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煤礦綜合機械化采煤工藝研究論文
摘要：
在綜合機械化采煤工藝當中，包含了多種機械設備，例如采煤機、液壓支架、自移式液壓支架、輸送機以及相關供電設備等等，比傳統的普采要簡單很多，且效率更高。根據我國煤礦綜采工作面的長度及煤層厚度綜合機械化采煤工藝有可分為：長壁綜合機械化開采、短壁綜合機械化開采、長短壁綜合機械化開采和放頂煤綜合機械化開采等方式。下邊主要結合煤礦具體工作面情況對綜合機械化開采工藝進行分析探討。
關鍵詞：煤礦；綜合機械化；采煤工藝中圖分類號：TD823。97 文獻標識碼：A 文章編號：1009—914X（2017）44—0030—01
近年來，在我國科學技術的不斷提升過程中，采煤工藝也實現了進一步的發展。綜合機械化采煤工藝是近年來發展起來的一種新型采煤法，這種采煤法即通常所說的綜采，是指一些基本采煤工序，如破煤、裝煤、運煤、巷道維護、頂板管理等，主要靠機械來完成。此采煤工藝的主要特點為高自動化、機械化，生產能力強、適應性強等。把此工藝科學、合理地應用于煤礦開采，不僅可有效節約人力資源，且能大幅提升煤礦產能，同時可更好地保障安全生產，值得推廣與應用。
一、綜合機械化采煤工藝關鍵設備分析。
（一）采煤機。
采煤機是實施機械化采煤的一項關鍵設備，炮煤機與滾筒式采煤機是當前煤礦開采中主要用到的采煤機[1]。就中國的煤礦開采現狀而言，雙滾筒式采煤機在各大礦井中應用最廣泛，這主要是由于雙滾筒采煤機具有自動調節高度的功能，且能實現高效采煤，其結構與工作原理雖類似于普通采煤機，但其功率更大，生產能力更強。
（二）工作面輸送機。
在應用綜合機械化采煤工藝施工時，由于開采效率高，且鋪設的運輸工作面較長，整個采煤過程需有高運能的輸送機做配合。當前，可彎曲式刮板輸送機是很多礦井進行綜合機械化采煤施工的首選輸送機，應用此機械不但能很好地滿足采煤工作面的運煤需求，且可作為支點來支撐導軌運行與移動液壓支架移動，因此，此機械也越來越受到廣大礦井的青睞[2]。
（三）自移式液壓支架。
該支架是很多礦井應用綜合機械化采煤工藝的首先支架，在其內部高壓液體的作用下，此支架可大幅儲存動力，滿足多種采煤作業需求。如支護頂板、推移輸送機、及時處理煤礦采空區等，此外，一些端頭液壓支架，可用來有效錨固輸送機機頭、機尾，加固錨固支架等，防止它們產生滑動。
（四）可伸縮帶式輸送機。
裝置在實施綜合機械化采煤作業時，區段運輸巷中一項重要運輸設備為可伸縮帶式輸送機，該設備自身具有一定貯帶功能，其貯帶長度可達50m～100m。當推移礦井回采工作面時，可伸縮帶式輸送機的貯帶功能，可根據實際需求拉伸或縮短輸送機長度，同時可依據推進距離，科學、合理地實施頻率開展。通常回采工作面每向前推進25m～50m，可伸縮帶式輸送機就會實施一次頻率開展，借助帶式輸送機的實時頻率開展，可有效縮短控制輸送帶耗時[3]。
（五）移動變電站與乳化液泵站。
與一些普通機械化采煤相比，在應用綜合機械化采煤工藝后，其移動變電站可隨礦井回采工作面推進不斷前移。在煤礦開采作業中，變電所送來的高壓電，不能直接應用于輸電機、采煤機，需借助移動變電站進行電壓轉換，把電壓轉換成能匹配這些設備的電壓，以供設備工作使用。此外，工作面所用的液壓設備，需有高壓力乳化液提供動力，這些高壓力乳化液主要來自于乳化液泵站。由于綜合機械化采煤所配套的乳化液泵站可隨工作面不斷推移，這樣可顯著節約工時，大幅提高采煤效率。
二、綜合機械化采煤工藝的實踐應用。
（一）工作面概況。
