煤礦綜合機械化采煤設備與工藝的應用分析

＊單 濤

（山西焦煤西山煤電杜兒坪煤礦 山西 030022）

改革開放以來，我國對煤炭能源的需求大幅度增加，基于此背景，煤炭開采過程受到了社會各界的廣泛關注。煤礦綜合機械化采煤設備與工藝的應用及完善對煤炭行業的發展影響深遠，煤礦開采企業應予以重視，不斷提高與創新設備與技術，確保煤炭開采作業安全與效率，從而為自身的長久發展注入源源不斷的生命力。

1.概述

煤炭資源在我國普及程度較高，廣泛應用于各行各業，在國民經濟發展與社會團結方面有著至關重要的作用。煤炭屬于不可再生能源，因此在開采時應關注資源開采的合理性與有效性，避免出現資源分配不均或開采事故。綜合機械化采煤設備與工藝的快速發展為煤炭生產行業注入了新的力量，可逐步優化采煤流程，全面提升管理水平，大大提高了生產效率與質量，對行業乃至社會的持續發展都有積極影響。隨著社會進步，煤礦開采作業中應用機械自動化技術已經成為必然趨勢，煤礦企業應加強管理，充分挖掘綜合機械化的優勢與益處，加大研究力度實現工藝優化，進一步提高煤礦資源開采效率，創造更大收益。

2.煤礦綜合機械化采煤設備簡紹

自動化程度較高的采煤設備是提高生產效率的關鍵，因此需詳細了解煤礦綜合機械化采煤設備分類（詳見圖1）。

圖1 煤礦綜合機械化采煤設備的分類

(1)轉載機

轉載機是現在煤礦開采作業中必不可少的設備，其功能是運輸平巷內橋式刮板輸送機，有效提升了生產質量與效率，應用范圍較為廣泛。實際生產中，裝載機需同時連接工作面的輸送機和帶式輸送機，開采出的煤炭可利用轉載機從井下升至一定高度，隨后再轉運至伸縮式輸送機上繼續在工作面上移動。值得注意的是，出于安全考慮，轉載機一般連接在帶式輸送機的機尾位置上。

(2)輸送設備

輸送設備不僅是將礦井內開采出的煤炭運送至地面，還需將開采物資與工作人員運送至井下，故而對輸送設備的性能要求較高。基于運輸安全、質量與速度三方面考慮，煤礦企業在選擇運輸設備時應嚴格遵循以下兩項原則。首先是嚴格選材，企業應建立合理完善的設備采購流程，根據使用需求科學選擇輸送設備類型，為保障生命財產安全，須采購結構強度大、安全性高的材料用于工作面的運輸。其次是重視技術，企業應根據礦井特點設計輸送路線，可將綜合機械設備裝置設計成彎曲狀，以此降低輸送物資的掉落風險，從而提高生產安全性。

(3)液壓支架

煤礦開采中需要利用機械設備支撐工作面頂板，一般選用液壓支架，可將礦井壓力控制在安全范圍內，為開采過程提供有力保障，為綜合機械化開采創造穩定環境。液壓支架的應用大幅度減少人力投入，可實現連續機械化施工，降低安全事故發生風險，為企業的長久發展提供有效助力。企業選擇液壓支架時應綜合考慮多項因素，嚴控質量，對員工的生命安全負責，對經營效益負責。

(4)移動變電站及乳化液泵站

電力能源在煤炭開采中不可或缺，移動變電站可在回采作業中為移動的回采面提供電力，開采區域的電力經過移動變電站轉換后可傳輸至綜合機械化電氣設備上，為煤礦開采持續供電。乳化液泵是煤礦開采作用中普及程度較廣的設備，作用是為回采面的設備提供高壓液體，例如液壓支架，綜合機械化采煤設備在乳化液泵站提供高壓液體的前提下，為回采面提供良好的支撐作用，保障開采作業的安全性與可靠性。

(5)采煤機

采煤機在煤礦開采中屬于大型綜合機械化設備，具有多項功能，使得開采效率全面提升。目前，我國煤礦行業應用較多的采煤機主要分類兩類，分別是滾筒式和刨煤式，其中滾筒式可根據礦井情況自行調節高度，因此使用較多。隨著技術不斷發展，雙滾筒采煤機問世，進一步提升煤炭開采效率。

