煤矿建设中综合机械化方法的应用浅谈

张立国

[摘要]我国煤炭资源丰富，既是用煤大国也是产煤大国，大量的煤矿主要分布在我国中东部及西北地区。煤炭开采成本和煤矿施工安全是煤矿建设中最重要的两个事情，随着煤炭价格不断下行，煤炭企业的成本压力逐渐增加，而综合机械化采煤方法能够有效的降低生产成本，提高煤矿生产安全。煤矿建设中综合机械化配套与普通机械化施工有着较本质区别，综合机械化配套施工技术主要是利用综合机械化配套工艺和电气自动化技术来实现施工生产高效，安全，减少劳动力支出。煤矿综合机械化设备能力大、运行效率高、且具有人性化设计等优势，因此对其进行深入研究有助于提高煤矿建设工程的质量，安全，进度，创造最佳煤矿建设工程效益。

[关键词]煤矿建设；综合机械化；设备；工艺；分析

引言：

对于煤矿建设而言，综合机械化工艺的进步程度直接关系到整个矿井建设过程中的建设效率和施工建设的安全，决定了煤矿企业的生产及经营效益，也说明了矿井建设工程的成功与否，因此必须选择最佳的综合机械化工艺，而随着煤矿建设工艺进步越来越多，其中综合机械化配套施工工艺是当前国内较为先进的矿井建设技术，该技术通过电气设备与自动化控制系统相关联，配套设备之间组成一系列的施工配套系统，从而利用较少的人工实现自动化工艺，提高了煤矿建设效率也能降低采煤成本，人工使用减少在很大程度上也可以降低煤矿事故的伤亡率，因此对该方法进行研究具有重要意义，有必要探索煤矿综合机械化方法在煤矿建设领域的具体应用方式，以期给出更好的综合机械化配套施工方法，推动我国煤炭生产行业更加高效和安全

1综合机械化配套施工设备

综合机械化施工设备的最主要特点就是使用效率高和能力强，因此可以适应更复杂的井下环境和高强度的井下作业周期，综合机械化技术是国际领先的煤矿生产技术，该技术的实现使矿井建设中的掘进、开拓、回采作业都实现了设备化和自动化，节省了人力、物力，尤其是在综采工作面的作业过程，综采液压支架设备的出现极大的提高了采面作业安全系数和支护效率，极大的提高了生产效率。比如采面的上、下出口位置由于压力大且存在放顶步距的情况，因此属于伤亡事故高发区域，而超前支护配套设备的出现可以在该区域形成连续的顶板支护，从而降低了上、下出口处的伤亡事故。

面对严峻的煤炭市场行情，煤炭开采必须向着高效、低成本的方向发展，而这就意味着煤矿设计，施工过程中必须优化、安全和高效，从而提高生产效率和降低安全成本，此外大型综合机械化设备的引入可以实现大采高、大倾向的采面设计，这对于提高资源回收率和降低工作面布置成本具有重要意义。综采工作面的设备可靠性强，可以有效的减少设备检修与维护时间，长时间连续作业的优秀性能也是的综合机械化设备更适应井下的高强度作业环境。

采用大能力的新型综掘综采装备来实现长期综掘综采工作面高产高效，也是今后煤矿建设期间煤矿生产期间机械化的发展方向，其装备的主要特点如下：

（1）设备能力大

大功率（>800kW）電牵引综掘机的小时生产能力在1000-1200t以上，扒斗装载机，皮带运输机、转载机、破碎机的小时生产能力在500-2000t以上；

（2）自动化程度高

实现了机电一体化：为了适应综掘机快速掘进巷道的要求，综掘机具备自动调高、对位等功能；液压支架采用电液控制，能实现综掘机、刮板输送机和液压支架的自动控制；设备性能好、可靠性高。

