浅析煤矿综合机械化采煤技术

煤矿综合机械化采煤工艺探析

【中图分类号】td823.97

综采是煤矿综合机械化采煤的简称；一般指机械化率达到95%以上。为创建高产高效矿井，最大限度提升矿井综合机械化采煤水平，大力发展机械化，优化工作面技术装备、引进全采高生产工艺，优化综合机械化采煤工作面设计，实现综合集中生产，建立与完善保障制度，引入竞争和精力机制，并且经过20多年的实践、完善以及提高，综合机械化采煤工艺已成为我国矿井实现高产高效的主要途径。

煤炭井下开采的发展方向是实现矿井高产高效集中化生产。而实现矿井高产高效的前提是提高综采工作面的单产，实现工作面高产高效，达到一矿一面或一矿二面的高度集中化生产，增加工作面的出煤点，提高综合机械化采煤设备及矿井生产系统的可靠性，减少工作面辅助工序的影响时间。

1、综合采煤工艺的装备要求

近几十年特别是近十年以来，我国综合采煤工艺已经取得了长足的发展，形成了具有中国特色的现代化开采技术与装备体系，特别是煤机装备方面，在电牵引采煤机、系列化液压支架、大型刮板输送机以及大运量、大运距带式输送机开发上取得了显著的突破。

首先，自主研发了适应不同开采条件的智能化、高可靠性煤机装备。比如，不同系列的电牵引采煤机。就目前来说，我国电牵引采煤机形成了割煤高度0.8—7.0 m、适应倾角0—60°、总装机功率238—2500kw的系列产品，牵引速度超过20m/min，最大落煤能力达到6000t/h，并且装备了以微处理技术为基础的智能检测、监控与保护系统，采用先进的信息处理技术与传感技术，实现了机电一体化。对于采煤工作面落媒，在我国多数煤矿采用可调高的双滚动采煤机，它的结构以及动作原理和普采工作面采煤机相仿，但是功率上以及生产能力方面的技术特征要大于普采工作面采煤机。

其次，适应大断面巷道快速掘进的要求，研发了大功率掘进机和连续采煤机，采用工作面输送机，液压支架和转载机。我国研发的掘进机可截割单轴抗压强度达到100mpa的半煤半岩巷道，部分重型掘进机不移位截割断面达到35—42㎡，形成了切割功率为50—315kw、总功率达到500kw以上的10余种系列产品，完全满足不同条件下煤岩巷道的掘进要求。连续采煤机截割功率最大达到350kw，总功率达到597kw，满足了超大断面掘进与短壁工作面回采的要求。综合工作面采用可弯曲刮板输送机，要求运输能力大，铺设长度长，结构强度高，作为运煤机械和采煤机运行的导轨与移动液压支架的支点，有着显著作用。此外，还有靠高压液体作主动力完成顶板支护、支架前移、推移输送机和采空区处理等工序的液压支架以及安装在工作面下出口的区段运输平巷内的转载机等机械装备。

浅析煤矿综合机械化采煤技术

一、煤炭资源开采现状

目前我国的煤炭资源主要分布在北方，尤其是山西、陕西等省份，煤的产量占据全国总产量的60%以上，这也引起了大量的环境污染和安全问题。尤其是在传统的采煤方式中，存在大量的人力劳动，设备精度不高，防护措施不完善，不利于提高采煤效率，也为煤矿工人的生命安全带来了很大的威胁。

综合机械化采煤技术是在传统采煤技术的基础上，结合现代机械化设备、自动化控制技术、信息化技术以及互联网技术等进行改良和创新的结果。随着科技的不断进步以及对安全和效率高的采煤方式的需求，综合机械化采煤技术已经成为当前和未来煤矿开采的主要方向之一。

综合机械化采煤技术在工作原理上主要是由高效自动化设备进行掌控，减少人工干预，提高采煤的效率和质量。在传统的采煤方式中，主要是依靠人工力量进行祛砂、钻孔、爆破、掘进等大量劳动，而在综合机械化采煤技术中，主要依靠矿用机械设备，比如采煤机、截割机等自动化设备，由计算机进行控制和监控，提高了采煤效率和稳定性，减少了安全隐患。

