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煤矿综合机械化采煤工艺研究论文
摘要：
在综合机械化采煤工艺当中，包含了多种机械设备，例如采煤机、液压支架、自移式液压支架、输送机以及相关供电设备等等，比传统的普采要简单很多，且效率更高。根据我国煤矿综采工作面的长度及煤层厚度综合机械化采煤工艺有可分为：长壁综合机械化开采、短壁综合机械化开采、长短壁综合机械化开采和放顶煤综合机械化开采等方式。下边主要结合煤矿具体工作面情况对综合机械化开采工艺进行分析探讨。
关键词：煤矿；综合机械化；采煤工艺中图分类号：TD823。97 文献标识码：A 文章编号：1009—914X（2017）44—0030—01
近年来，在我国科学技术的不断提升过程中，采煤工艺也实现了进一步的发展。综合机械化采煤工艺是近年来发展起来的一种新型采煤法，这种采煤法即通常所说的综采，是指一些基本采煤工序，如破煤、装煤、运煤、巷道维护、顶板管理等，主要靠机械来完成。此采煤工艺的主要特点为高自动化、机械化，生产能力强、适应性强等。把此工艺科学、合理地应用于煤矿开采，不仅可有效节约人力资源，且能大幅提升煤矿产能，同时可更好地保障安全生产，值得推广与应用。
一、综合机械化采煤工艺关键设备分析。
（一）采煤机。
采煤机是实施机械化采煤的一项关键设备，炮煤机与滚筒式采煤机是当前煤矿开采中主要用到的采煤机[1]。就中国的煤矿开采现状而言，双滚筒式采煤机在各大矿井中应用最广泛，这主要是由于双滚筒采煤机具有自动调节高度的功能，且能实现高效采煤，其结构与工作原理虽类似于普通采煤机，但其功率更大，生产能力更强。
（二）工作面输送机。
在应用综合机械化采煤工艺施工时，由于开采效率高，且铺设的运输工作面较长，整个采煤过程需有高运能的输送机做配合。当前，可弯曲式刮板输送机是很多矿井进行综合机械化采煤施工的首选输送机，应用此机械不但能很好地满足采煤工作面的运煤需求，且可作为支点来支撑导轨运行与移动液压支架移动，因此，此机械也越来越受到广大矿井的青睐[2]。
（三）自移式液压支架。
该支架是很多矿井应用综合机械化采煤工艺的首先支架，在其内部高压液体的作用下，此支架可大幅储存动力，满足多种采煤作业需求。如支护顶板、推移输送机、及时处理煤矿采空区等，此外，一些端头液压支架，可用来有效锚固输送机机头、机尾，加固锚固支架等，防止它们产生滑动。
（四）可伸缩带式输送机。
装置在实施综合机械化采煤作业时，区段运输巷中一项重要运输设备为可伸缩带式输送机，该设备自身具有一定贮带功能，其贮带长度可达50m～100m。当推移矿井回采工作面时，可伸缩带式输送机的贮带功能，可根据实际需求拉伸或缩短输送机长度，同时可依据推进距离，科学、合理地实施频率开展。通常回采工作面每向前推进25m～50m，可伸缩带式输送机就会实施一次频率开展，借助带式输送机的实时频率开展，可有效缩短控制输送带耗时[3]。
（五）移动变电站与乳化液泵站。
与一些普通机械化采煤相比，在应用综合机械化采煤工艺后，其移动变电站可随矿井回采工作面推进不断前移。在煤矿开采作业中，变电所送来的高压电，不能直接应用于输电机、采煤机，需借助移动变电站进行电压转换，把电压转换成能匹配这些设备的电压，以供设备工作使用。此外，工作面所用的液压设备，需有高压力乳化液提供动力，这些高压力乳化液主要来自于乳化液泵站。由于综合机械化采煤所配套的乳化液泵站可随工作面不断推移，这样可显著节约工时，大幅提高采煤效率。
二、综合机械化采煤工艺的实践应用。
（一）工作面概况。
