浅析煤矿综合机械化采煤工艺.doc

浅析煤矿综合机械化采煤工艺 摘要煤炭井下开采朝着高产高效集中化方向发展，有效整合机械化采煤工艺是完成矿井高产高效集中化的重要途径。机械化采煤工艺主要是指回采工作面中全部的采煤生产工艺（如破煤、装煤、运煤、支护和顶板管理等）与全部过程均实现了机械化。本文就对煤矿开采技术及煤矿综合机械化采煤工艺进行了简明扼要的探讨和分析。 关键词煤矿综采机械化 采煤工艺 1 煤矿开采技术 1.1 采煤方法和工艺 煤矿高效集约化、高度集中和 高可靠性的矿井开采技术，是以提高单位面积的产能和生产的集中化为核心，以提高生产效率和经济效益为目标。研究、开发多种环境下的高效能、高安全性的采煤设备、采煤工艺，通过简单、高效、可靠的生产系统和开采设备，以及生产过程监控与科学管理相互配套的开采技术，推广各种矿井煤层条件下的采煤机械化，进一步改进工艺和完善装备，利用科学技术提高生产力水平和扩大科学技术的使用范围，提高采煤机械化程度和机械化水平。 1.1.1 利用 “浅埋深、顶板硬、煤层硬的高产高效的现代煤矿开采成套技术”，解决以下技术难题①利用浅埋 深、小地压的顶板控制技术，解决顶板较硬的岩层。②研究开发浅埋深、小支承压力条件下厚硬顶煤的处理技术，解决控制厚度较硬的顶煤。③研究开发较为应用的综放及回采工艺，以解决两硬条件下的放顶煤的快速开采和推进。④通过研究开发以及推广宽煤巷锚杆的支护技术，用以解决5.5m宽的煤巷锚杆支护中的问题，有助于扩大综采配套设备的规模，有助于连续生产作业，建设双高的作业面。 1.1.2 缓倾斜薄煤层长壁开采工艺。针对长壁开采工艺，对于薄煤层的开采需研发经济适用的体积小、功率大、安全性较高的采煤机和刨煤机， 以及该煤层下的液压支架和成套采煤装备技术。 1.1.3 研究缓倾斜厚煤层的一次采全厚技术。对于支护结构和强度需要进一步加强和完善。加强对安全防护措施、四连杆变以及千斤顶措施等的研究，增加可靠性，在产量和效率方面向中厚煤层高产高效指标靠近。 1.2 深部矿井开采工艺 就目前而言，我国深部矿井开采的关键技术有矿山压力与岩层控制、瓦斯灾害、热害治理、深部矿井通风技术、深部矿井的巷道布置等；我国深部矿井开采需要攻关技术有深部矿井的巷道围岩应力状态研究；较为适宜的深部井工作环境；深部矿井的巷道快速掘进技术及其成套装备的研究；深部矿井的冲击地压监测及其防治以及其它的配套设备和相关技术研究。 1.3 优化巷道布置，研发减少开采矸石的技术 以经济效益最大化为目标，修正、完善现有采煤方法和开采布置。在煤矿地质结构复杂的条件下，研发巷道布置及工艺技术，通过建立专家评价系统，整合开采方法和布置，实现与煤层地质条件的最优化配合。 1.4 采场围岩的控制技术 1.4.1 进一步丰富采场围岩控制理论。为了保证开采掘进活动的安全性、高效性以及低成本运作，需要通过科学合理、优化高效的岩层控制技术做支撑，总结我国几十年对矿山压力的研究成果，借助当代理论分析（解析法）、现代数学力学（统计分析预测、数值法）和实测法的理论工具，通过先进的计算机技术，研究分析不同地质结构下的煤层开采条件。 1.4.2 研发顶板坚硬与顶板破碎条件下的高技术、低成本的岩层控制技术。目前，通常利用高压注水、深孔预裂爆破的技术对坚硬顶板和应用化学加固进行处理。但是这种技术的不足之处是工艺复杂、成本高。因此需要进一步研究，通过新技术、新工艺、新材料来弥补上述技术的不足。 1.4.3 开采放顶煤岩层和支架围岩相互作用机理。开采放顶煤过程中，通过对力学模型、围岩应力、顶煤破碎机理的研究分析，以及支架顶煤直接顶基本顶之间的相互作用关系，利用离散元方法研究顶煤放落的规律，建立放顶煤优化准则以及提出提高顶煤回收率的途径。 1.4.4 对支护质量与顶板进行动态监测。通过对缓倾斜中厚长壁作业面的研究分析，对支护质量和顶板进行动态检测。在坚硬顶板、破碎顶板、急倾斜、放顶煤工作面上进一步开展支护质量与顶板动态监测，研究开发智能化监测系统，不断建立和完善现有的监测技术，优化监测仪表，使监测仪表更直观、更轻便、更灵活。 1.4.5 预测和防治冲击地压。