最现代化的采煤工艺

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【摘 要】详细介绍了当前最现代化、最先进的采煤工艺——综合机械化采煤工艺，简称综采工艺。文章从装备、工艺流程、端头作业和快速搬家四个方面对综采工艺进行了介绍。对于煤矿企业了解和引进该工艺具有一定的指导意义。

【关键词】采煤工艺；综采；装备；流程；端头作业；快速搬家

0 前言

综合机械化采煤工艺，简称综采工艺，是指回采工作面中采煤的全部生产工艺(如破煤、装煤、运煤、支护和顶板管理等采煤过程)都实现了机械化。减少了中间人力参与的环节，大大提高了劳动效率。此外，各槽的运输也相应的采用了机械化操作模式，以便充分发挥综采设备的功效。随着综采装备的日新月异， 综采工作面效率和单产也不断得到提高，从上世纪末以来，世界各国综合机械化技术和装备发展得非常之快，高产量高效率的综采工作面如雨后春笋，层出不穷。下面对综采工艺进行具体介绍。

1 综采工艺的装备及其特点

1.1 采煤机

在煤矿开采中，是需要采煤机进行割煤和落煤的。在采工作面落煤时，一般用滚筒式采煤机和刨煤机。目前，我国普遍采用的是双滚筒采煤机，这种采煤机的结构及原理与一般工作面采煤机没有太大的区别，但是其在性能上却有一定的优势。双滚筒采煤机在应用过程中的功率及生产能力与普通采煤机相比，其使用功率及性能都较优越。

1.2 工作面输送机

综采工作面采用可弯曲刮板输送机，要求运输能力大，铺设长度长，结构强度高。它既是运煤机械，又是采煤机运行的导轨和移动液压支架的支点。

1.3 转载机可伸缩带式输送机

转载机，实际上就是安装在工作出口区段运输平巷内的桥式刮板输送机，其一端和工作面输送机搭接在一起，另一端则在带式输送机的机尾上。这种一端与工作面运输机相搭接，另一端与带式输送机机尾搭接的工作方式，在实际运输过程中能将巷道底板升高，将工作面上的煤转运到输送机上，转载机在转载的过程中，运输机也随之向前移动，其工作面每推进25～50 m，就会对输送机的长度进行一次调整。将运载机和可伸缩带式输送机结合起来，不仅能够实现连续运煤，提高运煤效率，同时，也能提高运煤速度，减少煤炭生产所需的时间，提高整个煤炭生产效益，以便更好地满足现代化煤矿产业对采煤工作面速度和采煤连续性的需求。

1.4 液压支架

液压支架，也称工作面自移式液压支架，这种支架是以高压液体作为主动力，完成相应顶板支护、支架迁移、推移输送机及采空区处理工序的。除此之外，液压支架还用于工作面、下出口及维护输送机头、机尾端头上，用于锚固输送机头、机尾，以便更好地防止锚固支架。

1.5 移动变电站及乳化液泵站

对于移动变电站来说，其就是随着工作面的推进而不断移动的变电站。其作用是能将采煤区变电所中传输的高压变电调整成与采煤机、运输机等设备相适应的电压，之后可以将其转化为工作面设备动力电源。乳化泵站就是用来供给液压支架和液压设备等液体设施的，其也是随着工作面的变化而向前推移的。

2 综采的工艺流程

随着综采设备性能和装机功率的不断提高，传统的综合机械化采煤工艺，除了使用范围(如对采高、煤层倾角及地质构造的适应性)有所扩大外，其工作面长度也有两种变化趋势。一是在现有的长壁综采模式下，根据工作面设备的能力，不断加大工作面长度和推进长度。二是采用“短工作面”开采的短壁综合机械化采煤工艺。

2.1 长壁综合机械化开采

长壁综合机械化开采就是增加综合采煤工作面进而采煤机剖煤量，采用这种方式是为了更好地减少工作面斜切进刀或端头作业工序，提高煤炭生产效率。在实际工作中，可以综采面最高产量和煤的最低成本为依据，对工作面长度进行制定，在制定工作面的过程中，应该对工作面的地质条件及运输机的长度进行综合分析，因工作面推进长度的增加能有效地减少工作面移动次数。

