關于煤礦綜合機械化的采煤工藝研究

崔文勝 馬景東

摘要：煤礦綜合機械化采煤工藝對于煤礦的高效運作，有利實現(xiàn)煤礦企業(yè)中的安全、綠色生產(chǎn)，都具備著重要的意義。通過分析煤礦綜合機械化采煤設備的狀況，并研究了幾種采煤工藝的特點，對于煤礦企業(yè)選擇合理的采煤工藝提供一定的借鑒價值。綜合機械化采煤是指采煤工作面的破煤、裝煤、運煤、支護、頂板管理等基本工序全面實現(xiàn)機械化作業(yè)。煤礦的綜合機械化采掘技術是增產(chǎn)增效推進煤礦建設，實現(xiàn)煤礦高產(chǎn)、高效、安全、潔凈開采的基礎。本文從實際出發(fā)，對煤礦綜合機械化采煤主要設備狀況進行了闡述，最后對綜合機械化采煤工藝進行了分析。

關鍵詞：煤礦；綜合機械化；采煤工藝

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國能源的需求逐年增加，這就要求煤礦企業(yè)增加煤炭生產(chǎn)量，并保證低成本和低投入。煤礦企業(yè)在保證國民經(jīng)濟的健康快速發(fā)展中起到了重要的推進作用，但是煤礦的生產(chǎn)能力與煤礦的采煤方式有直接關系，采用何種開采方式及支護方式或者運輸方式都會直接影響采煤的效率，從而影響煤礦企業(yè)的效益。煤礦綜合機械化采煤工藝是提升煤礦生產(chǎn)效率的重要舉措，對于煤礦巷道特殊施工環(huán)境下的采掘技術及建設現(xiàn)代化礦井，改善小煤礦，提升煤礦的出煤率十分有必要。

1、煤礦綜合機械化采煤設備狀況

1.1 采煤機

采煤機對于巷道的采煤來說是最為核心的部件，而且采煤機是最容易發(fā)生故障的機械。采煤機是由采煤機械系統(tǒng)、動力供給系統(tǒng)、操作系統(tǒng)及電力系統(tǒng)等多種系統(tǒng)組成的綜合化機械設備。

采煤機可以分為單滾筒和雙滾筒2種方式，單滾筒采煤機的滾筒是位于工作面的下端頭，這樣做可以相對降低工作面下方缺口的長度，并且可以避免煤渣不通過機體的下方，這樣的開挖及運作效果比較好。而雙滾筒采煤機避免了在掌子面兩端存在缺口的問題，利用這種方式可以很好地解決技術上的缺陷。

1.2 工作面輸送機

工作面輸送機是巷道開挖之后的煤炭運送到地面的重要方式之一，這種機械可以將巷道產(chǎn)生的煤炭直接運送到地面進行加工。運輸機是由液壓支架進行支撐，電力驅動供電的方式進行工作，并且運輸量與煤礦的日生產(chǎn)量有直接關系。

1.3 液壓支架

液壓支架是為巷道工作面提供礦山壓力的重要結構。綜采放頂煤采煤法是利用拱率較高的滾筒采煤機、綜采放頂煤液壓支架、工作面大功率刮板輸送機以及配套的機道轉載機、可伸縮皮帶運輸機及其他附屬設備的綜合機械開挖方式。這種開挖方式生產(chǎn)效率高，可以實現(xiàn)連續(xù)的作業(yè)方式，并且相對來說經(jīng)濟成本低。

1.4 轉載機

在煤礦上講，轉載機是指順槽用刮板轉載機。是用于安裝在礦井工作面下出口段運輸平巷內的橋式刮板輸送機。在運載機的一側與掌子面的運送機相連，另一端與帶式輸送機的機尾相連接，配合輸送機將煤炭輸送至地面。

