煤矿综采装备的配套及应用分析

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煤矿综采装备的配套及应用分析
作者：姜瑞
来源：《中国科技纵横》2016年第04期

【摘 要】随着近年来我国经济的不断发展和经济制度的变化，逐渐由能源经济发展为知
识经济。在生产与经营的过程中更加强调应用知识与科学技术来不断对其产业结构进行优化，
提高其生产质量与生产效率。煤矿企业是典型的能源企业，为了能够不断提高其生产质量，优
化产业结构，保障生产的安全性与高效性。各个企业开始积极地探索，在煤矿开采的过程中积
极的应用综采设备，可以为矿产的高产高效提供有力的保障。

【关键词】煤矿开采 综采装备 应用
随着我国煤矿开采技术的不断发展，煤矿开采行业出现新的发展与需求，各个煤矿企业需
要不断加强煤矿综采装备的配套及应用的探索与探究，实现科学化开采，实现企业的可持续发
展。

1 当前我国煤矿综采设备与世界先进水平之间的差距
首先，在综采设备的材料性能、技术标准和设计方面，一般来看，我国的综采设备中的一
些关键部位的高强度合金钢仍旧依赖于大批量的进口，国内的高强度合金钢不能满足设备需求
[1]。且同世界上的先进水水平国家相比，刚才要低一个等级，设备所使用的材料的机械性
能、稳定性以及均匀性都同其存在较大的差距。同时，密封材料及制造质量也存在较大的问题
与差距，在设备中经常会出现支架漏液、窜液现象。设备的整体初撑力和工作阻力都相对较
低。由于煤矿企业对在煤矿开采中实现综采设备重型化认识不够，为了能够节约成本就选择投
入较少、性能较差的设备，这就使得在对其进行设计的时候可靠性大打折扣。

其次，在综采设备的制造和工艺上，世界上一些比较先进的国家已经实现了在煤机焊接结
构制造中使用智能化设备，可以有效的提高生产的质量与效率，保证设备的精确性，但是我国
是近年来才开始在生产中推广智能化生产制造的。而且由于我国的精尖设备较为稀缺，导致一
些设备中重要的零部件在一般的车床加工中不能实现对其精度的要求，使得有很大一部分的设
备在投入使用后出现运行阻力加大、密封磨损严重等问题。且在生产的过程中设备中的合金钢
精密铸造质量不稳定，一些合金钢的表面粗糙度、尺寸精度都与国家的一般水平和标准有一定
的差距。同时，在生产的过程中一些实现设备高效高精度生产的定位装夹工具尚未得到广泛的
应用，导致生产处的综采设备的结构中存在焊接结构尺寸精度较低，刮板机槽间的高差远远超
过标准值等现象，这在实际的应用中都会对设备造成一定的损伤，且不利于提高生产质量与生
产效率[2]。

再次，在综采设备的外表质量和可靠性方面也存在较大的差距。我国的煤矿综采设备在其
设计的过程中对其外表质量要求不够严格，不重视器械在进行操作性是否兼顾到人性化设计。
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因此就导致一些从国外引进的设备在维修期内可以达到采煤1000万t的总开采量，但是我国
的综采设备仅仅为500万t，甚至有部分设备在保修期内就出现了一系列的问题，不仅严重损
坏机器，还对矿井安全生产和员工的生命安全造成了一定的影响。

最后，在控制和信息技术方面，应用于我国的煤矿煤矿综采装备中的控制技术尚未实现自
主研发，还需要从技术经验比较先进的国家进行引进，还没有掌握设备中的关键技术，如综采
装备中的先导阀设计制造技术以及可靠性较高的智能识别装备技术等处在初级的探索阶段，尚
未形成成熟的技术系统，因此，在煤矿开采的过程中经常会出现技术因素导致的综采装备故障
的现象。

此外，在综采设备的试验方法和检验手段方面与先进的国家之间存在较大的差距。在国内
的综采装备设计加工中，不会对采煤机、刮板机等设备的主要构成部分进行寿命检验，也不能
对设备的密封质量进行检验，一些液压元件的寿命测试也难以实现，这就使得我国的综采装备
的质量得不到保证。

2 煤矿生产中综采装备的配套及应用
2.1 深部矿井高效综放开采工作面设备配套技术研究
在煤矿生产中的一些深部矿井采中，可以通过使用走向长壁综采放顶煤一次采全高全部垮
落采煤法。该矿井的倾斜度在0°-10°，煤层厚度在2.5-7.5m，低瓦斯。在该矿井开采中应用综
采装备的配套，具体的工艺流程就是：割煤→移架→推前溜以及放煤→拉后溜。要在根据其工
作面的面积布置合理的液压支架数，并在两端的位置分别布置排头支架，要求对排头支架的后
立柱中心线、工作面内的液压支架支护长度等根据开采面积进行合理的设计，对其中应用到的
采煤机、乳化泵、喷雾泵的数量进行科学的预测与投入。保证在开采的过程中，使各个设备之
间互相配合与优化，如实现采煤机割煤能力与前部刮板输送机能力二者互相作用与协调，综采
放顶煤工作面顺槽运输设备的运输功能和综采放顶煤工作面的内在生产力之间可以互相作用与
配合，从而实现煤矿的高效与高产[3]。

