煤矿综合机械化采煤设备与工艺的应用分析

＊单 涛

（山西焦煤西山煤电杜儿坪煤矿 山西 030022）

改革开放以来，我国对煤炭能源的需求大幅度增加，基于此背景，煤炭开采过程受到了社会各界的广泛关注。煤矿综合机械化采煤设备与工艺的应用及完善对煤炭行业的发展影响深远，煤矿开采企业应予以重视，不断提高与创新设备与技术，确保煤炭开采作业安全与效率，从而为自身的长久发展注入源源不断的生命力。

1.概述

煤炭资源在我国普及程度较高，广泛应用于各行各业，在国民经济发展与社会团结方面有着至关重要的作用。煤炭属于不可再生能源，因此在开采时应关注资源开采的合理性与有效性，避免出现资源分配不均或开采事故。综合机械化采煤设备与工艺的快速发展为煤炭生产行业注入了新的力量，可逐步优化采煤流程，全面提升管理水平，大大提高了生产效率与质量，对行业乃至社会的持续发展都有积极影响。随着社会进步，煤矿开采作业中应用机械自动化技术已经成为必然趋势，煤矿企业应加强管理，充分挖掘综合机械化的优势与益处，加大研究力度实现工艺优化，进一步提高煤矿资源开采效率，创造更大收益。

2.煤矿综合机械化采煤设备简绍

自动化程度较高的采煤设备是提高生产效率的关键，因此需详细了解煤矿综合机械化采煤设备分类（详见图1）。

图1 煤矿综合机械化采煤设备的分类

(1)转载机

转载机是现在煤矿开采作业中必不可少的设备，其功能是运输平巷内桥式刮板输送机，有效提升了生产质量与效率，应用范围较为广泛。实际生产中，装载机需同时连接工作面的输送机和带式输送机，开采出的煤炭可利用转载机从井下升至一定高度，随后再转运至伸缩式输送机上继续在工作面上移动。值得注意的是，出于安全考虑，转载机一般连接在带式输送机的机尾位置上。

(2)输送设备

输送设备不仅是将矿井内开采出的煤炭运送至地面，还需将开采物资与工作人员运送至井下，故而对输送设备的性能要求较高。基于运输安全、质量与速度三方面考虑，煤矿企业在选择运输设备时应严格遵循以下两项原则。首先是严格选材，企业应建立合理完善的设备采购流程，根据使用需求科学选择输送设备类型，为保障生命财产安全，须采购结构强度大、安全性高的材料用于工作面的运输。其次是重视技术，企业应根据矿井特点设计输送路线，可将综合机械设备装置设计成弯曲状，以此降低输送物资的掉落风险，从而提高生产安全性。

(3)液压支架

煤矿开采中需要利用机械设备支撑工作面顶板，一般选用液压支架，可将矿井压力控制在安全范围内，为开采过程提供有力保障，为综合机械化开采创造稳定环境。液压支架的应用大幅度减少人力投入，可实现连续机械化施工，降低安全事故发生风险，为企业的长久发展提供有效助力。企业选择液压支架时应综合考虑多项因素，严控质量，对员工的生命安全负责，对经营效益负责。

(4)移动变电站及乳化液泵站

电力能源在煤炭开采中不可或缺，移动变电站可在回采作业中为移动的回采面提供电力，开采区域的电力经过移动变电站转换后可传输至综合机械化电气设备上，为煤矿开采持续供电。乳化液泵是煤矿开采作用中普及程度较广的设备，作用是为回采面的设备提供高压液体，例如液压支架，综合机械化采煤设备在乳化液泵站提供高压液体的前提下，为回采面提供良好的支撑作用，保障开采作业的安全性与可靠性。

(5)采煤机

采煤机在煤矿开采中属于大型综合机械化设备，具有多项功能，使得开采效率全面提升。目前，我国煤矿行业应用较多的采煤机主要分类两类，分别是滚筒式和刨煤式，其中滚筒式可根据矿井情况自行调节高度，因此使用较多。随着技术不断发展，双滚筒采煤机问世，进一步提升煤炭开采效率。

