谈综合机械化在煤矿开采中的应用.pdf

2020 年第 6 期2020 年 6 月 煤炭是中国的主要能源，保证煤炭资源的安全高 效开采具有重要意义。经过多年的发展，中国煤炭资 源基本已经实现了综合机械化开采，生产效率和安全 性得到了有效提升。综合机械化开采简称“综采” ，虽 然采用这种开采方式提高了煤炭资源的开采效率，但 是也受到了地质条件的限制[1-2]。本文分析了综采技术 的特点及其缺点，并通过综采技术的应用分析了其发 展方向。下面将围绕这些内容展开阐述。 1综合机械化开采的特点 近年来，随着科学技术的发展，煤炭资源的开采 基本上实现了综合机械化开采。综采是一种先进的技 术手段，在西方等先进的采煤国家早就得到了普及， 但由于中国的技术装备水平有限，只有国有煤矿中普 及了综采技术。总的来说，综采技术就是通过机械化设 备和系统工程实现工作面内煤炭资源开采的机械化，主 要是实现破煤、装煤、运煤和支护的机械化[3]。采用综 采技术后，煤炭资源的开采效率会大幅提高，工人的 劳动强度大幅降低，工人的生命安全得到了有效保证。 与此同时，综采技术的使用减少了工作面工人的数量， 从本质上保证了开采安全。 随着科学技术的发展，现代化煤矿对开采作业效 率的要求越来越高，集约化、智能化的煤矿开采已经 成为了行业发展的必然趋势。为了实现这一目标，就 要求煤矿开采过程中使用的机械设备具有较高的自动 化水平，即煤矿机械设备在运行过程中能实现自动化 控制和调节，与此同时，还能满足一定的机电一体化要 求。鉴于煤矿井下生产环境恶劣、劳动强度大、危险性 高的特点，还要求煤矿机械设备具有较高的可靠性，以 适应煤矿生产过程中恶劣的生产条件。虽然采用先进的 煤矿机械设备需要投入较多的资金，但是从长远来看是 值得的。先进的综采设备不仅提升了煤矿企业的经济效 益，还提高了煤矿开采的安全性，这对于煤矿的开采是 十分有必要的。 2影响综合机械化开采的因素 虽然综合机械化开采有巨大的优势，但在应用时还 要综合考虑各种限制因素。限制综合机械化开采的因素主 要有煤层的赋存条件和开采成本，下面将进行具体分析。 2.1煤层的赋存条件 煤炭资源综合机械化开采时，不可避免地会受到煤 层赋存条件的影响和制约。对综合机械化开采影响最大 的是煤层的地质构造，复杂的地质构造会影响综合机械 化的建设及其性能。因此，在布置综合机械化开采工作 面时，需要对煤层的地质构造进行科学、合理的分析。 在地质构造中，断层是综合机械化开采过程中需要重 点考虑的内容，这是因为断层不仅会影响开采的效率， 还会影响开采的安全性。 另外，在实际工作中，还需要关注煤层自身特性的 变化，主要包括煤层的厚度、瓦斯含量和涌水量。煤层 的厚度是综合机械化开采过程中液压支架和采煤机选 型的重要参考指标。如果煤层的厚度与开采设备不匹 配，不仅会影响开采效率，还会浪费煤炭资源。例如 当煤层厚度较大，而采煤机的截割高度不够时，煤层的 部分厚度不能切割，导致许多煤炭资源被遗弃到采空区 收稿日期2020-04-14 作者简介陈向林，1982年生，男，山西阳城人，2020年毕业于太 原理工大学采矿工程专业，助理工程师。 谈综合机械化在煤矿开采中的应用 陈向林 （ 山西煤炭运销集团阳城惠阳煤业有限公司，山西 阳城 048100 ） 摘要 在煤矿开采过程中，综合机械化技术使得煤炭资源的开采效率大幅提高。因此，煤炭的综合机械化开采是煤 炭开采发展的主要方向。简要分析了综合机械化开采的特点，探讨了综合机械化开采的影响因素，阐述了综合机械化的 应用及发展方向，以期为煤炭资源的综合机械化开采提供一定的参考。 关键词 综合机械化；煤矿开采；厚煤层；薄煤层 中图分类号 TD823.97文献标识码 A文章编号 2095-0802-202006-0161-02 On the Application of Comprehensive Mechanization in Coal Mining CHEN Xianglin Yangcheng Huiyang Coal Industry Co., Ltd., Shanxi Coal Transportation and Sales Group, Yangcheng 048100, Shanxi, China AbstractIn the process of coal mining, the comprehensive mechanization technology makes the mining efficiency of coal resources greatly improved. Therefore, the comprehensive mechanized coal mining is the main direction of coal mining development. This paper briefly analyzed the characteristics of the comprehensive mechanized mining, discussed the influencing factors of the comprehensive mechanized mining, expounded the application and development direction of the comprehensive mechanization, in order to provide some reference for the comprehensive mechanized mining of coal resources. Key words comprehensive mechanization; coal mining; thick coal seam; thin coal seam （总第 177 期） 实践运用 161 2020 年第 6 期2020 年 6 月 图 1放顶煤综合机械化开采示意图 中。