（國電建投內(nèi)蒙古能源有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000）

目前，我國用于采礦的主要設(shè)備是采礦機(jī)械和綜采配套設(shè)備。在實(shí)際生產(chǎn)條件和技術(shù)基礎(chǔ)允許下，采用綜采配套全自動化采礦工藝技術(shù)進(jìn)行采礦。本文將采礦工藝相適應(yīng)的綜采配套全自動化采礦工藝技術(shù)集中在察哈素礦井厚礦層的工作層進(jìn)行分析和研究，以對厚礦安全高效自動開采的問題能夠很好的解決，提高了我國礦產(chǎn)資源的安全性和持續(xù)有效的發(fā)展。

1 綜采工作面的設(shè)計(jì)原則

收集，裝載，運(yùn)輸，是所有綜采工作機(jī)械化的基礎(chǔ)。在21世紀(jì)，大型現(xiàn)代礦山的產(chǎn)量和工作量都很高。目前綜采高產(chǎn)發(fā)展趨勢看，設(shè)計(jì)高效綜采工作面長度增加，需求面更深的截面可以切割無煙煤、提高容量機(jī)器速度。作為對這些要求的回應(yīng)，對于綜采系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮了以下原則。

（1）機(jī)械設(shè)備的選擇主要是滿足先進(jìn)技術(shù)，生產(chǎn)可靠設(shè)備，增加發(fā)現(xiàn)多樣化設(shè)備的可能性，提高效率和效率。同時，不同的設(shè)備必須相互兼容，保證運(yùn)輸運(yùn)輸將是安全的，并增加交通樞紐的緩沖能力，以達(dá)到供應(yīng)平衡并充分利用收集的好處。

（2）為區(qū)域工作表面的快速連續(xù)開采創(chuàng)造條件，增加工作表面的工作時間，減少移動量，并保證快速移動。同時要加大工作速度、增大彎曲巷道，特別是通過渠道，充分利用連續(xù)采煤復(fù)合頂板完整性，利用道路通車條件，以保證表面需更換工作。

（3）對于輔助運(yùn)輸系統(tǒng)，需要簡單、不那么狹窄、快速和方便地將人員轉(zhuǎn)移到工作場所，作為提高工作場所生產(chǎn)能力的重要因素，并在街頭得到保證。

2 厚礦層長壁大采高綜采工作面設(shè)備選型及采煤工藝

2.1 厚礦層采礦工作面的設(shè)備

（1）采煤機(jī)。選用完全引進(jìn)的成套綜采工作面其采煤機(jī)組，為使工作面產(chǎn)量均衡，采煤機(jī)的實(shí)際截割牽引速度應(yīng)根據(jù)煤層厚薄變化適當(dāng)調(diào)整，空載時要求其速度不小于25m/min，以減少輔助工作時間。根據(jù)厚煤層首采區(qū)厚度，選用美國久益公司的JOY-7LS7/LWS790型采煤機(jī)，適用于該煤田煤層特征。

（2）工作面可彎曲刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)。根據(jù)環(huán)節(jié)能力配套，工作面可彎曲刮板輸送機(jī)的額定運(yùn)量確定為3000t/h。一是運(yùn)輸能力與采煤機(jī)生產(chǎn)能力相適應(yīng)，二是外型尺寸和牽引方式與采煤機(jī)相匹配，三是運(yùn)輸機(jī)長度與工作面長度相一致。

（3）液壓支架。架型選擇，液壓支架是綜采工作面主要設(shè)備之一，根據(jù)本礦區(qū)特性，選擇一個高工作阻力的雙柱支架，它將適應(yīng)上層，這是一個中等穩(wěn)定的長壁工作面。

（4）順槽可伸縮膠帶輸送機(jī)。根據(jù)工作面推進(jìn)長度、運(yùn)量及傾角（0°～1°），順槽可伸縮膠帶輸送機(jī)選擇PVG多點(diǎn)驅(qū)動的膠帶輸送機(jī)，經(jīng)計(jì)算膠帶的安全系數(shù)達(dá)到7.6，滿足安全要求。

2.2 適合本礦的厚煤層的采煤工藝

工作面開采煤層為近水平厚煤層，采用走向長壁式采煤法，后退式采煤，采用大采高一次采全高綜合機(jī)械化采煤工藝，自然垮落法管理采空區(qū)頂板。采煤機(jī)往返一次進(jìn)兩刀，采用端頭斜切式進(jìn)刀方式進(jìn)刀。整個工藝流程為正常割煤、裝煤→運(yùn)煤→移架→推移刮板輸送機(jī)→端頭斜切進(jìn)刀→移端頭支架→推移端頭刮板輸送機(jī)→割三角煤。

（1）割煤方式：雙向割煤，往返一次割兩刀。①牽引方式：電牽引。②牽引速度：平均速度8.87m/min。③進(jìn)刀方式：端頭斜切式進(jìn)刀。④進(jìn)刀總長度：不小于54.7m。

