于兩個條件：回采巷道實現機械化快速掘進和實現了綜采工作面上、下端頭的快速作業。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，以及大型礦井中回采塊段小、不適宜布置長壁綜采工作面開采的煤層。

（二）長壁綜合機械化開采工藝

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，相應地可減少工作面斜切進刀及端頭作業等工序對生產的影響時間，因此能獲得較高的產量。確定綜采工作面的合理長度，一般以工作面日產量最高或噸煤成本最低為準則，制約工作面長度的主要因素是工作面地質條件和刮板輸送機的鋪設長度。增加工作面的推進長度是減少工作面搬家次數最有效的方法。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長度以及采場的地質構造。增加采煤機截深可有效地提高每刀的產量，減少端頭作業等輔助工序的影響時間和采煤機割時的牽引速度，使支護速度與割煤速度易于相匹配，便于組織管理，從而提高工作面的產量和效率。

與短壁綜合機械化開采相比，長壁綜合機械化開采主要有以下特點：1、需要加大煤層開采過程中開采面的長度，同時相應的增加單刀切割煤炭的開采量，以降低開采工作面各種復雜工序對于煤炭生產效率的影響，從而提高煤炭的產量，提高煤炭生產效率；2、根據煤炭的日生產能力合理的確定生產工作面的長度，總的來看，生產工作面的地質環境因素以及輸送機長度決定生產工作面的長度。合理的控制生產工作面的長度能夠減少工作面轉移次數，提高煤炭生產的效率，增加煤炭的產量。

（三）端頭作業、工作面裝備快速移動

影響綜采工作面生產的主要輔助工序為上、下出口的端頭支護、移轉載機等。隨著綜采工作面采煤機割煤速度和工作面推進速度加快，端頭作業問題越來越突出，解決綜采工作面端頭的開采技術，實現綜采工作面上下端頭的快速作業（包括端頭支護、端頭切割和端頭設備轉移），是綜合機械化采煤工藝的關鍵之一，主要可以采取以下技術途徑：上、下順槽掘進大斷面巷道，巷道寬度應不小于4.55m，并采用錨桿或組合錨桿支護。綜采工作面端頭采用普通液壓支架（加長頂梁）支護。

組織工作面快速搬家對最大限度的增加綜采工作面的連續生產時間，提高工作面單產和效率是非常有效的。實現綜采工作面快速搬家的關鍵是先進的搬家設備、搬家工藝和組織管理。其主要技術措施是：1、工作面設備的運輸和撤裝采用無軌運輸車、拖車和單軌吊等運輸設備；2、改進采煤系統，縮短設備搬遷距離，減少運輸環節。加大巷道斷面，使液壓支架等大型設備進行整體搬家；3、合理組織搬遷工序，盡可能組織平行作業。工作面的搬遷工藝包括停采前的頂板維護、撤架的通道支護或掘進，工作面支架的撤裝、支架運輸、新工作面安裝等。

三、結語

快速、高效的煤礦工作面生產是煤炭企業謀求發展和效益的最大化的必然選擇，可以從根本上增加煤炭生產企業的生產效率和煤炭開采量。而且綜采工作面的先進采煤工藝的應用對于保證社會經濟發展，加速現代化進程具有重大意義。因此，不斷的改革和創新煤礦綜采工藝技術勢在必行。

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