通过计算机模拟冲击性矿压显现，研究冲击性矿压发生的作用原理，更新冲击性矿压显现监测系统，通过利用遥控测量和预报技术，对冲击性矿压显现利用专家系统进行综合防治和优化。 1.4.6 研究开发新型的支护设备。进一步改善液压支架性能和快速移架系统，研发硬煤层、硬顶板放顶煤液压支架，以及耐炮崩、轻型化单体液压支柱、厚煤层巷道锚索和可伸缩锚杆。 1.5 对小煤矿进行改造及实行机械化开采 实行关闭小煤矿，进行资源的重新组合，提高整个煤矿行业的安全现状，建设高产高效矿井是国家从战略的角度布局而进行的一场正确的行业革新，开发和研究针对资源重组情况下的整合型矿井的安全开采装备工艺就显得很有迫切性和意义性。需要研究重组情况下小煤窑的相互安全开采，以及之前偷采形成的采空区的探测等等都需要及时去解决。 2 综合机械化采煤工艺 建设高产高效的煤矿，最大限度提升矿井综合机械化采煤水平，大力发展机械化，开发完善新的综采工作面装备体系，研发一次采全高的综采机械化工艺，完善综采机械化采煤工作面的设计布局，实现集中生产、集中出煤，建立和完善工人的保障制度，引入竞争机制和建立机制，落实绩效考核机制，全方位的调动工人的工作热情和激发劳动人员的聪明才智，在工作过程中进一步完善综采机械化的工艺。 经过近几十年的发展，煤矿综采机械化已经成为我国煤炭生产的主力军，是高产高效矿井的最为有利保障之一。未来我国的井工煤矿开采必是以一面一矿的形式为主流，单面的产量破千万吨也不足为奇。这也是煤矿可持续化发展的必须之所需，也是提高人员产煤量的最为有效途径。 2.1 综合采煤工艺的装备要求 近几十年来以来特别是改革开发近十年来，我国在采煤工艺和采煤机械化程度方面已经取得了长足的、巨大的发展，形成了一套符合中国地质结构的现代化的煤矿开采技术体系与装备体系，在煤机装备方面显得尤为显眼，尤其是液压支架的系列化、采煤机电牵引化、大型刮板输送机、大运量、远距离带式输送机等的开发上，也取得了显著的让人艳羡的突破，在国际煤机装备中走在先列。 2.2 煤矿综合机械化采煤工艺 2.2.1 综合机械化掘进。所谓的煤巷综合机械化掘进方式是指由可伸缩带式输送机、悬臂式掘进机、转载机、通风除尘设备及供电系统、单体锚杆钻机等设备组成。其中的悬臂式掘进机是其掘进的关键设备，掘进工效和掘进进尺主要取决于掘进机的性能。 2.2.2 连续采煤机煤矿大断面巷道高效快速掘进。作为一种综合机械化掘进设备连续采煤机，其在采割大宽度煤层时具有非常明显的优势，能够将采落煤、装煤和运输煤结合为一体。目前此种设备约60多套台已分布于我国多个矿区在使用中，很好的服务于煤矿大断面巷道的快速掘进。 从工作面运输方式分类，连续采煤机掘进工作面设备配置分为两种 第一种，采取间断式运输方式以给料破碎机、锚杆钻车、连续采煤机、铲车及胶带输送机、运煤车或梭车等为工作面的配置。 第二种，采取连续式运输方式工作面的配置主要为锚杆钻车、连续采煤机、铲车及胶带输送机、运煤车或梭车。在煤矿大断面巷道的快速掘进时，连续式采煤机所采用的交叉换位的方式与锚杆钻车相互配合作业。连续式采煤机在掘进开采运输巷道的时候，锚杆钻车在同一时间正在回风巷道进行锚杆的支护作业，与锚杆钻车交换位置当连续采煤机完成一个煤矿巷道的掘进循环时，如此交替循环作业下去能够快速有效的提高掘进的效率。 3 结束语 我国煤矿企业若想在新的一轮改革中必须要做大做强，实现科技化的煤矿开采，建设高产高效的矿井，只有加大科技投入，做强和完善综合机械化采煤工艺才能保持煤矿自身的竞争实习，才能抵住外来煤炭资源的冲击，才能很好的在新的一轮体制改革中不被淘汰。做大做强煤矿综合机械化开采的技术装备水平，完善相关的开采工艺是建设高产高效矿井的必经之路，也是煤矿企业可持续发展的必进之路。 参考文献 [1]张顶立.综合机械化放顶煤开采采场矿山压力控制[M].北京 煤炭工业出版社，2007. [2]徐兴子.厚煤层分层综采技术[M].北京煤炭工业出版社，2008. [3]孔祥义.采矿综合实验[M].北京高等教育出版社，2006. [4]金智新，于海涌.特厚煤层综采放顶煤开采理论与实践[M].北京煤炭工业出版社，2006.