崔家沟煤矿属陕西省监狱局管理的重点煤矿，位于铜川市北38km处，井田位于铜川市金锁乡西北边缘及耀州区杏树坪和核桃峪地区。东西长约7km，南北宽约4km，井田面积为29。91km2。井田北东与玉华矿为邻，东南以煤层露头为界，西北、西南均以4—2煤层可采边界线为界。矿井设计能力为150万t/a，2005年末矿井保有地质储量21712。3万t，可采储量13086。5万t。崔家沟煤矿1958年建井，边建设边生产，逐步形成210万t/a的生产能力。
（二）采煤方法。
根据煤矿工作面的开采条件，主要采取的采煤方法为长壁综合机械化采煤法。在进行割煤过程中主要采用斜切进刀的方式，其中进刀深度0。6m，斜切进刀段长度大于40m。采煤机使用MG250/620—QWD型交流电牵引式，正常切割过程中前滚筒主要切割顶煤，后滚筒主要切割底煤，并以每分钟3米的速度向下割煤，将风、机巷煤帮割穿，如果无法割穿的话可采取电钻打眼以及放炮落煤的方式进行作业，在割煤过程中需要注意的是其采高范围应控制在2.0m～3.4m范围以内。根据实践生产后，我们可知当煤层倾角小于35°的情况下，可采取端部斜切进刀，双向割煤，双滚筒采煤。如果工作面煤层倾角在35°以上的情况下，可按照从机尾到机头的顺序进行单向下行割煤作业。
（三）支护方式。
工作面顶板主要采用的支护设备为ZJ3600/15/36型急倾斜支撑掩护式液压支架进行支护。在工作面上出口的顶板支护主要采用的是上端头支架，在端头区内如果上端头支架未能支護到指定区域的话，可采用单体液压支柱配工字钢梁抑或半圆木（其中圆木长度要求为1.8m～2m，直径在160mm以上）沿着煤层的倾斜方向，采用一梁二柱的支护方式进行架设，架设过程中柱距要求为0.8m，棚距为1.0m。在工作面的下出口顶板支护主要采用的是ZTHJ11400/15/23型的横式急倾斜端头液压支架，其排列方向主要是从采空区沿煤壁方向横向排列于机巷继而支护下出口区域的顶板，确保安全通畅，其中切顶支柱的间隙为0.4m。机巷超前支护，主要是从综采面煤壁起0～10m双排超前支柱，采用戴帽点柱的方式沿走向进行支护作业，其中柱距控制为1.0m，高帮支护在巷道原有工字钢梁的基础上辅以单体液压支柱，且柱距控制在1。0m以内；在工作面煤壁起10m～20m采取单排超前支柱，也是采用戴帽点柱的方式沿走向实施支护作业，柱距为1.0m。
（四）工作面移架。
工作面的移架方式主要采取的是追机移架方式，即在完成割煤作业以后，按照先支架后刮板输送机的移动顺序进行操作，其移架如图1所示。在正常移架过程中，移架速度应慢于采煤机后滚筒3～5架这样，且移架步距应控制在0。6m左右。
三、结语。
总而言之，通过对煤矿工作面急倾斜煤层综合机械化开采过程中的各个工作环节的实践与分析，可知综合机械化采煤工艺较传统急倾斜煤层开采应用的普通机械化开采和爆破开采工艺，具有安全性高，采煤速度快等众多优点。通过在煤矿急倾斜煤层成功实施综合机械化采煤工艺后，为今后类似工作面开采条件的煤矿在选择采煤工艺和方法上提供了有效的参考依据。
参考文献：
[1] 李茂云。煤矿采煤中的综合机械化采煤工艺探讨[J]。机械研究与应用，2017，（03）：189—190。
[2] 杨志标，王永良。 煤矿综合机械化充填采煤工艺研究[J]。山东煤炭科技，2017，（05）：128—129+136。
[3] 王永生。煤矿综合机械化采煤工艺研究[J]。科技风，2017，（04）：80—81。
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