張建華
(山西煤炭運銷集團晉城澤州有限公司生產(chǎn)技術(shù)部,山西 晉城 048000)
綜合機械化采煤技術(shù)的應用,使得煤炭工業(yè)發(fā)生了根本上的變化,在世界上的主要煤炭生產(chǎn)國于20世紀70年代開始應用綜合機械化采煤技術(shù),這讓很多國家都提前結(jié)束了對礦井大型化、生產(chǎn)集中化的改造。到了80年代,采煤業(yè)發(fā)達的國家已經(jīng)將長壁綜采技術(shù)應用于煤炭開采,使得礦井的建設(shè)開成了高產(chǎn)高效的生產(chǎn)模式。我國使用綜采技術(shù)也有近30年的歷史,綜采技術(shù)的發(fā)展通過我國對實踐經(jīng)驗的不積累和總結(jié)也不斷在進步,而隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和進步,綜合機械化采煤技術(shù)也正在發(fā)生革命性的變化。在對各國的采煤技術(shù)及裝備進行總結(jié)和研究之后,有專家提出,未來的采煤技術(shù)將實現(xiàn)無人工全自動化的采煤。
綜合機械化采煤技術(shù)起源于20世紀中期。德國于1940年將用于采煤工作中的面鎧裝刮板輸送機研制出來,而英國于1950年發(fā)明了滾筒式采煤機;1954年,液壓支架出世,三機設(shè)備的配套設(shè)計也隨之出爐,采煤、運煤、頂板支護等工作都可交予機械來完成,這也就是綜采技術(shù)開始投入應用??偟脕碚f,綜采技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了四個階段:初期階段:綜采工藝及其設(shè)備問世并投入應用,取得良好效果并得到推廣;發(fā)展階段:對生產(chǎn)工藝及設(shè)備不斷改進,并在世界主要的采煤國家中得到應用;提高階段:各個國家對于綜采技術(shù)已處于研究其性能的提高及設(shè)備的改進階段,并研制出了相應的配套設(shè)備;自動化階段:隨著科技的不斷發(fā)展,綜采技術(shù)也不斷將科技成果融入其中,實現(xiàn)了綜采工作的自動化和搖控無人化。
我國煤炭業(yè)發(fā)展到今,也有了一定的水平和技術(shù),我國現(xiàn)使用到的綜采設(shè)備主要有:適合各種開采角度的液壓支架、大功率的電牽引采煤機、大槽寬和高功率的刮板輸送機、2.4m寬的帶式輸送機、智能型的乳化液泵站。
我國目前所采用到的綜采技術(shù)主要有以下幾種:薄煤層綜采技術(shù):主要采用滾筒采煤機、刨煤機結(jié)合刮板輸送機及液壓支架的配套綜采技術(shù),另外還有螺旋鉆綜采技術(shù)。薄煤層綜采技術(shù)將薄煤層的煤炭采出率大大提高了,但其自動化及保證安全高效等方面還有待提高;中厚煤層綜采技術(shù):我國中厚煤層的開采條件相對較復雜,而且還需極高的過斷層面水平,但兗礦集團濟寧二號煤礦的成功開采標志著我國中厚煤層的開采技術(shù)也得到了提高,而且開采角度地不斷加大也證明了我國綜采技術(shù)的提高;厚煤層綜采技術(shù):對于厚煤層的開采主要采用大采高的方式進行,但其在控制煤壁面方面面臨著很大的問題,對于頂板的控制是我國目前在厚煤層開采工作中的一大難題,其次還有分層開采,是指結(jié)合不同煤層進行分層依次開采;充填開采:是指利用高水材料、膏體材料等充填已開采的煤礦以防止污染和塌陷;另外就是針對于條件復雜的煤礦開采,針對于不同的條件可采用上述的過斷層技術(shù)、復合頂?shù)孜鼍C采技術(shù)等進行具體施工。
就我國目前綜采技術(shù)的發(fā)展來看,雖有一定成果,但與發(fā)達國家相比,我國的綜采技術(shù)及綜采機械化的水平還是偏低。從綜采設(shè)備來看,我國目前使用的綜采設(shè)備其功率較小、性能較差、沒有成套設(shè)備、可靠性不穩(wěn)定等劣勢,最為突出的問題是其使用壽命較短,新技術(shù)的引用也不如發(fā)達國家;其次是綜采技術(shù),目前國外所使用的綜采技術(shù)其工作面廣、出采量大、采高大、儲存量高、煤炭路程長。而我國在2004年以前,300m以上的綜采工作幾乎沒有,到了2007年才出現(xiàn)了400m長的綜采工作。再次是我國的地質(zhì)條件,我國煤炭層的存在條件很復雜,煤層厚度不均勻、煤層的傾斜度大、地質(zhì)構(gòu)造也很不規(guī)范,這些都嚴重制約了我國綜采設(shè)備的使用,綜采工藝的發(fā)揮受到了限制,也拉大了與采煤技術(shù)發(fā)達的國家的差距。
通過多年的努力,不斷總結(jié)經(jīng)驗和教訓,現(xiàn)如今,我國綜采技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達到比較高的層次了,利用綜采設(shè)備所能達到了產(chǎn)量年產(chǎn)為100萬噸、200萬噸,綜采設(shè)備的應用也得到了有關(guān)單位的認可,為將我國綜采技術(shù)發(fā)展得更好,我們應緊跟世界的步伐,不僅要將世界的先進設(shè)備引進來,而要將世界先進技術(shù)引進來并應用到綜采技術(shù)當中去,并發(fā)展屬于我國自己的高水平綜采設(shè)備和綜采技術(shù)。今后,我國綜采技術(shù)主要朝以下發(fā)展:研究高產(chǎn)量的綜采技術(shù)及裝備,尤其是對設(shè)備的可靠性、耐用性及其能力進行研究,另外還有先進的采煤工藝及管理技術(shù);保證綜采工作的環(huán)境及安全,其主要是針對生產(chǎn)設(shè)備的自動化、對于工況的監(jiān)控、檢測及施工過程中出現(xiàn)的故障進行分析和研究,對生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施順槽集中控制;無線通訊技術(shù)的研究,在世界層面,未來的綜采工作主要朝無人自動化生產(chǎn)的道路前進,我國也不能落后,因此,要對無線通訊技術(shù)進行必要的研究,以跟上世界的腳步。
煤炭產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè),而綜合機械化采煤技術(shù)是我國乃至當今世界最為普遍的采煤技術(shù),同時它也是用于開采煤炭的最先進的生產(chǎn)方式。目前,長壁綜采技術(shù)為世界創(chuàng)造了許多關(guān)于煤炭開采方面(如最高年產(chǎn)、最高月產(chǎn)、最高日產(chǎn)、工作效率最高)的紀錄,同時,多年以來,也保持著這些記錄。隨著科技的不斷進步,綜采技術(shù)必將也會融入高端科技,從而使得綜采技術(shù)朝更高產(chǎn)、更高效、自動化的道路前進。我國綜采技術(shù)雖也有所發(fā)展,但受到很多條件的限制,現(xiàn)其發(fā)展水平還不夠高,因此,必須引入高科技,結(jié)合我國實情,讓我國綜采技術(shù)慢慢向更高水平發(fā)展。
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