综合机械化技术在煤矿开采中的作用

2013-08-15马召辉

河南科技 2013年10期

马召辉

(平顶山天安煤业股份有限公司二矿，河南平顶山 467000)

我国煤矿事故据统计每年都有上升的趋势，煤炭企业已经成为了高危险行业，特别是在井下工作的的人员更容易受到安全危胁，我们如何在以后的在煤矿开采中提升安全指数是摆在面前的一个重大课题。随着科学技术的不断进步，煤炭开采工艺得到了很大的提升，对矿井的整体生产能力提供了很大的帮助，充分实现了煤炭开采量的增长。科学技术的飞速发展直接带到了煤矿自动化开采技术的发展，这些先进的开采技术还在各个煤矿企业开采中得到了很好的应用，自动化的生产方法很大程度的减少一线工作人员的工作强度，稳定的推进了煤矿企业的高效节能、健康发展。

1 我国煤矿综合机械化开采发展历程

1974年前，之前我国煤矿企业还没综合机械化开采工作面。从1974年开始，我国首次从德国引进采煤机、垛式支架等设备，从那时后开始我国才逐渐引进和发展综合机械化开采技术及装备。从1982年，我国才真正引进综合机械化设备，随着改革开放的进程煤矿的开采技术还有开采装备的整体技术水平都得到了明显的提高。进年来我国综合机械化技术及开采装备的快速发展，我国出现了很多年产煤量在千万吨的安全高效矿井，在很大程度上普及了我国煤矿综合机械化开采的新局面，提升了我国煤矿综合机械化开采技术与装备整体水平。我国近年来煤机装备制造企业也再不断壮大科研和生产能力都在提高，安全和可靠性能比较稳定，再很多技术上都有突破。

2 综合机械化采煤技术的应用

我国应用的各种先进的开采工艺中，最具技术代表性的应该是综合机械化采煤工艺，这种开采工艺在煤矿开采的各个阶段都到了机械化的进展，每个生产部位都不需要人员参与，这样不仅使煤矿产量得到了增加，极大的减少了矿难发生率，保障了生产人员和配套设施的安全值得大力推广及应用。

2.1 装备特点

社会不断发展煤炭的需求量不断增长，矿井只有不断的提升开采产量，才能满足社会发展要求，这样就对煤矿开采企业提出了更高的要求，只有煤矿开采企业不断的引进新技术，采取高产量高效集中化生产方式，煤矿开采企业如要提高开采量，就要向单煤层要产量，达到一矿一面或一矿二面的高度集中化生产，在做到以上条件的同时还要不断加强煤层开采的强度，保证采煤机正常的开机率，以上几点都达到了标准才能有效的提高煤炭综采工作面的开采生产能力。以后的采煤机械应该是大功率新型综采装备这样才能长期稳定的保证煤矿开采高效运行，这些也是未来煤矿开采实现机械化生产的方向，开采装备自动化的不断提高再加上机电一体化的综合应用，如果想要在最短的时间达到快速割煤的效果，就必须要求采煤机要有很高的自动性，液压设备必须用电液来控制，这样可以实现采煤机、刮板输送机和液压支架的统一自动管理，提高了设备的管理及性能，提高了设备可行性。

