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煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝研究論文
摘要：
在綜合機(jī)械化采煤工藝當(dāng)中，包含了多種機(jī)械設(shè)備，例如采煤機(jī)、液壓支架、自移式液壓支架、輸送機(jī)以及相關(guān)供電設(shè)備等等，比傳統(tǒng)的普采要簡(jiǎn)單很多，且效率更高。根據(jù)我國(guó)煤礦綜采工作面的長(zhǎng)度及煤層厚度綜合機(jī)械化采煤工藝有可分為：長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化開采、短壁綜合機(jī)械化開采、長(zhǎng)短壁綜合機(jī)械化開采和放頂煤綜合機(jī)械化開采等方式。下邊主要結(jié)合煤礦具體工作面情況對(duì)綜合機(jī)械化開采工藝進(jìn)行分析探討。
關(guān)鍵詞：煤礦；綜合機(jī)械化；采煤工藝中圖分類號(hào)：TD823。97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009—914X（2017）44—0030—01
近年來(lái)，在我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷提升過(guò)程中，采煤工藝也實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的發(fā)展。綜合機(jī)械化采煤工藝是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型采煤法，這種采煤法即通常所說(shuō)的綜采，是指一些基本采煤工序，如破煤、裝煤、運(yùn)煤、巷道維護(hù)、頂板管理等，主要靠機(jī)械來(lái)完成。此采煤工藝的主要特點(diǎn)為高自動(dòng)化、機(jī)械化，生產(chǎn)能力強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)等。把此工藝科學(xué)、合理地應(yīng)用于煤礦開采，不僅可有效節(jié)約人力資源，且能大幅提升煤礦產(chǎn)能，同時(shí)可更好地保障安全生產(chǎn)，值得推廣與應(yīng)用。
一、綜合機(jī)械化采煤工藝關(guān)鍵設(shè)備分析。
�。ㄒ唬┎擅簷C(jī)。
采煤機(jī)是實(shí)施機(jī)械化采煤的一項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備，炮煤機(jī)與滾筒式采煤機(jī)是當(dāng)前煤礦開采中主要用到的采煤機(jī)[1]。就中國(guó)的煤礦開采現(xiàn)狀而言，雙滾筒式采煤機(jī)在各大礦井中應(yīng)用最廣泛，這主要是由于雙滾筒采煤機(jī)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)高度的功能，且能實(shí)現(xiàn)高效采煤，其結(jié)構(gòu)與工作原理雖類似于普通采煤機(jī)，但其功率更大，生產(chǎn)能力更強(qiáng)。
（二）工作面輸送機(jī)。
在應(yīng)用綜合機(jī)械化采煤工藝施工時(shí)，由于開采效率高，且鋪設(shè)的運(yùn)輸工作面較長(zhǎng)，整個(gè)采煤過(guò)程需有高運(yùn)能的輸送機(jī)做配合。當(dāng)前，可彎曲式刮板輸送機(jī)是很多礦井進(jìn)行綜合機(jī)械化采煤施工的首選輸送機(jī)，應(yīng)用此機(jī)械不但能很好地滿足采煤工作面的運(yùn)煤需求，且可作為支點(diǎn)來(lái)支撐導(dǎo)軌運(yùn)行與移動(dòng)液壓支架移動(dòng)，因此，此機(jī)械也越來(lái)越受到廣大礦井的青睞[2]。
（三）自移式液壓支架。
該支架是很多礦井應(yīng)用綜合機(jī)械化采煤工藝的首先支架，在其內(nèi)部高壓液體的作用下，此支架可大幅儲(chǔ)存動(dòng)力，滿足多種采煤作業(yè)需求。如支護(hù)頂板、推移輸送機(jī)、及時(shí)處理煤礦采空區(qū)等，此外，一些端頭液壓支架，可用來(lái)有效錨固輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾，加固錨固支架等，防止它們產(chǎn)生滑動(dòng)。
�。ㄋ模┛缮炜s帶式輸送機(jī)。
裝置在實(shí)施綜合機(jī)械化采煤作業(yè)時(shí)，區(qū)段運(yùn)輸巷中一項(xiàng)重要運(yùn)輸設(shè)備為可伸縮帶式輸送機(jī)，該設(shè)備自身具有一定貯帶功能，其貯帶長(zhǎng)度可達(dá)50m～100m。當(dāng)推移礦井回采工作面時(shí)，可伸縮帶式輸送機(jī)的貯帶功能，可根據(jù)實(shí)際需求拉伸或縮短輸送機(jī)長(zhǎng)度，同時(shí)可依據(jù)推進(jìn)距離，科學(xué)、合理地實(shí)施頻率開展。通常回采工作面每向前推進(jìn)25m～50m，可伸縮帶式輸送機(jī)就會(huì)實(shí)施一次頻率開展，借助帶式輸送機(jī)的實(shí)時(shí)頻率開展，可有效縮短控制輸送帶耗時(shí)[3]。
�。ㄎ澹┮苿�(dòng)變電站與乳化液泵站。