2.2 年产6Mt自动化综放面设备研究
随着我国的“九五”重点科技攻关，我国的“缓倾斜厚煤层高产高效综放开采成套装备与工
艺研究”项目已经逐渐取得了一些成绩，并获得较好的评价，在一些煤矿企业中已经实现了年
产4 Mt的目标，并逐渐向年产5Mt的生产力发展，为了能够不断提高煤矿的生产力，拓展顶
煤工作面长度突破，使煤矿的年产能够达到6Mt，顶煤工作面长度可以达到300m，就必须在
“九五”科技攻关设备配套与工艺组织的基础上不断的进行改造与创新[4]。具体生产工艺为：采
用单一伪倾斜长壁后退式综合机械化放顶煤开采工艺，对煤矿的端部斜切进刀，单向割煤或者
中部进刀单向割煤。其主要的作业方式是采用“四六”工作制，要求参与生产的工人能够实现三
班出煤、一班检修的要求。在其煤炭开采的工作面可以通过应用计算机技术来实现自动控制启
动和停止。同时，还需要相关的技术人员和共组人员能够根据煤仓和各台运输设备在生产中的
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实际负荷情况对采煤机的速度放煤口数量进行调整，并能及时的采取喷雾降尘的的措施，减少
井下微尘。可以通过应用智能化的在线检测功能，对开采中的一些后部刮板输送机过载的情况
及时发出警报。

2.3 大倾角综放工作面设备配置
在煤矿开采的过程中，一些开采工作面顺槽倾角最大25°，为大倾斜角的综放开采。根据
相关的生产经验在实际的开采中对综机设备提出严格的要求：首先，要求用于开采的液压支架
具有较好的支护强度和防倒防滑性能；其次，要求采煤机应该具备较大的牵引力和制动力；再
次，在进行开采的过程中要设置一定的防滑设施；最后，开采工作面的顺槽输送机能够满足上
行运输的功率驱动力及制动力[5]。具体来说就是，要求液压支架配置千斤顶性能良好，在实
际的开采过程中也可以根据情况的不同，如果液压支架连接后无法再井下升降和拖移，也可以
不予安装，但是还需要对其进行不断的完善。为了避免在在煤质较硬的情况下，在大倾角割煤
出现采煤机会牵引不动的现象，在开采的时候就要尽量配置功率较大的牵引电动机。

2.4 放顶煤液压支架在煤矿开采中的应用
在煤矿的综采工作面使用比较普遍的就是顶板支护设备，也就是通过四柱支撑掩护式液压
支架。使用该设备是因为其具备立柱多，倾角小，因此在煤矿开采的时候工作阻力大、挡矸掩
护性能好以及支柱不易损坏，使得煤矿的开采安全性与质量都得到了保障。对其进行应用一般
情况下，还需要安装必要的后退一步装置，同时为了能够提高放煤速度，可以根据采煤项目的
需要将液压支架改成流量阀较大的支架，同时还要对喷雾防尘系统进行改造。

3 结语
总之，在煤矿生产管理的过程中，对综采装备的配套和应用进行合理选型，并能结合煤矿
开采的需求和设备的特点，在井下开采生产时对其进行设备的优化布置，可以使各种设备的能
力得到有效的发挥，从而能够有效的提高煤炭开采工作的安全性和可靠性，并能不断提高煤矿
的生产质量和生产效率，从而实现煤矿的安全高效开采。煤矿企业的领导层应该逐渐认识到知
识经济社会，积累无形财富的重要性，在生产与管理中能够不断完善与改进煤矿综采装备的配
套和应用中的技术。

参考文献：
[1] 李剑峰.煤矿综采装备的配套与应用[J].矿业装备，2015（03）：82-87.
[2] 艾勇，彭英豪.急倾斜煤层综采技术与装备应用分析[J].煤炭科学技术，2015（03）：
87-91.

[3] 王国法.煤炭安全高效绿色开采技术与装备的创新和发展[J].煤矿开采，2013（05）：1-
5.
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[4] 张永强.大柳煤矿综采支架快速回撤装备的应用与分析[J].甘肃科技，2014（08）：60-
62.

[5] 刘方振.国产综采装备智能化技术在黄陵一号煤矿的实践[J].陕西煤炭，2015（04）：
102-104.

作者简介：姜瑞（1975—），男，山东邹城人，工程师、研究方向：煤矿综机设备配套、
安装及使用管理、煤矿综及设备技术改造及创新或者工程技术。