2.2 综合机械化采煤工艺

随着综合机械化采煤工艺的应用和技术发展，我们应用的内长壁综采采煤法在煤炭行业取得了优异的成绩。矿井内设有回风平巷、运输平巷和开切眼，通风系统稳定运行。通常情况下在矿井内要想增大开采面积，使采煤机的工作量加大，就应该相应地可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，只有这样才能有效的提高开采量。对煤矿综采工作面合理长度要的确认，可根据这个煤层日产量最高或吨煤成本最低为准则，煤层地理条件和刮板输送机的铺设长度是工作面的制约工作面长度的主要因素。为了避免搬家我们只能增加工作面的推进长度。回采巷道的掘进支护，可伸缩带式输送机的铺设长度和采场地理原因影响工作面长短。短壁综合机械化开采是根据采煤层巷道开采实行的一种快速的开采方法，这种快速的开采工艺越来越适合中级煤层和薄的煤层矿井的开采，对大型矿井开采死角的开采也可以应用这个方法就行开采，短长壁综和开采是在已经开采的煤道内综合式开采的新方法，短长壁综合开采应用范围非常广在以后的煤矿开采中一定会得到大的发展。此方法也推进了我们原来的巷柱式开采工艺向长壁式综合开采工艺的步伐，随着煤矿资源的不断开采，有好的地方的煤炭资源已经接近枯竭，一旦消逝就不会再生，我国的煤炭资源虽然储备量比较大，但随着我国国家经济的飞速发展工业用煤量不断的增加，每年的用煤量不断增长，一些煤矿无节制的开采，使许多煤层面临枯竭的边缘，现在的煤矿开采转向了薄煤层的开采，薄煤层含煤量占我国煤炭总含量半壁江山，但是开采的难度非常大，我国煤炭企业对薄煤层开采技术还处在摸索阶段，开采工艺比较落后，开采机械技术含量低，开采日产量一直处于比较底的状态，薄煤层的开采由于开采空间比较小，煤层薄，长久一来没有发现适合薄煤层的开采方法，薄煤层开采一般长用的方法是打眼放炮落煤的方法，这个方法不仅产煤量底还对安全生产产生影响。要想增加矿井的采煤量，必须对薄煤层的开采方法采取可行的方法由此来提高矿井单产水平。现在应用的综合机械化开采在一定程度上实现了薄煤层开采量的高产高效，对煤炭工业科技进步帮助很大，综合机械化开采不仅扩大了煤矿的开采范围，还提高了煤企的经济效益，对煤矿的可持续性健康发展起到了里程碑的作用。

3 电气自动化在机械设备中的应用

我国的采煤机的应用是从中厚煤层开始的，再到后来应用的薄煤层开采，功率也随着增大滚筒采煤机就得到了发展。原来的链式和无链液压链接方式，到后来的电磁滑差无链电牵引和变频调速无链电牵引技术。液压支架高度从煤层的的薄层、中层、再到厚层，液压支架有原来的保护方式演变成了四柱支撑式低位放顶煤、两柱式的高位放顶煤、两柱掩护式低位放顶煤液压支架等多种架型。在综合开采技术设备上很多发达国家都应用液压支架电液控制系统，我国采煤设备技术还和国外开采企业有很大的落后，液压支架电液控制系统是未来采煤设备及技术要点前景很广阔。很大程度的促进了煤矿企业在向机电一体化技术前进的步伐。煤矿开采自动化，对液压支架和采煤机有一段的监管作用，采煤机还可以根据所工作的煤层情况调整开采速度控制产量，很大程度的实现了人性化采煤，安全高效的保证了采煤产量，对煤企采煤机械化水平提升来一个档次，对煤企能够持续健康发展显示出了及为重要的意义。

4 存在的问题及发展方向

我国在高端液压支架、重型输送机设备等装备核心技术方面已经居于国际先进水平，综采放顶煤开采技术及装备均处于国际领先地位。煤矿综合机械化开采所需要的液压支架及其电液控制系统我国以可以自主生产。有的成套综合机械化开采技术及装备已经出口到国外。但在煤炭综合机械化发展道路我们也存在一些技术缺陷，还有很多技术等待我们去解决。

4.1 特殊地质下的煤层、难采煤层的综合机械化开采技术问题

开采难的煤层一般技术那些产量不确定，地质结构难探测，容易发生此生自然灾害的煤层，根据现在煤矿企业普遍的开采水平，这样的特殊煤层还是有一定的开采难度，根本就实现不了机械化开采。所以对于复杂地质条件下的煤层开采是综合机械化开采技术推广的难点，很多尖顶技术须一一解决。

4.2 中小煤矿综合机械化改造及提高资源采出率技术

我国现有的千万吨采煤机在一定程度上已经赶上了发达国家水平，但是还有很多中小企业没有应用这种设备，应用的开采设备和技术仍比较落后。中小型煤矿开采技术比较落后设备陈旧，产量低，安全意识不强，煤层综合开采率比较，要研发出适合中小煤矿综合机械化改造的技术及装备，逐步应用综合机械化开采设备，实现中小煤矿产量和生产安全突破历史新高。

4.3 国产大型设备整机可靠性、使用寿命及智能化攻关

我国自主研发生产的高端装备和国外设备的差距不是在功率和生产能力上，差别在于设备的可靠性和使用寿命及自动化功能。以大功率采煤机为例，我国自主生产的高端采煤机于国外的设备相比，在设备可靠性和寿命及自动化方面仍然差距非常大，我国大部分千万吨工作面现在仍然靠进口采煤设备。所以我们急需要提高采煤机械综合使用稳定性及使用时间和全面的自动化程度。