2综合机械化采煤工艺

走向长壁采煤方法是国内较为成熟的采煤工艺，首先布置轨道回风上山和皮带运输上山运料，同时掘出风道和石门，风道、石门中间开切眼，贯通后形成循环风，然后布置皮带输送机，煤炭从切眼位置由综合机械化设备采下后由刮板输送机输送至下出口，然后由转载系统将煤炭输送至皮带，再由皮带输送至放煤井，放煤井安置矿车或是斜井皮带装置，将煤炭资源运输至地面。由上述可以看出，综合机械化采煤工艺是一套完整的采煤设备集合，在各个阶段均由自动化设备实现控制，有效的闭锁装置和安全保护装置也使得此类设备具有本质安全的特性。

阶段综合机械化采煤工艺的应用主要基于两个条件：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，以及大型矿井回采段高小、不适宜布置长壁综采工作面开采的煤层。

短长壁综采是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。实践证明，短长壁综采在印度有广阔的推广前景，对中国中小型煤矿由巷柱式开采改为长壁综采也具有借鉴价值。综采工作面放顶煤开采的生产过程是：工作面采煤机先截煤、移煤和推移输送机等工序：进行2-3刀后暂停截煤，依次分段打开支架上放煤窗口放顶煤，出现矸石时，立即关闭放煤窗口；直到工作面全长顶煤放完为止，即完成一次放煤的生产过程。顶煤放完后，综采工作面便可继续向前推进。

近些年煤炭资源的开采速度不断提高，煤炭市场的竞争使得大多数的煤炭企业更倾向于优先开发厚煤层、稳定煤层和市场价值高的煤层，这就导致设计人存在着极大的不合理，许多工作面布置后剩余储量既无法销账报损最大量开采也无法再进行工作面设计回采。此外，薄煤层资源在资源总量中的占比正在逐渐上升，对薄煤层的机械化开采工艺已经有了初步成果，如果能够利用综合机械化方法进行薄煤层开开采，那么将为我国煤炭资源带来极大的提高。

在薄煤层中，由于受煤层薄、人员活动空间小等限制，在采煤方法的选择上是一个难题。传统的采煤工艺通常采用工作面打眼放炮落煤方法，该种开采方法产量低、安全性差。要提高单产水平和工作面效率，实现矿井安全高效开采，必须采用综合机械化开采。扩大综采的应用范围，提高综采的经济效益，实现煤矿生产的高产高效，是煤炭工业科技发展的一项重要目标，同时对煤矿的可持续性发展起到至关重要作用。

3综合机械化采煤方法中电气自动化的应用

综合机械化采煤设备原只针对中厚煤层和厚煤层的放顶开采技术，随着薄煤层的占比增加，薄煤层开采设备也应相应的进行研发和应用，此外有些煤层还可以避开放顶煤的劣势，直接利用大采高实现煤厚全采。液压支架电液控制系统在美国、澳大利亚、德国等煤炭生产发达国家得到了普遍的应用，液压支架电液控制系统是实现综采工作面高产高效的关键技术设备，是今后发展的必然方向充分发挥机电一体化技术在煤矿开采中的作用。目前从国内煤矿的技术、经济条件和效益出发，电液控制液压支架主要用于年产400万吨以上的一次采全高长壁工作面，600万吨以上放顶煤工作面及薄煤层高效开采工作面。

电气自动化技术使得综合机械采煤系统能够更加人性化的操作，比如采面综机的割煤系统是通过遥控进行远程操作的，员工不必时刻跟随机组移动，系统进行割煤时自动喷雾来降低煤尘，这些都极大的保护了煤矿工人的身体，此外割煤时设备可以根据煤层软硬程度调整切割力度和速度，避免损坏设备，这些都是对设备的保护，因此电气自动化技术的加入使得综合机械化采煤工艺更加完整和更具有普适性。

4结语

对于煤矿企业而言，未来的发展趋势是高效生产，而综合机械化方法是推动煤矿生产效率提升的最关键方法和技术，因此必须重视该方法在煤矿建设中的应用，从操作人员素质、设备研发、工艺流程创新等多个方面入手完善企业的综合机械化方法推广环境，促进企业向高产高效更快的发展。