综合机械化在煤矿开采中的应用

综合机械化在煤矿开采中的应用

牛娜 李娜

兖矿东华重工有限公司煤机装备制造分公司 山东省邹城市 273500

摘要：作为一个工业大国，我国的能源开采量并不是一个小数目。我国的矿产数目较多，工业化对煤炭资源的需求极大，所以我国对煤矿的开采次数更为频繁。目前阶段，综合机械化采煤是现在世界上最为先进的技术，它可以利用自动化控制技术来建造较为高产高效的矿井。本质上综合机械化设备的应用是为了实现矿井高产、高效以及安全生产的目的。所以综合机械化在煤矿开采中的应用对于实现高产、高效的现代化煤矿具有很重要的作用。

关键词：综合机械化；煤矿开采；应用探究

随着我国经济的迅速发展，我国工业在能源资源方面的需求不断增长，尤其是对矿产的需求大为增加。煤炭资源是我国工业发展以及满足人们生活所需的重要资源，所以煤矿开采的质量与效率在很大程度上影响着煤炭资源的开发与供应能力。由于会受到环境等多种方面的影响，煤矿开采会面临重重困难，所以在煤矿开采作业中，安全是必须放在首位的。综合机械化技术的应用既可以让煤矿作业的效率提高，也可以满足安全需要，十分有利于煤矿开采。

一、概述煤矿综合机械化开采技术

我们所说的机械化开采技术是指贯穿煤矿开采所有环节的一种机械化采煤技术，这项技术主要应用机械设备来自动控制采煤作业。在作业过程中，会依靠红红外线的定位以及计算机的控制，从而实现煤炭的切割以及运输等各种工作。这大大提升了采煤作业的自动化和机械化水平，让煤炭开采工作变得更加高效且安全，而且会在一定程度上增加煤炭的开采量，为煤矿企业增加经济收益。此外，由于综合机械化技术较为先进，可以应用到煤炭开采的各个环节，所以在很大程度上提高了采煤的效率并增加了采煤的工作量。而且更能降低人力资源的投入消耗以及采煤作业难度^[1]。

二、影响综合机械化采煤技术应用的各种因素

1.复杂的自然因素

综合机械化采煤技术并不是在任何条件环境下都可以使用的，会受到一定的限制。最大的限制因素就是自然因素。自然环境具有很大的不确定性，会受到各种不确定变量的影响。第一，会受到地质构造条件的影响。综合机械化采煤技术受矿区的地质结构影响较大，需要采煤企业聘请专家对矿区的地质结构进行系统的分析检测之后制定科学合理的开采方案，以便为采煤作业提供依据。在煤矿地质类型构造中，断层是较为常见的。综合机械化采煤技术在应用过程中应重点关注断层，不良断层结构会对机械化开采设备产生一定恶劣影响。第二。会受煤层条件的影响。煤矿是开采的主要对象，因此工程师需要认真考量煤层条件。工程师需要考虑作煤层厚度，硬度及煤层顶底板硬度、稳定性等因素，并根据考量结果以及设备实际情况进行设备结构、规格等方面的调整。第三，会受煤矿瓦斯分布的影响。煤矿与瓦斯是相伴而生的，瓦斯是极为易燃的气体。机械化作业速度较快，会加速瓦斯涌出。当瓦斯超出矿井安全排放范围时，会造成安全隐患。所以在煤矿开采之前，一定要请专业人士分析瓦斯的地质规律，进行科学规划，保证煤矿开采的安全。

2.多变的成本因素

任何工程的实施建设都是需要投入一定的成本，而成本因素又具有多变性，会随市场变化而变化。煤矿开采作业涉及到许多环节，对各个方面的要求较高，在市场经济下，煤矿企业承受着较高竞争压力，这给煤矿开采成本带来了较大难度。机械化采煤设备需要进行系统引进和定期升级，需要较大的资金投入。但是投入的资金不能马上变现，利润回收需要经历较长的周期。最近几年新能源由于其清洁性受到人们的关注，煤炭市场价格在不断波动，这也成为影响煤炭成本的重要因素。

3.难以控制的社会因素

社会因素是最不好控制的，社会因素的影响有两点。第一，在能源危机日益严重的情况下，如何让提高资源的开采效率，将资源最大化，减少浪费是值得思考的问题。煤炭资源的需求量更大，增强开采效率是综合机械化采煤技术需要研究的问题。第二，我国的煤炭资源分布不均衡，煤炭的开采监管存在漏洞，煤炭市场仍然存在恶性竞争，给煤炭行业的健康发展带来不良影响。这些对于综合机械化 采煤技术的应用而言也带来了一系列的不利影响^[2]。