煤层中的瓦斯是综合机械化开采时需要考虑的安 全内容，对开采强度有直接影响。如果煤层具有突出 危险性，则不能采用放顶煤开采技术。众所周知，放 顶煤综合机械化开采技术是开采厚煤层的重要方法。开 采放顶煤时，煤层的开采强度较大，煤炭大量破碎，瓦 斯会大量释放，大大增加了瓦斯爆炸的危险。因此，为 了保证综合机械化开采的优势，需要根据煤层赋存的 实际条件选择合适的综合机械化设备。 2.2煤层开采成本 中国煤炭资源产能过剩，很多煤矿企业存在着亏 损问题，生产压力非常大。因此，控制煤炭资源的开 采成本对于煤矿企业的生存发展具有重要意义。为了 控制生存成本，需要企业根据煤矿的实际情况选择合 适的综合机械化设备。一些先进的机械化设备能大幅 度降低开采成本，但需要在设备上投入大量的资金， 回收成本需要很多年[4]，这在很大程度上限制了煤矿企 业在先进开采设备方面的投入，特别是在煤矿行业不 景气的年代。 与此同时，随着能源危机的日益严重，提高煤炭 资源的回收率已经迫在眉睫。这就要求在综合机械化 开采过程中减少资源的浪费，采用先进的机械设备。此 外，由于煤炭资源的分布不均衡，东西部煤炭资源赋存 条件差，煤层开采成本非常高；东北部煤炭资源赋存条 件非常好，煤炭资源开采成本很低，导致了社会资源的 不均衡流动煤炭资源赋存好的区域资金投入多，而 煤炭资源较差的区域资金投入非常少。这对中国煤炭 资源综合机械化开采的发展产生了不利的影响。 3煤矿综合机械化开采技术的应用 3.1厚煤层综合机械化开采 厚煤层是中国目前开采的主要煤层，储量丰富。 保证厚煤层的开采量对于中国煤炭的稳定供应有着重 要意义。现在中国已经发展了多种应用于厚煤层开采 的综合机械化设备以及工艺，并取得了不错的效果。 常用的厚煤层开采工艺主要有分层开采工艺、大采高 一次采全厚工艺和放顶煤开采工艺。分层开采工艺是 特厚煤层的传统开采工艺，这种工艺需要再造直接顶， 整个流程实施起来十分复杂，开采的效率并不高。因 此，对于厚煤层的开采，多采用的是大采高一次采全 厚工艺和放顶煤开采工艺。放顶煤开采工艺只需将传 统的综合机械化开采中的液压支架换成放顶煤支架， 并增加一副皮带用于顶煤的运输。这项综合机械化开 采工艺可以大幅度提高厚煤层的开采效率，在设备投 资较少的情况下获得较大的收益[4]。放顶煤综合机械化 开采的原理如图 1 所示。 由图 1 可见，放顶煤开采的关键就是要合理控制 采放比。放顶煤综合机械化开采工艺可以实现对十几 米厚煤层的一次性开采，已经成为特厚煤层开采的关 键技术之一。 3.2薄煤层综合机械化开采技术 中国很多矿区都有丰富的薄煤层。通过大量的数 据统计可以发现，薄煤层资源占中国煤炭资源储量的 40左右。因此，对薄煤层的开采具有重要意义。薄煤 层的厚度一般在 0.75耀1.50 m，很难布置普通的综合机 械化开采工作面。这就需要发展一种用于薄煤层开采 的综合机械化开采设备。由于薄煤层工作面的工作空 间狭小，人工作业困难，很多薄煤层的开采基本实现 了无人自动化开采，开采效率非常高。薄煤层综合机 械化开采的关键在于成套的机械化设备。目前，在很 多矿区已经实现了薄煤层无人综合机械化开采，例如 黄陵矿区。 3.3煤矿综合机械化开采技术的发展趋势 经过多年的发展，中国在薄煤层和厚煤层综合机 械化开采方面积累了丰富的经验。但是，在煤层开采 过程中还需要人的操控，例如采煤机的操作和液压支 架的移架等，不能最大程度上发挥综合机械化的优势。 因此，必须在现有的综合机械化开采的基础上，发展新 型综合机械化开采技术，即自动化开采技术或智能化开 采技术。这需要在煤矿机械设备上投入大量的资金。 4结语 煤炭资源的综合机械化开采是煤矿开采研究的重 要课题之一。影响综采应用的主要因素是煤层的赋存 条件和开采成本。中国煤炭资源产能过剩，很多煤矿 企业存在亏损问题，生产压力非常大，控制煤炭资源 的开采成本对于煤矿企业的生存发展具有重要意义。 中国现在主要发展的是厚煤层综采技术，并在积极开 展薄煤层综采的研究。发展现代化以及新型综合机械 化开采技术，有助于进一步提高煤炭资源的开采效率。 参考文献 ［1］ 贾辉敏.谈综合机械化在煤矿开采中的应用 ［J］ .矿业装备， 20196 128-129. ［2］ 石浩.综合机械化在煤矿开采中的应用 ［J］ .水力采煤与管道 运输， 20183 72-73. ［3］ 李卫东.浅谈综合机械化在煤矿开采中的应用 ［J］ .化工管理， 201730 219. ［4］ 鄢如明.综合机械化在煤矿开采中的应用探讨 ［J］ .时代农机， 2017， 446 22. （ 责任编辑白洁 ） 顶煤顶板松散煤采空区矸石 162