煤矿采煤中的综合机械化采煤工艺分析

张晋英

（宁武县能源发展中心， 山西 忻州 036700）

引言

随着基础设施数量的增加，电力消耗也随之增长。目前，我国的电力主要是通过燃煤产生，所以电力需求的激增，导致对煤炭需求量的增加。为了加快煤炭供应，必须改进现有的煤炭开采工艺，使煤炭供应能够满足需求。综合机械化采煤工艺是最常用的采煤方法，这种方法虽然有很多优点，但是它的缺点也不容忽视，因此找出缺点并加以改进，可以有效地加快煤矿开采速度。

1 综合机械化采煤工艺概述

综合机械化采煤工艺实现了煤炭开采机械化、自动化，这是它不同于传统采煤工艺的一大重要特点。煤矿综合机械化工艺流程可实现煤矿破碎、运煤、支护等煤矿各环节的机械化，保障煤矿作业各环节的工作效率，能够有效保护相关人员的人身安全[1]。综合机械化采煤工艺的应用，不仅可以为企业解放人力、节约资金，同时还能创造出更大的经济价值。

综合机械化采煤技术是煤矿企业中一项非常重要的采煤工艺。在受条件限制的传统煤矿开采作业中，煤矿开采作业受采矿环境的影响，极大地限制了煤矿的开采速度，对人身安全构成了一定的威胁，限制了煤矿企业的发展。综合机械化采煤工艺可实现采煤作业全程机械化，有效降低地质因素、煤层高度、坡度等难题。随着煤炭开采技术的发展，环境因素在煤炭开采过程中的影响也有所降低，这在很大程度上提高了开采效率。煤矿综合机械化开采技术的出现，对煤矿企业安全开采煤炭起到了至关重要的作用。

2 综合机械化采煤设备

2.1 采煤机

采煤机是一种融合了机械技术、液压技术、电气技术和信息技术等各种先进技术的机械设备，其内部机械结构较为复杂、种类繁多。综合机械化采煤在很大程度上体现在采煤机上，适用于大多数煤矿开采场景，比较常见的采煤机有刨煤机、滚筒式采煤机等。双筒采煤机高度可调，比单滚筒采煤机具有更高的开采效率和更好的开采质量，广泛应用于各大煤矿[2]。

2.2 工作面输送机

工作面输送机的主要作用是在煤矿的开采过程中运输煤炭，同时工作面输送机还可以作为采煤机支架的支撑点，以及采煤机在煤矿道路上的运行轨道。在煤炭开采过程中，配合采煤机是输送机必要的工作条件，其主要目的是将开采出来的煤炭资源运送到指定地点。如果输送链或传动装置出现问题，煤炭会在输送带上堆积过多，严重影响运输效率。工作面输送机的运行状况关系到煤矿的开采进度。可弯曲刮板输送机传动效率高、适用范围广、强度高、能适应恶劣的工作环境，因此，广泛应用于煤矿工作面。

2.3 装载机

装载机属于刮板输送机的一种，通常只安装在地下出口和平坦道路上。装载机有两个端点，一个端点与皮带输送机相连，另一端与工作台面输送机相连，开采出的煤炭通过工作台面输送机，运出矿井。装载机和皮带输送机，装载机工作面、带式输送机和工作面输送机的工作条件必须一致，以确保最大限度地进行煤炭运输。

2.4 液压支架

整套综合机械化采煤设备能否正常运行，取决于液压支架这一重要结构。液压支架的主要作用是给采煤机提供足够的压力，并以此控制采煤机的正常运行。在煤矿开采过程中，液压支架可以保证顶板的支撑强度足够高，以保证采矿现场的安全。应用液压支架时，应注意液压支架与其他采煤设备的有效连接，液压支架与其他机械设备配合使用，确保达到最佳工作条件[3]。

2.5 移动变电站

移动变电站的主要功能是在采煤过程中为设备保障供电。电力供应可以保障综合机械化开采，煤炭装备保障了煤矿投产后的运行效率，为煤矿企业创造了更大的价值。乳化液泵站平时可以给设备提供良好、稳定的电压，保证采煤作业的顺利进行。但是在开采过程中，乳化液泵站如果存在供电不足的现象，这时就需要使用移动变电站进行供电。保障供电，才能保障采煤效率。

3 综合机械化在采煤过程中的常见问题及解决方案

3.1 巷道掘进瓦斯涌出

在矿区开采中，煤层的厚度通常不是均匀的。随着煤矿开采深度的逐渐增加，围岩的渗透性也逐渐增加，瓦斯喷出，一旦遇到火花就会导致瓦斯事故发生，给工人的人身安全带来巨大的威胁。一般来说，煤矿瓦斯源主要是由落煤和瓦斯涌出产生的，落煤的主要原因是采煤机逐渐切开煤层，煤矿中的岩石逐渐收缩，导致围岩存在变形或坍塌的风险，同时发生瓦斯泄漏。瓦斯涌出问题主要是由于围岩或岩石中存在裂缝，瓦斯通过裂缝逐渐渗入路面。因此，需要进行瓦斯治理，降低道路瓦斯含量，保障矿区开采安全。

3.2 采煤掘进过程

在煤矿开采过程中应主要在以下几个方面进行重点关注。第一，顶板的管理。矿区事故主要由倒塌柱和断层区引起。因此，有必要重点管理这些区域并控制采矿期间的支撑质量。第二，煤矿作业过程中，煤矿作业人员根据煤层的特点，为了保障作业的稳定性喝安全性，应该选择合适的运行速度以减少煤矿顶板碰撞，避免安全事故的发生。第三，在开挖过程中加强开采过程中的管理，比如一些采煤设备出现零件损坏问题，必须及时更换，确保设备正常工作。第四，矿区顶板管理也是一个关键因素，如一些断层、顶板裂缝等可能造成径流，应采取适当的排水措施，及时排除矿区外的积水。这样可以在一定程度上保证煤矿的安全，对控制煤的水分起到一定的作用，这是实际开采中必须注意的。

3.3 支护结构的保护

结合矿区实际情况，支护结构必须采用专用的工具和设备对支座进行改进，以提高支座的整体预应力和抗剪强度。同时，成套标准化结构的应用，也大大提高了整个支撑结构的整体性，对于保证结构的稳定性发挥着重要的作用。通过加厚托板来提高托板的抗变形能力和抗压能力，可以有效防止因托板变形而发生顶板坠落等事故，保证托板的稳定性，才能使煤矿更高效、更安全，同时确保支撑结构和道路运营的安全。

4 结语

现代煤炭开采与综合机械化采煤技术已经在现代科学技术发展潮流中巧妙地结合在了一起。采用先进采煤设备和采煤技术，可以有效提高煤矿开采效率，防止煤炭资源在开采过程中的浪费，从而达到绿色开采煤炭资源的目的，使煤炭资源的综合利用率进一步提高。各煤矿企业应充分考虑自身发展需求，科学合理地选择综合机械化开采技术和装备，从根本上提高企业煤矿生产效率和生产质量。