煤矿综合机械化采煤工艺研究

摘　要：：综合机械化采煤就是指采煤工作面的破煤、装煤、运煤、支护、顶板管理等基本工序全面实现机械化作业。煤矿的综合机械化采掘技术是增产增效推进煤矿建设，实现煤矿高产、高效、安全、洁净开采的基础。本文从实际出发，首先是前言部分，然后对煤矿综合机械化采煤主要设备状况进行了阐述，最后对综合机械化采煤工艺进行了分析。

关键词：煤矿 综合机械化 采煤工艺 薄煤层
煤炭是我国重要的基础能源和重要原料，煤炭工业的发展支撑了整个国民经济的快速发展。在矿井的生产过程中，大力发展综合机械化采掘技术，是增产增效推进煤矿建设，实现煤矿高产、高效、安全、洁净开采的基础，随着我国工业控制自动化技术的发展，煤矿机电自动化在矿上的应用越来越广泛，综合机械化采掘技术对建设现代化矿井，对现有工作条件低下的矿井进行技术改造，改造小煤矿、小煤窑，全面提高煤矿开采技术水平和资源采出率，起到了举足轻重的作用。
　　1 煤矿综合机械化采煤主要设备状况
　　1.1采煤机
　　采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统，是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一，主要分为滚筒式采煤机和刨煤机两种类型，当前我国煤矿采用可调高的双滚筒采煤机较多, 双滚筒采煤机的结构与动作原理和普采工作面所用的采煤机雷同, 不同的是其功率与生产能力等技术特征比普采工作面采煤机要大。
　　1.2  工作面输送机
　　工作面输送机是煤矿生产运煤的主要设备，是采煤机运行的导轨和移动液压支架的支点。在煤矿综采生产过程中，如果发生输送机断链条事故会严重制约煤矿的正常生产，综采工作面通常采用可弯曲刮板输送机, 其特点是运输能力大, 铺设长度长, 结构强度高。
　　1.3 液压支架
　　液压支架是用来控制采煤工作面矿山压力的结构物，是综采设备的重要组成部分。它能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进输送机。它与采煤机配套使用，实现采煤综合机械化，解决机械化采煤工作中顶板管理落后于采煤工作的矛盾，进一步改善和提高采煤和运输设备的效能，减轻煤矿工人的劳动强度，最大限度保障煤矿工人的生命安全。
　　1.4 转载机
　　转载机全称是顺槽用刮板转载机。它是安装在矿井工作面下出口的区段运输平巷内的桥式刮板输送机，它一端与工作面的输送机搭接, 另一端在带式输送机的机尾上, 将工作面运出的煤, 由巷道底板升高后, 转运到可伸缩带式输送机上, 转载机随工作面推进, 通过推进装置整体向前移动。
　　1.5 可伸缩带式输送机。
　　可伸缩带式输送机就是能够根据工作面位置变化调整自身长度的输送机。可伸缩带式输送机是区段运输巷中的重要运输设备。能随着工作面的推进, 贮带装置通过调整带式输送机的长度来减少因缩短输送带，达到加快工作面推进速度和连续生产的要求。
　　1.6 移动变电站和乳化液泵站
　　移动变电站就是随工作面的推进而移动的变电站。它将采区变电所输送来的高压电变成与采煤机、输送机等设备相适应的电压后, 供给工作面设备作为动力电源。乳化液泵站就是是供给液压支架及其它液压设备高压液体的设施, 它随工作面的推进而向前移动。
　　2 我国综合机械化采煤工艺
　　综合机械化采煤是指采煤工作面的破煤、装煤、运煤、支护、顶板管理等基本工序都实现机械化作业。这一工艺下，设备主要包括滚筒采煤机（刨煤机）、液压支架、可弯曲刮板输送机、桥式转载机、可伸缩带式输送机、乳化液泵站、供电设备、集中控制设备、单轨吊车以及其他辅助设备等。传统的综合机械化采煤工艺，除了使用范围不断扩大外，工作面长度呈现两种变化趋势：一是在现有的长壁综采模式下，根据工作面设备的能力，不断加大工作面长度和推进长度；二是采用“短工作面”开采的短壁综合机械化采煤工艺。我主要有以下几种综合机械化采煤工艺。
　　2.1长壁综合机械化开采
　　综合机械化采煤一般用于缓倾斜或者倾斜煤层，包括落煤、装煤、运煤、支护、顶板控制以及回采巷道运输等全部实现机械化的采煤方法。长臂综合机械化开采中，如果加大综采工作面的长度，增加采煤机割一刀的煤量，就能够相应地减少工作面斜切进刀及端头作业等工序对生产的影响时间。综采工作面长度的确定，通常以工作面的日产量最高或吨煤成本最低为标准。影响工作面长度因素较多，主要有工作面地质条件和刮板输送机的铺设长度两种。减少工作面搬家次数最有效的方法就是增加工作面的推进长度，而回采巷道的掘进和支护、可伸缩带式输送机的铺设长度以及采场的地质构造等是影响工作面走向长度增加的主要因素。
　　2.2 短壁综合机械化开采
　　短壁综合机械化采煤工艺的应用主要基于回采巷道实现机械化快速掘进和综采工作面上、下端头的快速作业。其优点是采掘合一、机动灵活、适应范围广。对煤柱及不规则块等煤炭资源回收、“三下”压煤开采以及缓解采掘比例失调和工作面接替紧张提供了强有力的支撑。该工艺适用于开采缓倾斜中厚及厚煤层的中小型矿井，以及大型矿井回采块段小、不适宜布置长壁综采工作面开采的煤层。　
　　2.3 短长壁综合机械化开采
　　短长壁综合机械化开采就是是在已掘巷道巷柱式开发区内布置长壁工作面，并用综采成套设备回采煤柱的新式采煤法，对中国中小型煤矿由巷柱式开采改为长壁综采也具有借鉴价值。　
　　2.4 放顶煤综合机械化开采
　　放顶煤开采在中国的厚煤层应用比较广泛。放顶煤综合机械化开采的生产过程如下：工作面采煤机先截煤、移煤和推移输送机等工序；进行２～３刀后暂停截煤，依次分段打开支架上放煤窗口放顶煤，出现矸石时，立即关闭放煤窗口；　直到工作面全长顶煤放完为止，即完成一次放煤的生产过程。顶煤放完后，综采工作面便可向前推进。　
　　2.5 薄煤层综合机械化开采
　　薄煤层受地质条件和开采技术的影响，开采效率较低。但随着采掘技术的发展，我国煤矿综合机械化程度增强，超强度开采力度加大，很多可采储量占总储量较大比例的薄煤层开采逐渐被重视。薄煤层属于难采煤层，机械化水平较低，在开采煤层中产量比例小。提高单产水平和工作面效率，实现矿井安全高效开采，必须采用综合机械化开采。
　　结束语：我国煤矿生产正逐步向规模化、集约化发展，煤矿企业必须加强高产高效矿井的建设，才能获得可持续发展，增强整体竞争力。而综合机械化的应用是现代煤矿实现高产高效、促进煤矿生产安全发展、获得良好的经济效益与社会效益的必由之路，应该大力实施与推广。
参考文献：
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