3.煤矿综合机械化采煤工艺的应用

综合机械化采煤工艺经过不断的改进与创新，为煤炭行业带来了更广阔的发展空间与经济效益，下文对煤矿生产中常用的5种综合机械化采煤工艺（详见图2）进行介绍，以期促进煤矿企业的良好发展。

图2 煤矿综合机械化采煤工艺的分类

(1)薄煤层综采工艺

薄煤层是煤矿开采中经常遇见的地质条件，开采难度较大、生产效率较低，但我国薄煤层中蕴藏的煤炭资源较为丰富，为避免资源浪费，开采薄煤层势在必行，应加强技术攻关，优化开采工艺。随着综合机械化采煤工艺不断发展，薄煤层开采技术逐渐提升，煤矿企业可引进先进的综采工艺，尽量提高煤炭资源开采效率。

(2)长壁综合机械化采煤工艺

长壁综合机械化采煤工艺应用广泛，主要以作业面为依托，利用采煤机、输送机、液压支架等自动化设备完成煤炭开采。采煤机的应用可加大开采量、缩短开采时间，传输设备的应用可进一步延长工作面，液压设备的应用可保障工作面安全，减少采煤过程中的断头工作步骤，同时减少对煤层的斜切次数，避免浪费，生产效率大大提升。长壁综合机械化采煤工艺应用时需合理计算工作面长度，在保证开采安全的前提下尽量减少工作面搬移次数，以免浪费人力物力资源。另外，开采前工作人员应充分考察开采区域的地质水文条件，结合输送设备的伸缩长度和工作面的推动长度，科学控制采煤作业深度，进而保证端头作业步骤与其他综合机械化装置设备的运行效率，保证产能效益最大化，以此为煤矿企业的快速发展奠定基础。

(3)巷道布置技术

矿井巷道布置技术的作用是保障开采过程的作业安全，同时亦可提高开采效率，直接影响煤矿企业的发展。在实际作业中，巷道塌方事故时有发生，严重威胁工作人员的生命安全与企业的经营效益，基于此，应充分利用综合机械化采煤设备与工艺提升巷道的稳定性与可靠性，确保生产效率与安全。矿井巷道布置技术遵循结构稳定性和设计合理性原则，选择合适的支护设备支撑巷道结构，营造安全的开采环境。

(4)煤矿集中化开采技术

煤矿集中化开采技术包括三种，分别是成套采煤技术、长臂综采技术、采全厚技术，三种技术相互配合，根据煤矿的实际情况进行合理调整，全面提高煤矿开采质量与安全。当遇到岩层较硬的情况下，煤矿企业可搭配选择顶板控制技术和顶煤开采技术，解决较硬岩层带来的负面影响，为井下作业人员提供安全保障，开采效率也有所提升。采全厚技术大多应用于支护结构建设，作用是提高支护结构的强度，保证井下安全，目前，我国很多煤矿企业都开始深挖采全厚技术的作用，推动矿井内部的结构稳定建设，同时调动煤矿开采人员的工作积极性，保障安全生产，尽可能提高生产效率。

(5)放项煤综合机械化采煤工艺

放项煤综合机械化采煤工艺适用于厚煤层开采，应用时主要分三个步骤。第一步，在采煤工作面上进行落煤、装煤、运煤等操作，确定推动运输机的安装位置，完成设备安装。第二步，完成阶段性采煤后暂停作业，一般情况下，完成二至三刀的截煤工作后即可暂停，按照相应顺序打开放煤窗口，利用安装完成的运输设备将煤炭运输至地上。根据生产经验总结，此步骤实施时若发现矸石应立即关闭放煤窗口，以免影响作业质量。第三步，开展放煤工作，完成后即可推进采煤作业面继续开采。

4.总结

近年来，煤炭行业的发展形势越来越严峻，煤矿开采企业需充分利用综合机械化设备与工艺不断提升自身的经济竞争力与社会竞争力。企业应了解不同种类综合机械化设备与工艺的特点及适用范围，根据实际情况进行科学选择，以此确保采煤施工作业顺利开展，不断提升生产能力，为企业的健康发展添砖加瓦。