上官良良，宋傳健，趙治勇兗州煤業(yè)股份有限公司興隆莊煤礦，山東濟(jì)寧　272100

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煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝研究

上官良良，宋傳健，趙治勇
兗州煤業(yè)股份有限公司興隆莊煤礦，山東濟(jì)寧272100

摘要煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝對(duì)于煤礦的高效運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)的安全、綠色生產(chǎn)具有重要意義。通過(guò)分析煤礦綜合機(jī)械化采煤設(shè)備的狀況，并研究了幾種采煤工藝的特點(diǎn)，對(duì)于煤礦企業(yè)選擇合理的采煤工藝提供一定的借鑒價(jià)值。

關(guān)鍵詞煤礦；綜合機(jī)械化；采煤工藝

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)能源的需求逐年增加，這就要求煤礦企業(yè)增加煤炭生產(chǎn)量，并保證低成本和低投入。煤礦企業(yè)在保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康快速發(fā)展中起到了重要的推進(jìn)作用，但是煤礦的生產(chǎn)能力與煤礦的采煤方式有直接關(guān)系，采用何種開(kāi)采方式及支護(hù)方式或者運(yùn)輸方式都會(huì)直接影響采煤的效率，從而影響煤礦企業(yè)的效益。煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝是提升煤礦生產(chǎn)效率的重要舉措，對(duì)于煤礦巷道特殊施工環(huán)境下的采掘技術(shù)及建設(shè)現(xiàn)代化礦井，改善小煤礦，提升煤礦的出煤率十分有必要。

1　煤礦綜合機(jī)械化采煤設(shè)備狀況

1.1采煤機(jī)

采煤機(jī)對(duì)于巷道的采煤來(lái)說(shuō)是最為核心的部件，而且采煤機(jī)是最容易發(fā)生故障的機(jī)械。采煤機(jī)是由采煤機(jī)械系統(tǒng)、動(dòng)力供給系統(tǒng)、操作系統(tǒng)及電力系統(tǒng)等多種系統(tǒng)組成的綜合化機(jī)械設(shè)備。

采煤機(jī)可以分為單滾筒和雙滾筒2種方式，單滾筒采煤機(jī)的滾筒是位于工作面的下端頭，這樣做可以相對(duì)降低工作面下方缺口的長(zhǎng)度，并且可以避免煤渣不通過(guò)機(jī)體的下方，這樣的開(kāi)挖及運(yùn)作效果比較好。而雙滾筒采煤機(jī)避免了在掌子面兩端存在缺口的問(wèn)題，利用這種方式可以很好地解決技術(shù)上的缺陷。

1.2工作面輸送機(jī)

工作面輸送機(jī)是巷道開(kāi)挖之后的煤炭運(yùn)送到地面的重要方式之一，這種機(jī)械可以將巷道產(chǎn)生的煤炭直接運(yùn)送到地面進(jìn)行加工。運(yùn)輸機(jī)是由液壓支架進(jìn)行支撐，電力驅(qū)動(dòng)供電的方式進(jìn)行工作，并且運(yùn)輸量與煤礦的日生產(chǎn)量有直接關(guān)系。對(duì)于復(fù)雜的巷道，輸送機(jī)的布置方式會(huì)因巷道的存在形式而發(fā)生變化。若巷道的走向比較曲折，輸送機(jī)就會(huì)改變布置方式，從而延長(zhǎng)了輸送煤炭的時(shí)間。

1.3液壓支架

液壓支架是為巷道工作面提供礦山壓力的重要結(jié)構(gòu)。綜采放頂煤采煤法是利用拱率較高的滾筒采煤機(jī)、綜采放頂煤液壓支架、工作面大功率刮板輸送機(jī)以及配套的機(jī)道轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮皮帶運(yùn)輸機(jī)及其他附屬設(shè)備的綜合機(jī)械開(kāi)挖方式。這種開(kāi)挖方式生產(chǎn)效率高，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的作業(yè)方式，并且相對(duì)來(lái)說(shuō)經(jīng)濟(jì)成本低。

1.4轉(zhuǎn)載機(jī)

在煤礦上講，轉(zhuǎn)載機(jī)是指順槽用刮板轉(zhuǎn)載機(jī)。是用于安裝在礦井工作面下出口段運(yùn)輸平巷內(nèi)的橋式刮板輸送機(jī)。在運(yùn)載機(jī)的一側(cè)與掌子面的運(yùn)送機(jī)相連，另一端與帶式輸送機(jī)的機(jī)尾相連接，配合輸送機(jī)將煤炭輸送至地面。轉(zhuǎn)載機(jī)可以配合巷道的施工實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并且通過(guò)轉(zhuǎn)載機(jī)的運(yùn)行，可以配合掌子面施工機(jī)械的移動(dòng)。

1.5可伸縮帶式輸送機(jī)

可伸縮帶式輸送機(jī)是根據(jù)巷道的具體形狀而制定的一種帶式輸送機(jī)，這種輸送機(jī)可以適應(yīng)巷道的走向及特點(diǎn)，若巷道的長(zhǎng)度很長(zhǎng)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)輸送帶的連接方式拉長(zhǎng)輸送機(jī)的尺寸，若巷道的長(zhǎng)度較短，可以通過(guò)調(diào)節(jié)輸送機(jī)的連接方式縮短輸送機(jī)的距離。

