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综合机械化采煤的影响因素与使用经验 范宝贵 山西汾西正城煤业有限责任公司，山西孝义0 3 2 3 0 2 摘要在矿井生产过程中，采煤工艺是否先进，将对矿井生产质量、生产能力产生直接影响。因此，应尽量选择优质 的采煤工艺，以实现矿井的高效、高产。本文结合当前综合机械化采煤的应用现状，对具体的影响因素和使用经验等问题 进行分析与阐述。 关键词矿山采煤；综合机械化采煤；影响因素 中图分类号T D 4 2 1 文献标识码A文章编号1 6 7 4 6 7 0 8 20 1 2 6 2 0 0 9 8 0 2 综合机械化采煤设备的应用效果，除了与设备性能、企业管 理水平密切相关，还与生产条件等相关因素密不可分。经大量工 程实践表明，对综合机械化采煤产生影响的因素很多，它们之间 既相互影响、又相互独立。 1 综合机械化采煤的影响因素 1 ．1 地质构造的影响 由地质构造对综合机械化采煤技术产生的影响是多方面的， 由于影响程度的不同，可主要考虑以下几种情况 1 在落差断层同等的情况下，逆断层的影响程度大于正断层； 2 如果支架的下限高度比较低，那么一般的综采设备将很难通过 断层；3 如果断层面的倾角比较小，将对综采技术的发挥产生一 定影响。 矿井的地质构造具有多样性，应多多分析矿井的构造规律， 针对矿井实际情况，全面规划综合机械化采煤技术。 1 ．2 爆层的顶底板影响 煤层顶底板的冒落性及稳定性，对综合机械化采煤技术产生 较大影响。尤其顶底板的稳定性情况，是选择综采技术设备类型 的根本依据，是确保安全生产的关键所在。煤层的顶板与底板稳 定性问题，与顶底板的岩石成分、强度、厚度、结构以及裂隙发 育程度等相关，因此稳定性对综采技术的发挥产生较大影响。一 般情况下，刨煤机适合应用在2 h ～3 h 之内，允许的暴露宽度为 O ．6 m 以上的稳定顶板，同时保证煤质不粘顶，否则需要缩小移架 的步距或者采取分段刨煤方式。当顶底板的岩石较为稳定状态时， 对实行综合机械化采煤十分有利；同时综机过断层以及断层的上 下盘中，顶底板的岩性也产生一定作用；如果顶底板的岩石为炭 质泥岩或者泥岩，就可能出现综机过断层；如果顶底板的岩石为 砂岩或者砾岩，那么综机过断层的可能性较小。 如果直接顶是较为坚硬的砂岩或者砾岩，则岩石的整体性较 强，不容易出现冒顶事故；应用综合机械化采煤技术，需采取一 定的处理措施。有时候可能会出现超过综合机械化采煤技术适用 范围的情况；如果反复出现，将对运输产生困难。当顶板中出现 含水层，那么采掘过程中可能出现淋水现象，淋水涌入到斜轴位置， 就会给综合机械化采煤技术的应用造成障碍。 1 ．3 煤层的厚度影响 煤层作为开采煤矿的主要对象，煤层的结构、厚度、硬度等 参数，将对综合机械化采煤的效率与质量产生影响。应注意采煤 工作机构的调整范围、最小结构、机身高度等，尽量优化支架的 伸缩量与最小高度值。对于较薄煤层来说，由于开采人员的活动 空间较为狭窄。因此采煤机械化的应用条件恶劣；对于煤层厚度 的变化比较大的矿井来说，应根据煤层的厚度变化情况，划分区 间段并别进行定量、定性分析，以科学方法选择综合机械化采煤 技术的应用。在选择具体的综合机械化采煤机型时，应将矿井的 各个煤层划分块段，并通过方差计算各个块段的煤层厚度，对比 块段内的煤厚区间以及综采技术的架型，选择合理型号，提高综 合机械化采煤效率与质量。 1 ．4 煤层的断层影响 一般断层可以分为大中断层与小中断层两种方式。大中断层 的落差在5 m 以上。在地质勘探、矿井开拓过程中，可将大中断 层作为工作面或者采区的自然边界。因此，在设计采区或者工作 面之前，应分清楚断层的延展方向以及延展长度，以此确定设计 采区或者工作面的具体尺寸，对于布置在两条断层之间的工作面， 应注意控制成本；通常小断层是综合机械化采煤技术工作面中重 要的地质要素，当没有完全断开的煤层厚度低于综合机械化采煤 技术的高度，需要将煤层的顶底板切割，方可通过综机。