综合机械化采煤技术相对于传统采煤方式，有以下主要优点：

1. 提高了采煤的效率和质量，可大幅度降低劳动强度和劳动力人数。

2. 利用计算机等现代化技术进行控制，使得采煤质量更加稳定，更有可靠性。

3. 优化了采煤设备的结构和配置，设备运行更加智能化，机器的生产效率更高。

4. 减轻了煤矿工人的危险和健康风险，对煤矿生态环境的保护意义也更加重要。

但与此同时，综合机械化采煤技术也存在一些缺点：

1. 综合机械化采煤需要大量专业的技术人员进行研发和维护，对于煤矿企业的人员需求也不同。

2. 采煤需要更好的机房和传输现场的高速网络，这需要更大的资金投入，也增加了采煤企业的维护成本。

3. 综合机械化采煤技术的应用需要进行各种安全性和可靠性测试，以保障采煤的安全性和稳定性。

科技创新与应用Ｉ　２０１３年第２２期　工业技术　浅谈煤矿综合机械化采煤工艺　李龙　（山西义棠煤业有限责任公司，山西介休０３２０００）　摘要：机械化综采技术，指包括如顶板管理、支护、运煤、装煤和破煤等在内的全部的回采工作面生产工艺实现机械化。此外，顺槽　运输也要实现机械化，这样可以充分发挥设备效能。本文论述了机械化综采技术。　关键词：综采；煤矿工程；机械化设备；采煤工艺　１前言　近些年来，我国采煤业发展迅速。综采技术进步很快，设备不断更　新，综采的效率和工作面单产也不断提高。机械化综采技术，指包括如　顶板管理、支护、运煤、装煤和破煤等在内的全部的回采工作面生产工　艺实现机械化。九十年代以来，无论国内还是国外，综采技术都取得了　飞速的发展，综采设备和综采技术的进步者　艮快，综采工作面的矿井不　断涌现，这些矿井大部分高效高产，采煤机械化也应该朝这个方向发　展。　２综采所用设备　２．１乳化液泵站　乳化液泵站主要用来供给高压液体，供给对象主要是液压支架或　别的液压设备。工作面推进时，乳化液泵站也向前移动。　２．２移动变电站　移动变电站是变电站的一种，因为工作面推进时，移动变电站也跟　着移动而得名。移动变电站的功能是将变电所输来的高压电进行变压，　变成适用于设备的电压。主要服务于输送机、采煤机等工作面设备。　２－３可伸缩带式输送机　该机器是一种运输设备，主要用于区段运输巷中。在该机器上具有　贮带装置，能贮存５０米至１００米。工作面推进后，输送机长度可以用贮　带装置来调节，可以伸长或缩短。一般在工作面推进二十五米至五十米　以后，输送机的长度就要进行一次调整。这样做的目的是降低因为缩短　输送带而引起的对生产时间的影响，最终适应连续生产和工作面推进　速度加快的要求。　２．４转载机　转载机实际上是一种输送机，是桥式刮板输送机，安装在工作面下　出口区段运输平巷内。它的一端在带式输送机机尾，另一端在和工作面　输送机相搭接。工作面首先运出煤，然后经过巷道地板的升高，然后进　入可伸缩式输送机。工作面推进时，转载机也跟着推进，推进装置带动　整体移动。　２．５液压支架　液压支架全称是综采工作面自移式液压支架，主要动力是高压液　体，功能是完成采空区处理、推移输送机、支架前移、顶板支护等工序。　此外还有一类端口液压支架，这种支架主要专用于维护输送机的机尾、　输送机的机头、工作面的下出口、工作面的上出口等，还有一种锚固支　架，主要用来锚固输送机的机尾和机头，防止滑动。其工作方式主要有　及时支护、滞后支护以及超前支护这三种。在煤层顶板稳定度是中等的　时候就采用及时支护，指的是采煤机停止工作之后，先移动液压支架再　移动输送机；在煤层顶板稳定度是较好的时候就采用滞后支护，指的是　采煤机停止工作之后，先移动输送机再移动液压支架；超前支护工作不　同于及时支护和滞后支护，它是在采煤机停止工作之前进行的。　２．６工作面输送机　综采工作面所用的输送机是可以弯曲刮板的输送机，要求结构强　度够强，铺设长度够长，运输能力够大。作用有三个方面，分别是运煤机　械、移动液压支架支点、采煤运行导轨等。　２．７采煤机　在采煤工作面落煤时使用，主要有两种，一种是刨煤机，一种滚筒　式采煤机。我国各煤矿多数采用双滚筒采煤机，而且可调高。这种采煤　机和普采工作面所采用的采煤机在动作原理、结构等方面高度相似，但　生产能力、功率等技术特征，前者大于后者。　