與一些普通機(jī)械化采煤相比，在應(yīng)用綜合機(jī)械化采煤工藝后，其移動(dòng)變電站可隨礦井回采工作面推進(jìn)不斷前移。在煤礦開采作業(yè)中，變電所送來(lái)的高壓電，不能直接應(yīng)用于輸電機(jī)、采煤機(jī)，需借助移動(dòng)變電站進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，把電壓轉(zhuǎn)換成能匹配這些設(shè)備的電壓，以供設(shè)備工作使用。此外，工作面所用的液壓設(shè)備，需有高壓力乳化液提供動(dòng)力，這些高壓力乳化液主要來(lái)自于乳化液泵站。由于綜合機(jī)械化采煤所配套的乳化液泵站可隨工作面不斷推移，這樣可顯著節(jié)約工時(shí)，大幅提高采煤效率。
二、綜合機(jī)械化采煤工藝的實(shí)踐應(yīng)用。
（一）工作面概況。
崔家溝煤礦屬陜西省監(jiān)獄局管理的重點(diǎn)煤礦，位于銅川市北38km處，井田位于銅川市金鎖鄉(xiāng)西北邊緣及耀州區(qū)杏樹坪和核桃峪地區(qū)。東西長(zhǎng)約7km，南北寬約4km，井田面積為29。91km2。井田北東與玉華礦為鄰，東南以煤層露頭為界，西北、西南均以4—2煤層可采邊界線為界。礦井設(shè)計(jì)能力為150萬(wàn)t/a，2005年末礦井保有地質(zhì)儲(chǔ)量21712。3萬(wàn)t，可采儲(chǔ)量13086。5萬(wàn)t。崔家溝煤礦1958年建井，邊建設(shè)邊生產(chǎn)，逐步形成210萬(wàn)t/a的生產(chǎn)能力。
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根據(jù)煤礦工作面的開采條件，主要采取的采煤方法為長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化采煤法。在進(jìn)行割煤過(guò)程中主要采用斜切進(jìn)刀的方式，其中進(jìn)刀深度0。6m，斜切進(jìn)刀段長(zhǎng)度大于40m。采煤機(jī)使用MG250/620—QWD型交流電牽引式，正常切割過(guò)程中前滾筒主要切割頂煤，后滾筒主要切割底煤，并以每分鐘3米的速度向下割煤，將風(fēng)、機(jī)巷煤幫割穿，如果無(wú)法割穿的話可采取電鉆打眼以及放炮落煤的方式進(jìn)行作業(yè)，在割煤過(guò)程中需要注意的是其采高范圍應(yīng)控制在2.0m～3.4m范圍以內(nèi)。根據(jù)實(shí)踐生產(chǎn)后，我們可知當(dāng)煤層傾角小于35°的情況下，可采取端部斜切進(jìn)刀，雙向割煤，雙滾筒采煤。如果工作面煤層傾角在35°以上的情況下，可按照從機(jī)尾到機(jī)頭的順序進(jìn)行單向下行割煤作業(yè)。
（三）支護(hù)方式。
工作面頂板主要采用的支護(hù)設(shè)備為ZJ3600/15/36型急傾斜支撐掩護(hù)式液壓支架進(jìn)行支護(hù)。在工作面上出口的頂板支護(hù)主要采用的是上端頭支架，在端頭區(qū)內(nèi)如果上端頭支架未能支護(hù)到指定區(qū)域的話，可采用單體液壓支柱配工字鋼梁抑或半圓木（其中圓木長(zhǎng)度要求為1.8m～2m，直徑在160mm以上）沿著煤層的傾斜方向，采用一梁二柱的支護(hù)方式進(jìn)行架設(shè)，架設(shè)過(guò)程中柱距要求為0.8m，棚距為1.0m。在工作面的下出口頂板支護(hù)主要采用的是ZTHJ11400/15/23型的橫式急傾斜端頭液壓支架，其排列方向主要是從采空區(qū)沿煤壁方向橫向排列于機(jī)巷繼而支護(hù)下出口區(qū)域的頂板，確保安全通暢，其中切頂支柱的間隙為0.4m。機(jī)巷超前支護(hù)，主要是從綜采面煤壁起0～10m雙排超前支柱，采用戴帽點(diǎn)柱的方式沿走向進(jìn)行支護(hù)作業(yè)，其中柱距控制為1.0m，高幫支護(hù)在巷道原有工字鋼梁的基礎(chǔ)上輔以單體液壓支柱，且柱距控制在1。0m以內(nèi)；在工作面煤壁起10m～20m采取單排超前支柱，也是采用戴帽點(diǎn)柱的方式沿走向?qū)嵤┲ёo(hù)作業(yè)，柱距為1.0m。
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工作面的移架方式主要采取的是追機(jī)移架方式，即在完成割煤作業(yè)以后，按照先支架后刮板輸送機(jī)的移動(dòng)順序進(jìn)行操作，其移架如圖1所示。在正常移架過(guò)程中，移架速度應(yīng)慢于采煤機(jī)后滾筒3～5架這樣，且移架步距應(yīng)控制在0。6m左右。
三、結(jié)語(yǔ)。
總而言之，通過(guò)對(duì)煤礦工作面急傾斜煤層綜合機(jī)械化開采過(guò)程中的各個(gè)工作環(huán)節(jié)的實(shí)踐與分析，可知綜合機(jī)械化采煤工藝較傳統(tǒng)急傾斜煤層開采應(yīng)用的普通機(jī)械化開采和爆破開采工藝，具有安全性高，采煤速度快等眾多優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)在煤礦急傾斜煤層成功實(shí)施綜合機(jī)械化采煤工藝后，為今后類似工作面開采條件的煤礦在選擇采煤工藝和方法上提供了有效的參考依據(jù)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 李茂云。煤礦采煤中的綜合機(jī)械化采煤工藝探討[J]。機(jī)械研究與應(yīng)用，2017，（03）：189—190。
[2] 楊志標(biāo)，王永良。 煤礦綜合機(jī)械化充填采煤工藝研究[J]。山東煤炭科技，2017，（05）：128—129+136。
[3] 王永生。煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝研究[J]�？萍硷L(fēng)，2017，（04）：80—81。
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