但是考 虑到顶底板的岩石硬度较强，因此对机械的生产效率、寿命等产 生影响。 由于综合机械通过工作面的底板标高之后，会产生变化，如 果不能及时预测断层现象并采取措施，将对综机的运行造成阻碍， 甚至产生损失。断层的走向线和工作面的夹角越小，那么采面过 断层的难度越大；在一些小断层中，存在诸多破碎带，这种地质 条件差、顶板稳定性差的施工状况，极易发生冒落事故带来不同 程度的人员伤亡或者财产损失。 1 ．5 煤层的瓦斯影响 由于应用综合机械化采煤技术，推进的速度较快、强度较大， 因此瓦斯涌出量的可能性加大，出现瓦斯涌出和排放不适应现象， 容易超出安全章程的规定范围，制约生产力的提高。因此，加强 对瓦斯地址规律的深入研究，在大量涌出瓦斯的煤层，采取钻孑L 预抽瓦斯的处理办法，预测预报瓦斯涌出量，以提高治理的针对性。 2 综合机械化采煤的使用经验 随着综合机械化采煤设备的应用以及装机功率的优化，传统 的采煤工艺中，除了扩大适用范围，如煤层倾角、采高、地质构造等， 工作面的长度也发生了变化。一方面，在当前较为普遍的长壁综 采形式下结合工作面设备的实际情况，不断加大推动长度及工作 面长度；另一方面，采取“短工作面”形式，实行短壁综合机械 化采煤。 2 ．1 长鐾综合机械化采爆 一般情况下，延长综采工作面的长度，可提升采煤机的割煤 量，同时降低由于端头作业或者工作面斜切进刀而对生产造成的 影响，提高产量。综合机械化采煤面的长度确定，一般遵循“吨 煤成本最低、工作面日产量最高”的原则；而刮板输送机的长度 以及工作面的实际条件等，是影响工作面长度的主要因素。通过 延长工作面推进的长度，可有效减少工作面的移动。回采巷道的 支护、掘进以及可伸缩带式输送机的长度、采场地质结构等，是 影响工作面走向长度的主要因素。提高采煤机的截取深度，可提 高每刀的采煤量，减少由于端头作业而对采煤机运行产生的影响， 实现割煤速度和支护速度的统一，方便组织与管理，进而提高工 j 下转第1 0 1 页 ； 万方数据 1 ．2 故障信息子蛄系统实现 目前，2 2 0 k V 变电站均配置故障信息子站，但各站故障信息 子站利用率不高，故障信息子站真要完全发挥功能，对事故分析 是能起到很好的作用的，可以快速地进行故障初步分析，若与各 保护间隔通信数据完整，同样可以实现远程监控维护。 如图4 ，变电站中故障信息子站装置通过以太网与光M O D E M 连接，然后经P C M 与S D H ／P D H 设备连接[ 2 1 ，经通信通道与主站故 障信息子站前置机相连，这样监控中心故障信息子站前置机就能 实现对变电站故障信息子站的状态进行监控。 r 一一一一一一一一‘一 一一’一一 一一一一一1r 一一一一一。一一一一一一。一。一一 一一一一一1 壹锵 鞭 L 一一一一一一一一．一一一 一一一一．一一一一．JL 一一一一一．一一一一一一一一．一一一一一一一一J 图4 故障信息子站网络通讯结构图 通过对2 2 0 k V 变电站各i 染护装置及故障信息子站系统的的监 视，基本可以完成全站保护及自动化二次设备的监测，而不必建 设一个庞大的状态监测系统，节约了投资成本，且实现方便。 2 二次控制回路监测 如图5 ，保护二次控制回路监测原理图【5 】，驱动儿继电器动作， 测量I N l 电位变化可判断J 1 继电器接点是否完好，驱动J 2 继电器 动作，测量I N l 、I N 2 和I N 3 电位变化可判断J 2 继电器接点是否完好， 以及出口压板是否可靠投入。按这种监测原理，将二次控制回路 所有监测点接人监测装置，完成二次控制回路的在线监测。 哪“ ■ - l l a g 图5 保护二次控制回路监测原理图 3 结论 作为电网安全运行的重要支撑检修的传统管理体制已经越来 越不适应现代电网快速发展的要求，需要探索新的设备检修技术， 以适应电网日新月异的发展变化。状态检修是一种较理想的检修 方式，也是今后设备检修模式的发展趋势。