2　綜合機(jī)械化采煤工藝

綜合機(jī)械化采煤工藝是指在巷道采煤過(guò)程中的爆破、開(kāi)挖、支護(hù)、裝車、運(yùn)輸?shù)纫恍┝械臋C(jī)械過(guò)程，按照采煤的方式，可以將采煤的工藝分為長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開(kāi)挖、短壁綜合機(jī)械式開(kāi)挖及短長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開(kāi)采和放頂煤綜合機(jī)械化開(kāi)采。無(wú)論何種采煤工藝，都應(yīng)保證支護(hù)材料充分發(fā)揮作用，并最大程度實(shí)現(xiàn)資源的回收。煤礦開(kāi)采設(shè)計(jì)原則應(yīng)保證使用最低的能源或者資源實(shí)現(xiàn)高回報(bào)，這樣才能保證煤礦的綠色生產(chǎn)。例如，通過(guò)設(shè)計(jì)方案的對(duì)比，分析不同方案下的錨桿所用的數(shù)量及長(zhǎng)度，通過(guò)選取典型斷面，分析該斷面的平均鋼材用量，在起到同樣效果的前提下選擇鋼材用量最小的方案。并且始終堅(jiān)持安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的原則。不僅如此，應(yīng)根據(jù)煤礦的具體現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，制定有利于施工的方案，保證工人操作方便，并且盡可能降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2.1長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開(kāi)挖

長(zhǎng)壁采煤是指在此案沒(méi)工作面沿煤層傾斜方向上或者向下推進(jìn)采煤工作，并且對(duì)于巷道的走向及回風(fēng)巷道的走向，均選擇沿煤層傾斜方向進(jìn)行。這種方法可以分為仰斜開(kāi)采和俯斜開(kāi)采，并配合前進(jìn)式、后退式和混合式回采方式。但是，在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，傾斜長(zhǎng)壁采煤方法也存在很多弊端，例如，巷道開(kāi)采的速度會(huì)比常規(guī)采煤方式降低很多，在支護(hù)難易程度上也比常規(guī)方式困難很多，在仰斜開(kāi)采時(shí)采空區(qū)很容易因地層滲水而導(dǎo)致積水嚴(yán)重。但是，該方法對(duì)于控制巷道頂板下沉及兩幫收斂位移及底板鼓起的現(xiàn)象有較好的效果，而且這種方式可以全面提高巷道穩(wěn)定性。

2.2短壁綜合機(jī)械式開(kāi)挖

該工藝主要是利用回采巷道在利用機(jī)械化快速掘進(jìn)和采煤的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的一種，在工作面上下端頭同時(shí)進(jìn)行的快速作業(yè)方法。這種方式，靈活度非常高，對(duì)巷道形狀適應(yīng)性較強(qiáng)。短壁中的炮采是該方式的重要組成部分之一，炮采最重要的方式是采用爆破開(kāi)采過(guò)程中的打眼、裝藥、引爆裝置等過(guò)程，因?yàn)楸频馁|(zhì)量會(huì)直接影響巷道的成型質(zhì)量。普采是指采用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行巷道的開(kāi)挖及煤渣的運(yùn)輸?shù)取Ｆ詹芍饕抢脵C(jī)械開(kāi)挖的方式對(duì)掌子面的煤層進(jìn)行開(kāi)挖，并且同樣采用機(jī)械運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)行運(yùn)輸煤炭。這種方式開(kāi)挖速度較慢，雖然在運(yùn)輸能力上來(lái)說(shuō)與炮采相差不大，但是對(duì)于掌子面的開(kāi)挖來(lái)說(shuō)，利用機(jī)械開(kāi)挖相比放炮開(kāi)挖來(lái)說(shuō)慢的很多。

2.3短長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開(kāi)采

短長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開(kāi)挖就是只在已掘巷道柱式開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)布置長(zhǎng)臂工作面，利用綜采機(jī)械設(shè)備并使用回采柱的新型采煤方法。這種方法對(duì)于實(shí)例不太強(qiáng)的小型煤炭企業(yè)具有重要的借鑒意義。在巷道開(kāi)挖過(guò)程中，開(kāi)采方式極易受到煤層地質(zhì)情況的影響，但是隨著我國(guó)接機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展，高動(dòng)力機(jī)械被頻繁研發(fā)出來(lái)，因此，綜合短長(zhǎng)壁的開(kāi)采方式的程度越來(lái)越容易實(shí)現(xiàn)。

2.4放頂煤綜合機(jī)械化開(kāi)采

放頂煤采煤法是指在厚煤層中，沿煤層最底部布置高度為2m～3m的采煤長(zhǎng)壁工作面，并利用傳統(tǒng)的采煤方法進(jìn)行回采，同時(shí)采用礦山壓力的效果幫助施工人員進(jìn)行松動(dòng)圍巖的效果，這樣一來(lái)，就可以降低支護(hù)上方頂煤破碎后，并將煤塊從支架的后方泄露而出。放頂采煤可以實(shí)現(xiàn)采用最低的支護(hù)材料，達(dá)到最優(yōu)的支護(hù)效果，但是這種方法具有一定的使用條件，就是適合于煤層厚度大于6m的煤層。如果煤層厚度過(guò)小，在開(kāi)挖的過(guò)程中很容易發(fā)生超前冒頂現(xiàn)象。

3　結(jié)論

我國(guó)煤炭企業(yè)的發(fā)展形勢(shì)并不樂(lè)觀，為了使煤礦企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展必須實(shí)現(xiàn)在各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革創(chuàng)新，而改革創(chuàng)新的前提是充分了解煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝的種類及特點(diǎn)。因此，提高煤礦綜合機(jī)械采煤水平可以促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)，確保企業(yè)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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中圖分類號(hào)TD8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1674-6708（2016）165-0212-02

作者簡(jiǎn)介：上官良良，助理工程師，技術(shù)員，研究方向?yàn)椴擅?。宋傳健，兗州煤業(yè)股份有限公司興隆莊煤礦。趙治勇，兗州煤業(yè)股份有限公司興隆莊煤礦