崔家溝煤礦屬陜西省監獄局管理的重點煤礦，位于銅川市北38km處，井田位于銅川市金鎖鄉西北邊緣及耀州區杏樹坪和核桃峪地區。東西長約7km，南北寬約4km，井田面積為29。91km2。井田北東與玉華礦為鄰，東南以煤層露頭為界，西北、西南均以4—2煤層可采邊界線為界。礦井設計能力為150萬t/a，2005年末礦井保有地質儲量21712。3萬t，可采儲量13086。5萬t。崔家溝煤礦1958年建井，邊建設邊生產，逐步形成210萬t/a的生產能力。
（二）采煤方法。
根據煤礦工作面的開采條件，主要采取的采煤方法為長壁綜合機械化采煤法。在進行割煤過程中主要采用斜切進刀的方式，其中進刀深度0。6m，斜切進刀段長度大于40m。采煤機使用MG250/620—QWD型交流電牽引式，正常切割過程中前滾筒主要切割頂煤，后滾筒主要切割底煤，并以每分鐘3米的速度向下割煤，將風、機巷煤幫割穿，如果無法割穿的話可采取電鉆打眼以及放炮落煤的方式進行作業，在割煤過程中需要注意的是其采高范圍應控制在2.0m～3.4m范圍以內。根據實踐生產后，我們可知當煤層傾角小于35°的情況下，可采取端部斜切進刀，雙向割煤，雙滾筒采煤。如果工作面煤層傾角在35°以上的情況下，可按照從機尾到機頭的順序進行單向下行割煤作業。
（三）支護方式。
工作面頂板主要采用的支護設備為ZJ3600/15/36型急傾斜支撐掩護式液壓支架進行支護。在工作面上出口的頂板支護主要采用的是上端頭支架，在端頭區內如果上端頭支架未能支護到指定區域的話，可采用單體液壓支柱配工字鋼梁抑或半圓木（其中圓木長度要求為1.8m～2m，直徑在160mm以上）沿著煤層的傾斜方向，采用一梁二柱的支護方式進行架設，架設過程中柱距要求為0.8m，棚距為1.0m。在工作面的下出口頂板支護主要采用的是ZTHJ11400/15/23型的橫式急傾斜端頭液壓支架，其排列方向主要是從采空區沿煤壁方向橫向排列于機巷繼而支護下出口區域的頂板，確保安全通暢，其中切頂支柱的間隙為0.4m。機巷超前支護，主要是從綜采面煤壁起0～10m雙排超前支柱，采用戴帽點柱的方式沿走向進行支護作業，其中柱距控制為1.0m，高幫支護在巷道原有工字鋼梁的基礎上輔以單體液壓支柱，且柱距控制在1。0m以內；在工作面煤壁起10m～20m采取單排超前支柱，也是采用戴帽點柱的方式沿走向實施支護作業，柱距為1.0m。
（四）工作面移架。
工作面的移架方式主要采取的是追機移架方式，即在完成割煤作業以后，按照先支架后刮板輸送機的移動順序進行操作，其移架如圖1所示。在正常移架過程中，移架速度應慢于采煤機后滾筒3～5架這樣，且移架步距應控制在0。6m左右。
三、結語。
總而言之，通過對煤礦工作面急傾斜煤層綜合機械化開采過程中的各個工作環節的實踐與分析，可知綜合機械化采煤工藝較傳統急傾斜煤層開采應用的普通機械化開采和爆破開采工藝，具有安全性高，采煤速度快等眾多優點。通過在煤礦急傾斜煤層成功實施綜合機械化采煤工藝后，為今后類似工作面開采條件的煤礦在選擇采煤工藝和方法上提供了有效的參考依據。
參考文獻：
[1] 李茂云。煤礦采煤中的綜合機械化采煤工藝探討[J]。機械研究與應用，2017，（03）：189—190。
[2] 楊志標，王永良。 煤礦綜合機械化充填采煤工藝研究[J]。山東煤炭科技，2017，（05）：128—129+136。
[3] 王永生。煤礦綜合機械化采煤工藝研究[J]。科技風，2017，（04）：80—81。
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