此外，必须清楚工作面长度的增加与回采巷道掘进、可伸缩式输送机的长度及地质构造的关联性，这样可以对采煤机的截深进行控制，因为采煤机截深增加能够提高煤炭产量，同时，也能减少因端头辅助工作的影响，使支护速度和割煤速度协调一致，以便更好地进行组织管理，进而使煤矿工作面产量及生产效率得到有效地提高。

2.2 短壁综合机械化开采

短壁综合机械化开采在一定程度上与长壁综合机械化开采相似，特别是在巷道布置、顶板支护、通风及运输方式等方面。对工作面进行布置时，其工作长度相对较短，一般情况下采用退式开采。开采时，用双滚筒采煤机在工作面上斜切进刀、单向割煤；也可以用单滚筒采煤机反割煤，以便加大采煤机截面深度；或用单机头输送机，在其端卸、侧卸及直角拐弯处进行相应布置，使运输机和转送机能融为一体。同时，应实现工作面采、支、运设备轻型化，这样能更好地实现设备快速搬移或安装。短壁综合采煤机在实际工作中，还需要具备两个条件，即在回采巷道实现机械化快速掘进和实现综采工作面上下快速作业。这种开采方式在厚煤层中小矿井中应用的比较广泛。

3 端头作业

综合机械化采煤工作面的端头作业是很重要的一项工序，它分上、下出口的端头支护和移转载机。综采工作面推进速度和采煤机割煤速度不断加快，显得端头作业越来越重要。综合机械化采煤工艺的关键是要完善综采工作面端头的开采技术，从而实现综采工作面上下端头的快速作业( 包括端头切割、端头支护和端头设备转移)，要想做到快速作业，得采用以下技术途径：加大上、下顺槽掘进断面巷道，使其宽度在4.5m～5.0m 以上，用锚杆或组合锚杆做支护，采用普通液压支架做综采工作面端头的支护。

4 快速搬家

组织工作面快速搬家对最大限度的增加综采工作面的连续生产时间，提高工作面单产和效率是非常有效的。实现综采工作面快速搬家的关键是先进的搬家设备、搬家工艺和组织管理。其主要技术措施是:第一，工作面设备的运输和撤装采用无轨运输车、拖车和单轨吊等运输设备。第二，改进采煤系统，缩短设备搬迁距离，减少运输环节。加大巷道断面，使液压支架等大型设备进行整体搬家。第三，合理组织搬迁工序，尽可能组织平行作业。工作面的搬迁工艺包括停采前的顶板维护、撤架的通道支护或掘进，工作面支架的撤装、支架运输、新工作面安装等。

5 结束语

实现矿井高产高效集中化生产是煤炭井下开采的发展方向，实现综采工作面的高产高效主要有单一长壁综采工作面的高产高效和实现综采放顶煤工作面的高产高效，而实现矿井高产高效的前提是提高综采工作面的单产，实现工作面高产高效，达到一矿一面或一矿二面的高度集中化生产，实现综采工作面高产高效应以提高综采工作面的开采强度和采煤机的有效开机率为目标，其技术途径是提高综采工作面配套设备的小时生产能力，增加工作面的出煤，提高综采设备及矿井生产系统的可靠性，减少工作面辅助工序的影响时间，从而保证煤矿的大量生产，提高煤矿效益。

参考文献

[1]孟汉传.综合机械化采煤工艺应用设计[J].大科技?科技天地，2011，（6）.

[2]朱永战，彭育东，董颖辉.综合机械化采煤工艺浅析[J].煤矿机械，2005，（9）.

作者简介：

1、吴杨生，大学文化，助工，现在阳煤集团寿阳开元矿业有限责任公司工作。

2、吴俊生，大学文化，助工，现在阳煤集团寿阳景福煤业有限责任公司工作。