（2）裝煤方式：通過采煤機(jī)滾筒的螺旋葉片進(jìn)行裝載，推溜裝煤。

（3）運(yùn)煤方式：采煤機(jī)把煤裝入工作面刮板運(yùn)輸機(jī)后，再由膠運(yùn)順槽內(nèi)轉(zhuǎn)載機(jī)、皮帶輸送機(jī)，轉(zhuǎn)運(yùn)31采區(qū)輔助膠運(yùn)大巷（東西段）至31采區(qū)輔助膠運(yùn)大巷（南北段）至一水平東翼膠帶運(yùn)輸大巷膠帶運(yùn)輸機(jī)，進(jìn)入井底煤倉，最后經(jīng)主斜井皮帶運(yùn)至地面。

（4）支護(hù)方式：工作面采用ZY12000/28/63D掩護(hù)式液壓支架進(jìn)行支護(hù)；最大控頂距為4439+701+800=5940mm，最小控頂距為4439+701=5140mm。

（5）移架：采用跟機(jī)移架的方式，滯后前滾筒2-3架進(jìn)行移架。

（6）采空區(qū)管理方式：采用自然垮落法管理采空區(qū)頂板。

3 礦層液壓支架及綜采自動化采礦工藝技術(shù)分析

由于先進(jìn)設(shè)計(jì)方法的廣泛應(yīng)用，例如可靠性計(jì)算和有限元分析，使用液壓支架和全機(jī)械化采礦技術(shù)的采礦提高了采礦礦層的效果。

3.1 液壓支架采礦技術(shù)

礦井下綜合采礦的關(guān)鍵設(shè)備是液壓支架。它有效地支撐工作表面的頂部并防止隕石墜落，它還能夠推移輸送采礦機(jī)和輸送機(jī)，使采礦表面的能夠連續(xù)前進(jìn)。主要由以下幾部分控件組成：液壓缸控制回路，紅外傳動系統(tǒng)，信號傳輸系統(tǒng)，控制傳感器通訊系統(tǒng)，和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。

3.2 礦井綜采設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)

（1）采礦機(jī)。該裝置可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，遠(yuǎn)程控制和機(jī)外工作，確保采礦作業(yè)安全高效的采礦，牽引速度快，更好地適應(yīng)礦井層工作面的振動，如：利用交流電MG160/360-WD非機(jī)載交流變頻電，進(jìn)行牽引采礦機(jī)。

（2）礦用輸送機(jī)。在所有地下煤炭運(yùn)輸中，使用帶式輸送機(jī)，無軌橡膠輪胎用于輔助運(yùn)輸。

3.3 礦層自動化遠(yuǎn)程控制技術(shù)

在采礦層全自動化采礦過程中，對于三維確定采礦機(jī)的位置，自動平整工作面等可利用自動遙控技術(shù)進(jìn)行，以及遠(yuǎn)程控制采礦技術(shù)的自動監(jiān)測，和采礦的引進(jìn)的割礦自定位設(shè)備的導(dǎo)航技術(shù)，礦物自動識別技術(shù)，電液控制液壓支架技術(shù)，刮板輸送機(jī)自動轉(zhuǎn)移技術(shù)，工作面自動控制和監(jiān)測技術(shù)，地下礦井高速雙向通信技術(shù)等，使采礦實(shí)現(xiàn)無人化，智能化，信息化和自動化技術(shù)。主要技術(shù)流程包括：①全景動態(tài)視頻監(jiān)控礦層綜采工作面。該技術(shù)允許在從生產(chǎn)方到開發(fā)的整個長度上全角度的視頻監(jiān)控，對生產(chǎn)現(xiàn)場的工作條件能夠全面掌控，以及自動傳輸數(shù)據(jù)和監(jiān)控。②采礦機(jī)具有自動控制功能。在采礦機(jī)中，提高采礦機(jī)的切割能力可以使用記憶切割，自主定位和遠(yuǎn)程監(jiān)控來實(shí)現(xiàn)，提高切割速度并實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，遠(yuǎn)程通信和控制采礦設(shè)備滾筒的操作。③無人礦管理系統(tǒng)。這種自動控制主要是針對三機(jī)配套的設(shè)備，礦井下的工業(yè)以太網(wǎng)，視頻傳輸?shù)?。它可以?shí)時監(jiān)控采礦機(jī)的狀態(tài)，工作表面的自動化系統(tǒng)中進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4 結(jié)語

綜采自動化采礦技術(shù)比較安全高效，根據(jù)具體的地質(zhì)和礦層條件，選擇合適的綜采技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，對礦山綜采設(shè)備的實(shí)現(xiàn)集中控制，更好地實(shí)施礦物層的自動化，智能化等采礦技術(shù)。