復雜地質條件下采煤機的應用

（晉能控股煤業集團地煤青磁窯礦 山西 037007）

采煤機的運用主要目的在于提高采煤的效率和質量，在保證采煤整體效率的同時能有效提高采煤的安全性和穩定性。但是在采煤機運用的過程中仍然存在一系列的因素影響采煤機運用的有效性。本文主要分析現階段采煤機運用中出現的主要問題，并提出相應的解決對策，以此來提高采煤機運用的有效性。

1.煤礦復雜地質條件分析

我國的礦區大多分布在復雜地質區，這些區域的突出特點在于地質上多以薄基巖、厚松散覆蓋層中淺埋煤層為主，在這個區域中進行礦井開采存在一定的安全風險，例如礦井開采的過程中需要運用到大量的機械，在使用機械進行開采的過程中往往會影響到上覆巖層，導致上覆巖層發生移動和變形，而且上覆巖層的移動和變形還會帶來其他的影響，例如巖層變形的位置正好處于煤層頂板巖層，則會導致該區域臺階下沉，嚴重時還會引起煤礦突水等問題，影響采煤的安全性。

因為我國的礦區大多位于復雜地質區，因此在這些區域進行礦井開采的過程中需要運用相應的安全管理手段來保證礦井開采的安全性和穩定性，但是在實際開采的過程中往往存在一些人為因素影響安全管理制度等的實行效率，這導致在煤礦開采的過程中會存在一定的安全隱患，如果不能及時進行相關的排查工作，還會導致在煤礦開采的過程中發生安全性事故，不僅會影響施工人員的人身安全，還會影響到煤礦開采的整體效率和質量，從而影響到煤礦的經濟效益。

2.現階段采煤機運用現狀

(1)采煤機的工作機構

煤礦開采的過程中主要運用采煤機來完成截煤和裝煤的工作，因此在實際運用的過程中對于采煤機的工作機構提出了相應的要求，具體要求如下：采煤機工作機構自身要具有一定的調節性能，即在使用的過程中可以根據不同的地質環境條件進行改變和調節。此外，采煤機還要具有低耗能的特性，保證其在使用的過程中可以充分運用煤壁的特性來降低能耗，從而有效降低在采煤過程中的成本投入。采煤機在運用的過程中還要能夠進行裝煤和自開缺口，同時在采煤的過程中還要求采煤機工作機構較高的機械效率，以此來提高采煤的效率和質量。最后，在運用采煤機的過程中要明確其運用的主要目的，即在于滿足基本的生產需求，因此需要采煤機自身具有簡單的結構，且在使用的過程中要保證其自身的使用性。

(2)滾筒式采煤機機械的技術現狀

滾筒式采煤機自身所運用到的主要機械結構有截齒、滾筒和牽引機等等，下面主要分析不同結構的運用現狀，以及其不同參數對于采煤機整體工作效率的具體影響。

首先是截齒，滾筒式采煤機機械自身運用到的截齒中，對于截齒刀體的材料有著明確的規定，即刀體材質必須為合金鋼，而且在運用的過程中還要對合金鋼進行一定的處理，從而優化合金鋼的主要性能，提高其強度和韌性。

其次是滾筒，主要包含了對于滾筒直徑、寬度、螺旋升角等的規定。現階段在運用采煤機的過程中對于滾筒的直徑有著明確的規定，要求滾筒的直徑必須保持在0.65-2.3m的范圍之內，而且在確定滾筒直徑的過程中還需要充分考慮到煤層的厚度，一般情況下要求滾筒直徑比煤層厚度小0.1m-0.2m。此外，在采煤的過程中還會運用到雙滾筒采煤機，在確定雙滾筒采煤機滾筒直徑的過程中需要考慮到采高，這個過程中往往要求滾筒的直徑大于最大采高的一半，這種規定的主要目的在于保證采煤機運用的效率，即保證采煤機在運用的過程中能一次采全高。在運用采煤機的過程中要明確滾筒的直徑和滾筒內部容納碎煤的空間呈反比，且最終還會影響到碎煤在滾筒內部循環和重復破碎的可能性。此外，在運用采煤機的過程中還要注重對滾筒寬度的設置，在這個過程中要求滾筒寬度要適應采煤機的截深，保證滾筒寬度和采煤機截深的一致性，以此來提高采煤機的工作效率。最后是對于螺旋升角在其運用過程中的實際需求，因為螺旋升角自身的大小和直徑對于滾筒的裝煤效果有著直接的影響，而且升角的大小和裝煤的速度往往成正比，但是并不是要求升角越大越好，如果在使用的過程中一味注重加大升角，會導致煤塊落到采空側，而升角過小則會導致煤塊的重復破碎程度嚴重。

