煤矿综采工艺技术

2021-04-11王成林

当代化工研究 2021年12期

＊王成林

（太原煤气化集团公司炉峪口煤矿山西 030204）

我国自20世纪70年代首次引进煤矿综采设备，这也是国内煤矿综采工艺技术的发展源头，与此同时煤矿企业的综合效益也有了进一步提高，采煤效率提高的基础上使得采煤质量也有了重大突破。而当前，对于煤矿企业来说，先进的技术设备和煤矿综采工艺技术成为了决定企业可持续发展以及经营竞争的重要因素。随着现代技术的不断发展，我国很多煤矿企业在综采工艺技术上已经实现了机电一体化和机械化生产，不仅有效控制了煤矿生产的成本投入，同时也有效提高了采煤的产量与质量，这对于煤矿企业的发展来说具有重大意义。但目前我国在煤矿综采工艺技术的研究和发展方面仍然与发达国家具有一定差距，我国虽然煤炭矿产资源丰富，但分布较为分散，随着矿产的采掘，如今所面临的采矿工作面越来越深入，地质条件越来越严苛，这也对煤矿综采工艺技术提出了更高的要求。

1.煤矿综采工艺技术概述

煤矿综采工艺技术在提高煤矿开采效率的同时也为安全开采予以充分的保障，在实际作业期间，综采工艺技术经过了多年的发展，也在近年来相继实现了煤矿综采中的综合机械化和机电一体化开采，帮助煤矿企业实现了生产成本的控制以及生产效益的提高，促进煤炭企业的发展，也为煤炭企业的经营与竞争提供了可靠的技术支持。对此企业需要更加重视煤矿综采工艺技术，合理应用、高效应用煤矿综采工艺技术，充分发挥技术应用的优势和作用，为我国煤矿企业的发展提供更强的生命力，维持良好的生产经营状态。同时，在充分发挥煤矿综采工艺技术优势的同时，还要结合生产区域的具体情况，加强综采技术设备的科学应用，如电牵引采煤机和大型刮板输送机等有关设备，进一步加强煤矿综采作业的质量与效益，改进煤矿采掘方式方法，提高煤矿开采的技术水平。除此之外，煤矿企业还要对煤矿综采工艺技术具有充分的认知，进一步落实综采工艺设备的管理以及后期维护保养工作，确保设备能够稳定运作，通过稳定的运作和先进的性能为煤矿综采工艺技术的应用效果提供可靠支持，提高煤矿开采的综合效益[1]。

2.煤矿综采工艺技术的应用要求

(1)积极引进先进的煤矿开采设备

煤矿综采设备的性能以及运作稳定性一定程度上决定了煤矿开采的质量与效益，先进的设备能够进一步提高煤矿开采的技术水平，促进综采工艺技术的优势充分发挥，因此设备的引进成为了煤矿企业当下发展与竞争的重点内容。我国之所以能够在煤矿产量上居于世界前列，不单单是因为煤矿开采工艺较为先进，同时也表现在煤矿综采设备的先进性，如煤机设备在国际上处于先进水平，设备与技术的先进性为我国成为世界产煤大国奠定了坚实的基础。当前我国在煤矿综采工艺设备方面的应用主要包含了大型刮板输送机、液压支架、带式输送机等，煤矿综采工艺技术相对来说较为复杂，煤矿开采也面临着越来越复杂的地质环境，所以对于设备的功能性与稳定性也有了更高的要求，设备除了技术较为先进，同时也要具有较大的功率和输送能力，并且也要确保机械强度在多种工作环境下可以充分适应煤矿开采作业。而且还要确保综采设备的后续维修保养，使设备能够始终保持稳定正常的状态投入到煤矿开采作业之中，按照设备的不同性能和用途，基本可以分为以下几种类型：①用作采煤工作面的开采和运输，如液压支架设备和刮板输送机、端头支护设备等，当前俄国的电牵引采煤机的技术较为先进，开采煤层高度能够达到0.8～7.0m之间，总装机功率在235～2500kW之间，能够满足煤矿开采作业的各种需求，进一步提高了采煤效率；②用作巷道中的煤炭运输设备，比如转载机、运输机、破碎机等；③用作组织管理的设备，如广播设备等通讯设备，同时也包括有关的辅助设备，比如供水供电设备等。