3.煤礦綜合機械化采煤工藝的應用

綜合機械化采煤工藝經過不斷的改進與創新，為煤炭行業帶來了更廣闊的發展空間與經濟效益，下文對煤礦生產中常用的5種綜合機械化采煤工藝（詳見圖2）進行介紹，以期促進煤礦企業的良好發展。

圖2 煤礦綜合機械化采煤工藝的分類

(1)薄煤層綜采工藝

薄煤層是煤礦開采中經常遇見的地質條件，開采難度較大、生產效率較低，但我國薄煤層中蘊藏的煤炭資源較為豐富，為避免資源浪費，開采薄煤層勢在必行，應加強技術攻關，優化開采工藝。隨著綜合機械化采煤工藝不斷發展，薄煤層開采技術逐漸提升，煤礦企業可引進先進的綜采工藝，盡量提高煤炭資源開采效率。

(2)長壁綜合機械化采煤工藝

長壁綜合機械化采煤工藝應用廣泛，主要以作業面為依托，利用采煤機、輸送機、液壓支架等自動化設備完成煤炭開采。采煤機的應用可加大開采量、縮短開采時間，傳輸設備的應用可進一步延長工作面，液壓設備的應用可保障工作面安全，減少采煤過程中的斷頭工作步驟，同時減少對煤層的斜切次數，避免浪費，生產效率大大提升。長壁綜合機械化采煤工藝應用時需合理計算工作面長度，在保證開采安全的前提下盡量減少工作面搬移次數，以免浪費人力物力資源。另外，開采前工作人員應充分考察開采區域的地質水文條件，結合輸送設備的伸縮長度和工作面的推動長度，科學控制采煤作業深度，進而保證端頭作業步驟與其他綜合機械化裝置設備的運行效率，保證產能效益最大化，以此為煤礦企業的快速發展奠定基礎。

(3)巷道布置技術

礦井巷道布置技術的作用是保障開采過程的作業安全，同時亦可提高開采效率，直接影響煤礦企業的發展。在實際作業中，巷道塌方事故時有發生，嚴重威脅工作人員的生命安全與企業的經營效益，基于此，應充分利用綜合機械化采煤設備與工藝提升巷道的穩定性與可靠性，確保生產效率與安全。礦井巷道布置技術遵循結構穩定性和設計合理性原則，選擇合適的支護設備支撐巷道結構，營造安全的開采環境。

(4)煤礦集中化開采技術

煤礦集中化開采技術包括三種，分別是成套采煤技術、長臂綜采技術、采全厚技術，三種技術相互配合，根據煤礦的實際情況進行合理調整，全面提高煤礦開采質量與安全。當遇到巖層較硬的情況下，煤礦企業可搭配選擇頂板控制技術和頂煤開采技術，解決較硬巖層帶來的負面影響，為井下作業人員提供安全保障，開采效率也有所提升。采全厚技術大多應用于支護結構建設，作用是提高支護結構的強度，保證井下安全，目前，我國很多煤礦企業都開始深挖采全厚技術的作用，推動礦井內部的結構穩定建設，同時調動煤礦開采人員的工作積極性，保障安全生產，盡可能提高生產效率。

(5)放項煤綜合機械化采煤工藝

放項煤綜合機械化采煤工藝適用于厚煤層開采，應用時主要分三個步驟。第一步，在采煤工作面上進行落煤、裝煤、運煤等操作，確定推動運輸機的安裝位置，完成設備安裝。第二步，完成階段性采煤后暫停作業，一般情況下，完成二至三刀的截煤工作后即可暫停，按照相應順序打開放煤窗口，利用安裝完成的運輸設備將煤炭運輸至地上。根據生產經驗總結，此步驟實施時若發現矸石應立即關閉放煤窗口，以免影響作業質量。第三步，開展放煤工作，完成后即可推進采煤作業面繼續開采。

4.總結

近年來，煤炭行業的發展形勢越來越嚴峻，煤礦開采企業需充分利用綜合機械化設備與工藝不斷提升自身的經濟競爭力與社會競爭力。企業應了解不同種類綜合機械化設備與工藝的特點及適用范圍，根據實際情況進行科學選擇，以此確保采煤施工作業順利開展，不斷提升生產能力，為企業的健康發展添磚加瓦。