最后是對于牽引機的具體要求。在使用牽引機的過程中要注重不同牽引形式的運用，現階段常用的牽引形式有鋼絲繩牽引、錨鏈牽引和無鏈牽引。現階段，隨著科學技術的發展，采煤機的運用技術和工藝也有了顯著的發展，在其發展的過程中要注重對牽引機性能的改進和升級，這主要由于現階段在運用牽引機的過程中存在著一系列的問題，例如在運用鋼絲牽引機構的過程中會發生斷繩的事故，而原因主要由于其自身的牽引力過小，而且這種牽引機構自身的局限性在于自身如果發生了斷裂，進行重新連接的難度較大，因此現階段在運用牽引機的過程中逐漸淘汰了鋼絲繩牽引這種形式。現階段，錨鏈牽引的方式被廣泛運用于采煤的過程中。

3.工作面開采對于采煤機的技術要求

下面主要分析現階段采煤過程中對于采煤機的技術提出的具體要求，在明確相關要求的基礎上能有效提高采煤機技術改進和優化的效率和質量，從而提高采煤機運用的有效性。現階段工作面開采對于采煤機的技術要求主要涉及到以下幾個方面：

(1)牽引和制約

首先是對于牽引和制約的技術要求。在進行工作面開采的過程中，存在的實際情況為工作面傾角增大，因此需要采煤機自身具有良好的性能能克服上行的阻力以及摩擦力等等，此外，還需要采煤機能夠克服其自身在運作的過程中產生的下滑分力，在這個過程中要明確工作面傾角和采煤機自身下滑分力的關系，即兩者成正比。此外，還要求采煤機自身在運行的過程中能夠提供制動力，以此來保證采煤機運行的穩定性，避免在使用的過程中出現下滑而影響其自身的安全性，甚至會影響到整個采煤過程的安全性和穩定性。

(2)潤滑

此外，在運用采煤機的過程中對于潤滑也有著明確的要求。在采煤的過程中依托潤滑來實現齒輪轉動系統的安全穩定運行，因此在開采的過程中需要齒輪和軸承等必須處于良好的潤滑狀態，這要求在采煤的過程中采用高效的潤滑系統。

(3)裝煤效果

最后，在采煤的過程中對于采煤機裝煤的效果也有著明確的要求。從煤礦開采的整體角度分析，采煤機的裝煤效果在一定程度上會影響到采煤機的生產效率和產量。

4.采煤機生產工藝的優化

(1)采煤機跟機自動化提高采煤效率

上述主要提出了采煤機在煤礦開采過程中運用的現狀，在此基礎上提出了煤礦開采的過程中對于采煤機性能的具體需求，因此在運用采煤機的過程中要注重對其自身技術進行改進和優化，以此來提高采煤的效率和質量。首先，需要通過實現采煤機跟機自動化來提高采煤的效率和質量。這是經過科學調查得出的具體結果，即自動化系統的運用能有效提高采煤的效率和質量。自動化系統中主要包含了數據轉換器、角度傳感器等不同設備，在采煤的過程中運用傳感器來進行支架行程和工作阻力等不同數據的采集和分析，并將其反饋給主機，以此來保證采煤機的自動化進程。

(2)采煤機網絡化優化采煤工藝

在運用采煤機的過程中要注重對采煤工藝的改進和創新現階段運用到的采煤機往往運用到支架控制器來實現信號的獲取和傳遞，以此來明確和規范采煤的流程，實現采煤機網格化能有效實現在復雜地質條件下采煤機運用的安全性和穩定性，同時保證采煤機工作效率和質量的提高，以此來提高采煤的效率，運用這種方式來提高采煤的機械化程度，以此來提高煤礦的經濟效益。

(3)優化處理采煤機滾筒過煤高度

此外還要注重對采煤機滾筒過煤高度的優化處理。以MG240/300-WB采煤機實際工作為例，其在使用的過程中過煤高度以21cm為標準，而這一采煤機在使用的過程中仍然存在一定的不足，例如在使用的過程中會導致浮煤過剩，從而制約了相關工序的順利推進，最終影響采煤機械的采出率和整體的生產效率。因此在運用采煤機的過程中要根據實際情況對其過煤高度進行調整和優化，主要優化方式在于加高機組滑靴部分，從而提高過煤高度，現階段對于滾筒采煤機過煤高度的要求在于需要達到35cm以上，以此來保證采煤的效率和質量。

5.小結

本文主要從現階段復雜地質條件之下運用采煤機的現狀和運用過程中存在的主要問題出發，提出相應的技術優化的策略和方法，以此來提高采煤機運用的有效性。在實際開采的過程中技術人員要根據實際的采煤情況和具體需求來進行相關技術的選擇，同時要注重對采煤機運用技術不斷改進和優化，以此來提高采煤的效率和質量。加強對各種地質構造的數據綜合收集與分析，為智能化采礦機械的發展提供了支撐，對將來5G、6G及基于大數據的智能裝備普及應用打下一個良好基礎。