三、综合机械化的具体采煤工艺

1.长壁综合机械化采煤技术

长壁综采技术的工作面巷道布置仅有回风平巷、运输平巷和开切眼，通风系统完善良好。整体来说，如果加大综采工作面的长度，增加采煤机割一刀的煤量，便可以减少各种工序对生产的影响，缩短生产时间，在单位时间内获取较高产量。此项技术需要明确综采面的合理长度，我们一般以工作面日产量最高成本作为标准。长壁综采技术可以更好地适应场地的地质构造。

2.短壁综合机械化采煤工艺

短壁综采技术需要一个条件的满足。即回采巷道实现机械化快速掘进和实现了综采工作面上、下端头的快速作业。这种采煤工艺使用于开采缓倾斜中厚及厚煤层的中小型矿井，以及大型矿井回采块段小、不适宜布置长壁综采工作面开采的煤层

^[3]。

3.短长壁综采

短长壁综采技术在目前阶段是比较适用的技术。它可以在已掘巷道巷柱式开发区内布置长壁工作面，并用综采成套设备回采煤柱的新式采煤法。经过多项工程的实践表明，短长壁综采技术对我国中小型煤矿由传统的巷柱式开采改为长壁综采有重要作用。

4.综采工作面放顶煤开采

此项技术要经过工作面采煤机的截煤、移煤等多项工序，然后再进行2～3刀后暂停截煤，分段打开支架的放煤窗口，然后放上顶煤。如果看到窗口出现了矸石，那么工作人员要立即关闭窗口，直到顶煤全部被放完，完成放煤的一次生产过程后，综采工作面方可继续进行。

5.薄煤层综合机械化采煤技术

此项技术已经随着我国煤矿综合机械化技术的大幅度提升以及对煤炭的需求量而日渐增强。一些老矿区的煤矿资源量已经贫乏，原来煤矿中可以开采的煤层在逐渐枯竭。在中国煤矿资源中，薄煤层的储量占比较大。由于我国开采技术还不够先进，机械化水平较低，薄煤层的开采量较低。在薄煤层中，因为煤层较薄的缘故，人员活动空间较小，传统的采煤工艺产量低，安全性低所以并不适用。采用薄煤层综合机械化开采技术可以针对断层多，构造复杂的地质条件进行开采。有利于实现煤矿的高产量和高效率。

6.优化过断层

采用优化过断层的方式对全整个岩石段以及煤矿层变薄的地方采用打眼爆破等技术抬高输送机并达到输送要求，提高煤层生产效率，让技术操作更加灵活。

四、综合机械化采煤设备的保养与安全生产

1.采煤机过煤高度优化机组上滚筒所割的煤不能经机身下由输送机及时运走，造成输送机与支架之间浮煤过多，人工清理会耗费大量时间和精力，让移架工序无法正常进行，采煤效率极低，严重制约采煤生产。工程师可以采取合理的高度对机组滑靴进行改造，加高制作机组行走轮，满足采煤设备运转需要，进行安全生产。

2.进行防尘系统优化，由于煤矿开采中会产生大量煤灰，所以要改善工人们的工作环境。在薄煤层综采方面，反转挡煤板需要较大的高度来工作，无法适应薄煤层，所以在薄煤层开采中会有煤灰飞扬的现象。可以在机组中部加设一排外喷，在供水管路上增设管道泵保证水压，在回风巷架设捕尘纱网，在各转载机机头安设捕尘网罩，避免在粉尘产生的主要环节煤尘进行多次飞扬，这可以有效减少煤尘，保证安全生产。

五、结语

煤炭资源是我国的重要资源，煤矿企业需要建设高产且高效的煤矿矿井来满足社会需要以及自身经济利益。综合机械化是目前煤矿开采中一项很重要的技术。它的应用为建成高产量且高效率的现代煤矿做出了很大贡献。

参考文献：

[1]隋世亚.综合机械化和机电一体化在煤矿开采中的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2018:78-79.

[2]张雷.综合机械化采煤在煤矿薄煤层开采中的应用研究[J].建筑工程技术与设计,2018:4974.