煤礦綜合機械化采煤工藝的研究

牛劍東

（山西汾西礦業南關煤業有限公司， 山西 晉中 031304）

在我國的采煤行業中，采煤技術水平直接關系著煤礦企業實際生產能力的高低。先進的采煤技術水平和科學的管理方式能夠促進采煤企業的高效運行。如果在煤礦企業采煤過程中不能及時的更新傳統的采煤技術，那么就不能很好的適應社會對煤炭資源的需求，也不能取得企業的長久發展。因此很多煤炭企業都針對自身的采煤設備以及采煤技術進行了革新，在這樣的環境下，綜合機械化采煤技術在我國過煤礦中得到了廣泛的應用，該技術在對我國煤礦企業生產效率提升非常明顯，本文主要針對綜合機械化采煤工藝設備以及工藝流程等進行了研究。而任何先進生產工藝的實施都離不開生產設備的支持，因此，針對機械化采煤工藝設備的研究是非常有必要的。如何才能發揮出機械化采煤技術的優勢，并為煤礦帶來更大的經濟效益，為煤礦企業提供更加安全高效的采煤工藝，是目前針對綜合機械化采煤技術的主要研究課題[1]。

1 綜合機械化采煤工藝設備種類及特點

1.1 采煤機

采煤機在煤礦開采過程中主要的作用就是割煤和落煤。針對工作面的落煤進行開采的時候一般情況下都會使用滾筒式采煤機或者刨煤機[2]。在我國煤礦開采作業過程中應用比較廣泛的采煤機是雙滾筒采煤機，該采煤機與普通的采煤機相比較，其結構特性以及基本工作原理差異性很小，但是該采煤機在實際的應用過程中技術優勢比較明顯。就采煤機的功率以及生產效率而言，雙滾筒采煤機與普通的采煤機相比較功率以及設備性能都有比較明顯的優勢，而且實際的生產效率也更高。

1.2 轉載機可伸縮帶式輸送機

在我國煤礦中轉載機一般情況下都布置在工作面的出口區域運輸平巷中，其實際上是一種橋式的刮板輸送機，轉載機的兩端分別與工作面輸送機以及帶輸送機的結尾相連接。轉載機兩端的連接方式在實際的工作狀態中能夠將巷道地板進行升高，這樣工作面上的煤就能順利的轉運到輸送機上，而運輸機在實際的轉運過程中是隨著轉載機轉載的進行而不斷移動的，運輸機的工作面每當推進25～50 m后就會進行一次長度調整。轉載機在采煤作業中的應用實現了運輸機與帶式輸送機的有機結合，同時也實現了煤礦運煤的連續性，使得運煤的速度得到了極大的提升。這樣實際的運煤效率也得到了極大的提升，煤炭生產時間的縮短使得煤礦的生產效益得到了提升，使得煤礦的生產開采能夠更好地適應現代煤礦生產作業對采煤速度以及連續性的要求，

1.3 液壓支架

液壓支架在煤礦行業中也被稱為工作面自移式液壓支架，液壓支架在實際的工作過程中主要是將高壓液體作為其工作的主要動力來源，并依靠高壓液體的動力來實現對頂板的支護，實現支架的遷移，將輸送機進行推移，同時實現對采空區的處理等相關的采煤工序。此外，在井下的工作面、下出口、以及輸送機的維修的等方面液壓支架也有很好的應用，另外，液壓支架還可以用來進行輸送機頭以及機尾的錨固。在我國的來礦井中主要使用的液壓支架為ZJ3600/15/36型液壓支架[3]，該型號液壓支架被稱為急傾斜支撐掩護式液壓支架，其主要的技術參數如下頁表1所示。

改型號的液壓支架主要是由于在工作面的上出口，而針對工作面的下出口使用的液壓支架的型號主要為ZTHJ11400/15/23型，該型號的液壓支架是一種橫式的液壓支架。