1.5 可伸縮帶式輸送機

可伸縮帶式輸送機是根據(jù)巷道的具體形狀而制定的一種帶式輸送機，這種輸送機可以適應巷道的走向及特點，若巷道的長度很長，可以通過調節(jié)輸送帶的連接方式拉長輸送機的尺寸，若巷道的長度較短，可以通過調節(jié)輸送機的連接方式縮短輸送機的距離。

2、綜合機械化采煤工藝

綜合機械化采煤工藝是指在巷道采煤過程中的爆破、開挖、支護、裝車、運輸?shù)纫恍┝械臋C械過程，按照采煤的方式，可以將采煤的工藝分為長壁綜合機械化開挖、短壁綜合機械式開挖及短長壁綜合機械化開采和放頂煤綜合機械化開采。無論何種采煤工藝，都應保證支護材料充分發(fā)揮作用，并最大程度實現(xiàn)資源的回收。煤礦開采設計原則應保證使用最低的能源或者資源實現(xiàn)高回報，這樣才能保證煤礦的綠色生產(chǎn)。

2.1 長壁綜合機械化開采

綜合機械化采煤一般用于緩傾斜或者傾斜煤層，包括落煤、裝煤、運煤、支護、頂板控制以及回采巷道運輸?shù)热繉崿F(xiàn)機械化的采煤方法。長臂綜合機械化開采中，如果加大綜采工作面的長度，增加采煤機割一刀的煤量，就能夠相應地減少工作面斜切進刀及端頭作業(yè)等工序對生產(chǎn)的影響時間。綜采工作面長度的確定，通常以工作面的日產(chǎn)量最高或噸煤成本最低為標準。影響工作面長度因素較多，主要有工作面地質條件和刮板輸送機的鋪設長度兩種。減少工作面搬家次數(shù)最有效的方法就是增加工作面的推進長度，而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等是影響工作面走向長度增加的主要因素。

2.2 短壁綜合機械化開采

短壁綜合機械化采煤工藝的應用主要基于回采巷道實現(xiàn)機械化快速掘進和綜采工作面上、下端頭的快速作業(yè)。其優(yōu)點是采掘合一、機動靈活、適應范圍廣。對煤柱及不規(guī)則塊等煤炭資源回收、“三下”壓煤開采以及緩解采掘比例失調和工作面接替緊張?zhí)峁┝藦娪辛Φ闹巍Ｔ摴に囘m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。

2.3 短長壁綜合機械化開采

短長壁綜合機械化開采就是在已掘巷道巷柱式開發(fā)區(qū)內布置長壁工作面，并用綜采成套設備回采煤柱的新式采煤法，對中國中小型煤礦由巷柱式開采改為長壁綜采也具有借鑒價值。

2.4 放頂煤綜合機械化開采

放頂煤開采在中國的厚煤層應用比較廣泛。放頂煤綜合機械化開采的生產(chǎn)過程如下：工作面采煤機先截煤、移煤和推移輸送機等工序；進行2～3刀后暫停截煤，依次分段打開支架上放煤窗口放頂煤，出現(xiàn)矸石時，立即關閉放煤窗口； 直到工作面全長頂煤放完為止，即完成一次放煤的生產(chǎn)過程。頂煤放完后，綜采工作面便可向前推進。

2.5 薄煤層綜合機械化開采

薄煤層受地質條件和開采技術的影響，開采效率較低。但隨著采掘技術的發(fā)展，我國煤礦綜合機械化程度增強，超強度開采力度加大，很多可采儲量占總儲量較大比例的薄煤層開采逐漸被重視。薄煤層屬于難采煤層，機械化水平較低，在開采煤層中產(chǎn)量比例小。

3、結論

我國煤炭企業(yè)的發(fā)展形勢并不樂觀，為了使煤礦企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展必須實現(xiàn)在各個環(huán)節(jié)進行改革創(chuàng)新，而改革創(chuàng)新的前提是充分了解煤礦綜合機械化采煤工藝的種類及特點。

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（作者單位：兗煤礦業(yè)工程有限公司）