３采煤Ｔ艺　３．１长壁机械综采　一般睛况下，综采工作面长度加大，采煤机每割一刀所割煤量增　加，这样做了以后，工作面端头斜切进刀等对生产时间的影响就可以减　少，产量就会得到提高。在确定综采面长度是否合理时，准则是工作面　的每吨煤的成本最低或产量最高。能对工作面长度构成制约的因素主　要有刮板输送机铺设的长度、工作面的地质条件。如果想减少工作面的　搬家次数，那么最有效的办法就是增加工作面推进的长度。对工作面的　走向长度可能产生制约的因素主要有采场地质构造、可伸缩带式输送　一１０８一　机铺设的长度、回采巷道的支护和掘进等。　采煤机每刀产量如果想增加，减少采煤机割时牵引的速度和辅助　工序如端头作业等影响的时间，使支护速度、割煤速度相互之间能够互　相匹配，使组织管理更加方便，从而提高工作面的效率和产量。　３．２短壁机械综采　这种采煤技术在运输方式、通风、顶板支护和巷道布置方面和长壁　机械综采的体系相同。工作面采用布有四个特点，分别是第一、工作面　运、支、采的设备都具有轻型化的特点，能够实现陕速安装和快速搬家。　第二、工作面的转载机、刮板输送机可以成为一体，单机头的刮板输送　机可以用直角拐弯布置、端卸布置、侧卸布置等布置方式。第三、双滚筒　式采煤机在工作面采用中部斜切进刀然后单向割煤的方式，单滚筒采　煤机在工作面采用自开切口然后往返切割一刀的方式，采煤机的截深　加大。第四、工作面的长度比较短，一般是三十米至八十米，采后要用退　式开采。　短壁机械综采技术应用要具有以下条件：综采工作面的上端头和　下端头要实现陕速作业，回采巷道要实现机械化和陕速掘进。　短壁机械综采适用于煤层厚或中厚、缓倾斜的中小型矿井，如果是　大型矿井，则适用于那些不适宜用长壁机械综采技术、回采块段小的煤　层。　４快速搬家和端头作业　对综采工作面产生影响的主要辅助工序有上出口和下出口端头支　护以及移转载机。综采工作面的采煤机的割切速度越来越快，工作面的　推进速度也不断加快，端头作业问题也日渐突出，端头开采技术得到解　决，综采工作面的上端头、下端头能够实现快速作业（包括端头设备转　移、断头切割和端头支护等），这是综采技术重点解决的问题之一。可以　采取以下措施：端头采用加长顶梁（液压支架）来进行支护，下顺槽和上　顺槽一定要掘进大断面的巷道，巷道的宽度要大于４３米至５米，在支　护时要采用组合锚杆或锚杆。　对工作面进行陕速搬家，对提高工作面效率和单产以及延长工作　面连续生产的时间都十分有效。实现工作面的快速搬家，关键是要有先　进的组织管理、搬家工艺和搬家设备。技术措施如下：首先，对搬迁工序　进行合理的组织，尽可能多的组织平行作业，工作面搬迁工艺主要包括　新工作面的安装、支架的运输、撤装工作面支架、掘进或支护撤架通道、　停采前对顶板的维护等。其次，加大巷道的断面，使大型设备如液压支　架等能够进行整体搬家。减少运输环节，使设备的搬迁距离缩短，改进　采煤系统。再次，用无轨运输车、单轨吊和拖车等运输装备来对工作面　设备进行撤装和运输。　５结束语　矿井能够进行高产高效的集中化生产，这是井下开采煤炭的发展　和研究方向。只有提高综采工作面单产，才能使矿井生产实现高产高　效。综采工作面实现高效高产，主要有两个方面的途径：一是综采放顶　煤的工作面实现高产高效，二是单一长壁的综采工作面实现高产高效。　使综采工作面实现高产高效，要达到高度集中化的生产，使一矿一井或　二井。综采工作面高产高效的具体目标应该是提高采煤机有效的开机　率和提高综采工作面工作的强度。技术途径则是提高综采工作面相关　的配套设备的每小时的生产能力，增加综采工作面最终的出煤。　参考文献　『１１姚金刚，赵超．煤矿综合机械化采煤工艺探析ＩＪ１．科技信息・矿业论坛，　２ｏｌｏ（２３）．　王振东．煤矿综合机械化采煤工艺研究田．科技创新与应用，２０１２．　１３１段宁宁．煤矿综合机械化的采煤工艺研究探讨田．科技创新与应用，　２０１２．　１４１南麓棱，朱吉茂，杨国栋，等．浅谈我国煤矿机械化发展水ＩＪＪ．煤炭工程・　研究探讨，２ＯＬＯ（８）．　『５１刘正茂．浅谈综合机械化在煤矿开采上的应用【Ｊ】．中国新技术新产品，　２ｏ１２（６）．