表1 ZJ3600/15/36型急傾斜支撐掩護式液壓支架技術參數

1.4 移動變電站及乳化液泵站

回采作業的不斷進行使得為回采面提供電力供應的變電站也要隨時進行移動才能滿足回采作業的實際需求。針對這種情況，煤礦行業普遍使用了移動變電站，礦區變電所輸送工作面的電力在經過移動變電站轉換后就能很好的利用在綜采電器設備上，使得回采作業的電氣設備在采煤作業過程中能夠得到連續的電力供應。乳化液泵站在采煤作業中應用主要是為回采面的設備提供高壓的液體，其中主要的高壓液體使用設備是液壓支架，在乳化液泵站提供的高壓液體的支撐下，綜采設備實現了對回采面的支護，保證了回采面的支撐壓力，使得采煤作業實現了安全作業。

2 綜合機械化采煤工藝實踐應用分析

綜采工藝在實際的應用過程中會涉及到采煤機、液壓支架、自移式液壓支架、輸送機以及與之相關的一些電氣設備，但是整體設備的利用與傳統采煤工藝相比較要簡單的多。而在我國的煤礦采煤過程中按照工作面的性質以及煤層的厚度區分可以分為長壁綜合機械化開采、短壁綜合機械化開采、長短壁綜合機械化開采和放頂煤綜合機械化開采等方式。以下結合某煤礦的具體情況對綜采工藝進行分析探討。

2.1 工作面情況

某煤礦的工作面實際的標高為+435～536 m的范圍內，工作面對應的地面標高為+786～+840 m，工作面的整體走向長度達到了95 m，工作面整體為單斜構造。煤層的夾矸為3～4層，厚度達到1.16～2.65m，煤層的穩定厚度值為2.30 m，因此可以判斷該煤層為急傾斜煤層[4]。

2.2 采煤方法

結合該煤礦實際的情況，采取了長壁綜合機械化采煤工藝，而割煤的過程中主要采取的是斜切進刀方法，進刀長度超過40 m。使用的采煤機型號為MG 250/620-QWD，該采煤機為交流電牽引式，在割煤過程要嚴格講采高范圍控制在2.0～3.5 m。根據煤礦的生產實踐我們可以知道當煤礦的煤層傾角要小于35°的時候，可以采取端部斜切進刀，雙向割煤、雙滾筒采煤方式。如果煤層的傾角大于35°可以采取單向下行割煤作業方式。

2.3 支護方式

在該礦井的綜采工作面上出口的位置處主要采用的是知乎方式為上端頭支架，而如果上端頭支架不能到達支護的指定位置，可以將液壓支柱與工字鋼或者半圓木進行配合，但是要保證其方向與煤層的傾斜方向相同，主要使用的支護方式為一梁二柱的方式來進行支護的架設，支護架設過程中要保證柱距達到要求的0.8 m。同時保證1 m的棚距。

針對綜采工作面的下出口頂板支護主要使用了ZTHJ11400/15/23型急傾斜液壓支架，要保證液壓支架的排列沿著煤層壁的方向進行橫向排列。同時確保支柱之間的間隙達到要求的0.4 m。

從綜采面的煤壁其10 m的范圍內排列超前支柱作為機巷的超前支護，并保證支護的柱距之間的距離為要求的1 m以內，在綜采工作面的煤壁的10～20 m范圍內將超前支柱進行單排排列，支護作業方式主要使用戴帽點柱的方式，保持柱距為1 m。

2.4 工作面移架

該礦井的工作面移架方式采取了追機移架方式，也就是說在割煤作業完畢后，要先移動支架，在將刮板輸送機進行移動，圖1為移架。一般情況下，在移架的過程中其速度要比采煤機落后3～5個移架的距離，而且要保證將移架的步距控制在0.6 m以內。

圖1 移架示意圖

3 結語

在煤礦的生產開采過程中，開采方式的選擇要根據煤礦實際的實際情況來進行合理的選擇，這樣才能保證煤礦開采安全、穩定的進行。煤礦開采過程中應用綜合機械化采煤工藝的應用能夠有效的減輕作業人員的勞動強度，同時也能為煤礦節省大量的人力、物力，為煤礦節省生產成本。與傳統的采煤工藝相比較，綜合機械化采煤工藝不僅能夠提升采煤的安全性，同時也能極大的提升采煤的速度，通過對某煤礦機械化采煤工藝的分析，可以為具有相似采煤工作面條件的煤礦開采采煤工藝選擇提供具有參考價值的依據。