(2)煤矿综采工艺流程以及工作模式

为了进一步提高煤矿开采作业的安全性，保证煤矿综采工艺技术的应用效果，需要不断加强工艺流程和开展模式的分析与优化，具体需要明确以下几点：①在煤矿开采期间，需要按照生产区域的实际情况和行业规范标准，注重采煤机的切煤、装煤以及输送机的煤矿运输等，自移式液压支架前移，顶板强行放顶等工艺都要科学规划流程，从而加强煤矿综采水平，为煤矿生产提供支持，也帮助煤矿企业控制生产成本，提高生产效益的同时促进企业的可持续发展；②在明确煤矿综采所需的工作模式后，还要结合现场的具体情况和工艺流程情况，通过以往的开采经验和科学的采煤方法，在煤矿综采作业中建立科学的工作模式，为煤矿综采作业予以合理指导。而且煤矿生产人员在工作过程中也要针对煤层的厚度和工作面长度、进刀模式等进行全方位考量，确保煤矿生产作业的连续性，为综采作业的连续性推进提供保障，为煤矿的高效开采提供支持。煤矿企业需要按照综采区域的具体情况以及有关要求，做好采煤现场不同工种人员的配置工作，确保综采工作的效率和质量，提高煤矿生产的技术水平[2]。

3.煤矿综采工艺技术分析

(1)短壁综合机械化开采工艺

在煤矿开采作业中，短壁综合机械化开采工艺具有广泛的应用，并且相比于传统开采工艺来说具有更为显著的优势，可以为煤矿综采机械化水平予以保障。这一技术工艺能够适应不同的地质环境条件，即便是工作面复杂的情况也能针对不规则形状的煤层工作面实现正常开采，而且机械化开采水平较高，生产效益较为显著。在煤矿开采过程中，短壁综合机械化开采工艺的运用必须要对工作面特征具有明确认知，确保这一技术的优势和作用能够进一步展现，具体优势有以下：①以短壁综合机械化开采工艺作为基础的煤层开采工作面相对更短，需要在后退式开采方式的基础上针对工作面进行高效开采；②通过双滚筒采煤机的应用，以及对应的采煤计划的制定，能够为煤矿综采作业提供可靠的依据，同时还要按照采煤工作区的具体状况科学选择采煤方式并合理运用，保证煤矿生产期间的采煤作业能够顺利进行。采煤机和转载机等设备的应用可以提高煤层的开采深度，保证煤矿开采作业的稳定进行，达到煤矿生产区域的高效生产目标，为煤矿开采作业的完成提供支持；③轻型开采机械设备的合理运用能够提升综采工作面的开采效率，为煤矿的运输提供条件，也让煤矿综采的目标能够顺利实现[3]。

(2)长壁综合机械化开采工艺

一般来说，对于一些稳定且煤层坡度比较缓，顶板状态较为良好的煤层，通过长壁综合机械化开采工艺的应用能够达到较为良好的效果，一般在煤矿综采工艺设计环节中，多数情况下会采用超长采煤工作面，将2台采煤机进行预先配备，而且一般有两种刮板输送机的设计工艺，一种为在同一采煤面中设计刮板输送机，通过采煤机进行上半部分煤层与下半部分煤层的切割；另一种则是将中间巷作为运输巷道，之后配置1台刮板输送机在上半部分以及下半部分采煤面中，从而实现煤矿的相向运输。而短壁综合机械化开采工艺与长壁综合机械化开采工艺的两相对比具有较为明显的差异，主要表现在长壁综合机械化开采工艺的开采工作面相对更长，但也可能会对开采工作面复杂工序的降低带来一定影响，但实际上在开采过程中也进一步提高了单刀切割煤炭的开采量，对于煤矿开采产量以及综采效率的提升来说具有更为明显的优势。而且长壁综合机械化开采工艺的煤层工作面的明确需要结合煤层工作面的地质环境情况、输送机长度等因素，同时还要根据煤矿日生产能力进行确定，因此需要重点把握煤层工作面的长度，确保煤矿综采的产量与生产效率，对开采现场进行实地勘察，评估煤矿生产能力，针对工作面长度进行合理规划，能够尽量降低工作面转移次数，从而提高生产效率。

(3)煤矿综采工作面的端头作业及快速搬家

对于煤矿工作面综采作业来说，上下端口的端头支护以及载机转移工作也会对综采作业开展实效带来影响，近年来我国煤矿综采工作面的不断发展，割煤速度也越来越快，针对工作面端头的支护要求也有了提高，但端头作业所存在的问题也非常明显而且复杂，对采煤作业的开展效率带来影响，对此需要进一步提高综采工作面的端头作业，同时，综采工作面的快速搬家包含了通道支护、顶板维护、工作面支架运输等工作，快速搬家的综合水平也是影响煤矿综采工作面效率的重要因素。在快速搬家水平的提高方面目前已经取得了显著的技术研究成效，可以达到不同要求的设备以及支架搬运，能够提高快速搬家的整体效率，降低设备搬家的所需时间，确保煤矿综采生产作业的连续性[4]。