综合机械化采煤方法与技术研究

摘要：随着我国煤矿资源不断被利用，采煤技术通过实践和研究也在不断进步，综合机械化采煤法作为一种高效高产的方法被广泛应用。本文通过对综合机械化采煤技术工艺和影响采煤具体因素的分析与研究，结合笔者多年的采煤经验，提出几点使用综合机械化采煤方法时需注意的一些问题。

关键词：综合机械化采煤 技术工艺 分析与研究

1 引言

综合机械化采煤法，简称“综采”，可以说是目前世界上最为先进的采煤方法，它在破煤、采煤、装煤、运煤、采空区处理、支护、回采运输等煤矿开采的各个环节使机械化程度达到最大化，将人的劳力转化为机械操作，大大提高了煤矿开采工作的效率[1]。然而，综合机械化采煤法也并非完美无缺，要使综采技术发挥到最大的程度，对设计和施工人员的技术要求也较为严苛。本文将从剖析综采技术本身出发，对影响综采施工的因素和开采中的注意事项进行详细的分析与研究。

2 综合机械化采煤技术工艺研究

在煤矿开采的各个环节中，综合机械化采煤技术采用各种机械化设备完成煤矿作业，其中所使用到的主要装备包括以下几种：

> 采煤机，负责完成破煤采煤的作业。我国大多数煤矿采用双滚筒式采煤机，前滚筒采顶煤，后滚筒采底煤，其工作原理与普通采煤方法是用的采煤机类似[2]。

> 输送机，应用于运煤和回采巷道运输环节。工作面输送机采用可弯曲的刮板输送机，它的铺面长运载能力突出，还可为液压支架提供支点。运输巷道中采用可伸缩式输送机，可根据工作面的推进实时调节输送机长度，以此加快生产效率。

> 转载机，负责衔接工作面输送机和巷道输送机。它通过巷道底板升高作用，将刮板输送机运出的煤转载到巷道输送机上，并且通过推进装置的作用随工作面移动。

> 液压支架，贯穿于开采的整个过程，利用高压液体动力完成设备的支撑保护、推移输送机、采空区处理等作业。