而设备状态监测作为 状态检修的基础，需要综合建设，以一种经济、科学的方式实现， 借鉴后台调试软件建设思路，可以方便状态检测系统的建立，节 约开发成本和维护成本。 参考文献 【1 ] 高翔．继电保护状态检修应用技术[ M ] ．1 版．北京中国电 力出版社，2 0 0 8 ． 【2 】李瑞生．光纤电流差动保护与通道试验技术[ M ] ．北京中 国电力出版社，2 0 0 6 ． [ 3 】南京南瑞继保电气有限公司．D B G 2 0 0 0 调试软件使用说明． [ 4 ] 国电南京自动化股份有限公司．P S 系列数字式保护调试分 析软件P S V i e w 使用说日月 [ 5 ] 美国S E L 公司．智能变电站及自动化系统． 鬻 上接第9 8 页 。譬 作面的工作效率与产量。 2 ．2 短壁综合机械化采煤 与长壁综采方式相比，短壁综采方式在顶板支护、运输、通风、 巷道布置等方面有所相同，其主要特点主要为 1 ‘工作面的长度较短，一般在3 0 m ～8 0 m 之间，采取“后退式” 开采模式；2 在双滚筒采煤机工作面中，采取单向割煤、中部斜 切进刀等方式；3 在单机头的刮板输送机中，采取布置直角拐弯、 侧卸或者端卸等方式，实现工作面的刮板输送机与转载机一体化 运行；4 综采工作面的设备呈现轻型化，便于移动或安装。 有关应用短壁综合机械化采煤工艺，应具备两大基本条件1 回采巷道的机械化掘进；2 实现综采工作面的快速作业，提高工 作效率。通过在缓倾斜的中厚或者厚煤层中进行开采，无论是中 小型矿井还是大型矿井，由于回采的块段较小，因此不适宜实行 长壁综采方式。 由上可见，高产量、高质量、高效率的矿井生产，是煤炭企 业未来发展的必经之路，也是提升采煤企业整体竞争实力的关键 所在。通过应用综合机械化采煤技术，可推动采煤企业的可持续 发展，实现煤矿开采过程中的经济效益与社会效益，构建现代化 煤矿企业发展。 参考文献 [ 1 】赵宏珠，钱建钢．我国综合机械化采煤发展3 0 年回顾[ J 】． 煤矿开采，2 0 0 9 4 ． [ 2 】雷成祥．综合机械化采煤高产高效保障技术的应用[ J ] ．采 矿技术，2 0 0 5 3 ． [ 3 ] 徐贤华．大倾角综合机械化采煤生产工艺及安全管理的实 践[ J 】．煤，2 0 1 0 9 ． ⋯4 李春生，尚二考．依靠科技进步提高矿井机械化开采水平 [ J ] ．河北煤炭，2 0 1 0 2 ． [ 5 ] 彭海明，韩明红．浅谈综合机械化采煤中的矿井煤质管理 [ J 】．山东煤炭科技，2 0 0 5 2 ． 簿 上接第9 9 页 冀 式结构，包盖下部比整体式水冷结构缩短了1 0 c m 左右，避免了钢 水短距离高温烘烤，使其寿命由3 0 天延长到1 8 0 天。 3 效果 将水冷炉盖系统改造后，解决了原精炼水冷炉盖设计缺陷， 使水冷炉盖运行平稳；集中润滑站增加提高了导向轮润滑良好， 水冷下料溜槽寿命得以提升，降低了故障率，大幅度降低了维修 人员及操作人员的劳动强度。在各项指标提升的同时，也取得了 良好的经济效益。 4 结论 9 0 t L F 精炼炉的适应性改造且在实践中成功应用后，使维修 成本大幅下降，炉盖运行平稳，润滑效果得到显著提高，液压系 统问题减少，同时消除了潜在的设备安全隐患，保障了品种钢生 产稳定顺行。精炼炉生产需要在不断的技术、设备优化中取得发 展，这是一项长期的系统工作，需要不断的借鉴先进的经验、技术， 扬长补短，进行工艺、设备技术优化组合，为品种钢生产再创新 高作出贡献。 参考文献 ⋯1 趟禹．润滑常识[ M 】．北京机械工业出版社，2 0 0 7 ． [ 2 ] 陈位宫．工程力学[ M 】．北京高等教育出版社，2 0 0 8 ． [ 3 】钟秉林，黄仁．机械故障诊断学[ M 】．北京机械工业出版 社，1 9 9 7 ． [ 4 ] 李新德．液压系统故障诊断与维修技术手册[ M 】．北京中 国电力出版社，2 0 1 1 ． 万方数据