煤矿综采工艺技术

2014-04-17贾礼祥

技术与市场 2014年6期

贾礼祥

(西山煤电屯兰矿，山西太原 030206)

0 引言

我国的综采工艺自20世纪70年代采用第一套全综采设备之后逐步发展起来，大大的提高了产煤效率，为煤矿企业创造了可观的经济效益。先进的生产设备以及生产工艺，是煤矿企业持续长久发展的关键。目前，我国的煤矿综采工艺技术基本实现综合机械化、机电一体化的现代化作业，能够有效的降低生产成本，增加采煤产量，使煤矿业实现了高产高效率的开采作业。

1 煤矿综采工艺的设备

综采工艺设备的先进水平直接影响到煤矿开采的效率，先进的综采设备，能够大大提高采煤效率和质量，是煤业研究的重点。我国作为世界上第一大产煤国，不仅在开采工艺上达到世界领先水平，在综采设备，如煤机设备等在世界排行名列前茅，属于先进的煤矿开采设备。目前，我国在煤矿综采工艺上的设备主要是电牵引采煤机、大型刮板输送机、系列化液、压支架、大运距带式输送机等，采煤工艺的复杂性以及环境的严峻性，要求必须功率大、技术先进、具备较大的运输能力以及机械强度，在特殊环境下能够适应作业。同时，要注意综采设备的保养与维修，确保设备能够正常作业，保证采煤工作能够正常进行。根据用途不同，综采设备主要分为以下几个方面:①用于采煤工作面的开采、运输以及保护的设备，例如采煤设备、液压支架类设备、刮板输送机、端头支护设备等。目前，我国的电牵引采煤机已达到世界先进水平，其开采煤层高度在0.8～7.0 m之间，总装机功率达238～2500 kW，满足了煤矿开采的需要，使我国采煤量以及采煤效率大大增加。②用于巷道内的煤炭运输设备，例如破碎机、转载机、运输机、皮带等。③用于煤业组织管理的设备，例如调度台、广播、电话、语音信号设备等。此外，还有一些其他的辅助设备，例如供电、供水、供风等设备。

2 煤矿综采工艺流程及工作模式

煤矿开采是一项复杂危险的工作，因此必须严格按照其综采工艺流程来进行规范安全作业。首先，煤矿综采工艺的流程主要包括采煤机切煤、落煤和装煤、输送机运煤、自移式液压支架前移、推移输送机到新位置、采空区、顶板强行放顶等，在作业过程中，不仅要根据实际状况设计优化的综采工艺流程，例如现场条件、采煤机工作方式、装运煤的方式等的实际情况;还要注意采煤作业面的优化，根据实际煤层来采用合适的综采技术，如考虑煤层厚度、工作面长度、进刀方式等，一来要保证采煤工作的连续性，二来保证采煤工作的高效率。其次，大部分煤矿企业目前都是采用三八制工作方式，采取灵活的三班倒班制，一般是两班采煤，一班准备或者两班半采煤，半班准备的综采作业模式，也有部分企业是实行四六制的工作模式，此种工作模式流动性更大，更灵活，一般采用三班采煤，一班准备或者四班交叉作业的模式。科学合理的倒班制模式，能够有效提高采煤工作面的开机率，减少机械准备时间、工序结合时间、工种交接时间、检修时间等，从而提高采煤效率。另一方面，根据综采工艺流程的实际内容，配备合理的工作人员，不同工种的人员负责不同的采煤工作，具体到煤炭的开采、装、运等各方面，尽量细化分工，各岗位员工各尽其职，认真规范作业，提高采煤工作的效率和保证作业的安全可靠性。

3 煤矿综采工艺技术

目前，我国煤矿综采工艺技术基本实现现代化、机械化，使煤矿开采具有生产规模大、生产连续性强、产量高、效率高等特点。根据实际的煤层工作面以及综采设备的具体情况，对煤矿机械化开采工作面进行优化设计，根据不同的工作面机械设备实际情况，经常需要不断扩大煤层工作面的尺寸，采取不同的综采工艺技术进行开采，以便更好地满足生产的需求。一般分为以下三种常见煤矿综采工艺技术。

3.1 短壁综合机械化开采工艺

短壁综合机械化开采工艺是常见的一种煤矿综采工艺，其主要针对一些复杂的煤层工作面或环境条件恶劣的煤矿开采而制定的煤矿综采工艺技术，主要适用于投注和形状不规则的煤层机械化开采，采用短壁综合机械化开采工艺技术进行煤矿开采的煤层工作面主要有以下三个特点:第一，采煤的工作面较短，而且一般采用后退式开采的工作方式;第二，采用双滚筒采煤机，根据滚筒螺旋的旋转次序和方式确定采煤机的工作模式，其主要运行模式是从中部斜切进刀且单向割煤方式，此外，还需根据采煤层的实际情况，加大采煤机的开采深度，以便适应开采，保证开采作业正常进行;第三，煤矿开采设备便于整理和运输，随着我国煤矿综采技术与综采设备的发展，设备的轻便在一定程度上会影响到煤矿开采的工作效率，因此，轻型化的开采机械设备，不仅便于运输整理，还可提高煤炭的采集工作效率。

3.2 长壁综合机械化开采工艺

长壁综合机械化开采工艺主要适用于一些相对稳定、顶板状态良好、少断层、煤层坡度较缓的煤层，一般在设计开采工艺时都是采用超长的采煤工作面，同时配备2台采煤机。此外，对于刮板输送机的设计工艺，一种是把刮板输送机设置在同一个采煤面上，分别用来切割采煤面的上半部分煤层和下半部分的煤层;另一种则是把中间巷道作为运输巷道，然后在上半部分和下半部分煤面上各配备1台刮板输送机，形成相向运输。长壁综合机械化开采相比于短壁综合机械化开采而言，主要有两方面不同之处。一方面，长壁综合机械化开采的煤层开采工作面比较长，为降低开采工作面的各种复杂工序带来的负面影响，一般会在开采过程中增加单刀切割煤炭的开采量，可以有效提高煤矿开采的产量，从而提高煤矿开采的工作效率。另一方面，对于长壁综合机械化开采工艺的煤层工作面的确定，不仅与煤层工作面的地质环境因素、输送机长度有关，还与煤炭的日生产能力相关，因此，煤层工作面长度的合理控制尤为重要，直接关系到煤炭的产量以及生产效率，根据实地考察以及对煤炭生产能力的评估设计合理的生产工作面长度，有利于减少工作面的转移次数，从而达到高效率生产。

3.3 煤炭综采工作面的端头作业和快速搬家

在煤炭工作面的综采过程中，影响最大的上下端口的端头支护工作与载机的转移工作，这两项工作的效率直接决定了综采工作面的工作效率。随着我国综采工作面的快速推进，如割煤速度的加快，对工作面端头支护工作的要求越来越高，而端头作业的问题逐渐严重，严重影响开采煤矿工作的效率，制约着采煤的产量，因此，提高综采工作面的端头作业至关重要。此外，综采工作面的快速搬家主要包括通道支护和掘进、停采前的顶板维护以及工作面支架的运输等内容，其快速搬家的水平是煤矿综采工作面高效率的体现。提高快速搬家的水平，是提高煤炭开采产量的重要因素之一，在这方面，我国已经取得了一定的成就，能够提供满足不同要求的设备支架搬运车，以保证快速搬家工作的效率，节约机械设备搬家的时间，实现煤矿综采工作面生产的连续性，从而满足综采工作面快速生产的需要，大大提高采煤的产量，保证综采工作面作业的高效性、快速性。