机械化开采技术（共12篇）
机械化开采技术 篇1
随着机械化水平的不断提高以及在实际生产中的推广应用, 煤矿产区在进行煤炭资源开采中也逐渐实现了对于综合机械化煤矿开采技术的应用。应用综合机械化煤矿开采技术进行资源的开采生产, 不仅能够有效的提高煤矿资源开采生产的工作效率, 同时对于煤矿产区生产开采的质量与安全等, 都有极大的保证和实现, 具有积极的作用和意义。本文将结合我国煤矿产区综合机械化开采技术的应用现状与问题, 在对于某煤矿生产开采中应用的“以矸换煤”综合机械化开采技术分析基础上, 实现对于煤矿产区综合机械化煤矿开采技术的分析论述。
1 我国综合机械化煤矿开采技术现状与问题分析
1.1 我国综合机械化煤矿开采技术与设备现状
结合目前我国煤矿企业开采生产中对于综合机械化开采技术与设备等的应用和发展现状, 我国的综合机械化煤矿开采技术主要包含有综采一次采全高开采技术、综合放顶煤开采技术、短壁机械化开采技术以及困难条件下的综合机械化煤矿开采技术等。其中, 煤矿开采生产中应用的综采一次采全高开采技术也被称为是综合机械化一次采全高技术, 它主要是用于进行7m以下的单一煤层资源的安全高效开采, 在实际应用过程中, 根据开采生产中不同的煤层厚度, 有相应的配套高并且具有可靠性的综合机械化开采装备, 总之, 这种技术方法对于单一煤层的开采生产具有安全、高效的生产作用和特征;综合放顶煤开采技术是一种适用于厚煤层以及特厚煤层开采生产应用的技术手段, 在实际生产开采中适用性特别高, 尤其是在进行14m~20m特厚煤层的一次开采应用中, 已经成为安全高效开采生产实现的主要方法;短壁机械化开采技术是进行煤矿矿井中不规则煤柱以及块段区域的生产开采应用方法, 同时, 它对于那些不适宜进行长壁工作面布置的煤矿矿井开采区段也具有较大的适用性, 是一种该区段综合机械化开采生产的主要方法;最后, 困难条件下综合机械化开采技术是专门针对一些条件下难采煤层的更高程度机械化开采实现的方法, 在煤矿开采与生产发展中也有着积极的作用和意义。
1.2我国煤矿综合机械化开采技术问题
结合我国现阶段煤矿生产开采中对于综合机械化开采技术的应用情况, 其主要问题表现在以下几个方面。首先, 是复杂地质条件下煤层以及难采煤层的综合机械化开采技术与应用问题。在我国煤矿资源开采中, 难采煤层主要是指那些储存条件不稳定或者是构造比较复杂、具有特殊灾害威胁的煤层, 在进行这些煤层资源开采过程中, 由于安全开采以及生产的条件不好或者是开采困难等, 很难实现机械化的开采与生产, 因此, 在进行这些情况的煤层开采中, 对于综合机械化开采技术的推广应用也就比较困难, 这是当前我国综合机械化煤矿开采技术中存在的一个突出问题。其次, 我国的煤矿综合机械化开采技术还存在的问题主要表现在中小煤矿综合机械化改造以及提高资源采出率技术的问题。它主要是指在我国的煤矿资源开采生产中, 存在有具有先进性和代表性的安全高效采出技术与企业, 必然也就存在有较为落后的中小煤矿与采出技术等, 它也是当前煤矿综合机械化开采技术中的一个重要问题。此外, 我国当前的煤矿综合机械化开采技术中还存在与之相对应的技术装置、设备等, 这些技术装置设备在煤矿开采生产中就是通过综合机械化开采技术实现资源开采生产的, 但是我国目前的大型综合机械化开采技术设备在实际应用中普遍存在有可靠性与使用寿命、智能化等方面的或大或小问题, 影响着我国综合机械化煤矿开采技术的发展与进步。
2综合机械化煤矿开采技术的应用分析
某煤矿企业在进行煤矿产区的生产开采中, 通过对于“以矸换煤”综合开采技术的研究探索, 通过设计一套综合机械化矸石充填采煤系统, 在煤矿开采生产中进行运用, 不仅有效的提高了煤矿开采生产的工作效果与安全质量水平等, 而且还开创了企业煤矿开采生产中综采面矸石充填采煤技术的新局面, 对于促进企业的开采生产发展有着极大的积极作用和意义。如下图1所示, 为某煤矿企业开采生产中研究设计的综合机械化矸石充填采煤系统结构示意图。
在上图1所示的综合机械化矸石充填采煤系统示意图中, 数字1到10分别表示的是系统结构中的互帮办以及支架顶梁、支柱、支架尾架、支架底座、千斤顶、悬挂单控链、矸石充接机、工作面挂板输送机与采煤机等。该矸石充填采煤系统在煤矿开采生产中, 首先通过采煤机进行隔煤、然后由采煤机进行装煤、移架、移溜, 最后进行矸石充填, 并在矸石充填工作环节完成实现之后, 对于工作系统进行检修并进入到下一个工作环节, 整个工作流程机械化控制中心控制实现, 安全高效。该煤矿研究提出的这一“采空区高效机械化矸石充填采煤技术”在经验证后, 在该煤矿企业的两个不同综采工作面中分别有应用实现, 开采生产应用过程中不仅实现了“掘、采、处”一体的三元开采模式, 同时对于煤矿开采的安全效率也有极大的保证, 有利于促进煤矿开采的健康可持续发展。
3结论
总之, 综合机械化煤矿开采技术是机械化水平与技术发展基础上, 实现的一种安全高效的煤矿开采生产技术, 进行煤矿产区综合机械化开采技术的分析, 有利于提高技术水平, 促进技术应用发展。
参考文献
[1]吴晓奇.煤矿综采放顶开采技术与综合机械化开采技术粉尘危害对比性研究[J].中国卫生产业, 2012 (6) .
[2]胡英.从煤矿对技术人员的要求看高职煤矿开采技术专业教学改革[J].科技与企业, 2012 (5) .
[3]吴吟.中国煤矿充填开采技术的成效与发展方向[J].中国煤炭, 2012 (6) .
[4]计成明, 唐宇, 吴世桃.复杂开采条件工作面综合机械化开采技术与实践[J].煤炭科技, 2010 (4) .
[5]辛新.“三软、两高”复杂地质条件下综合机械化开采技术研修[J].中小企业管理与科技, 2010 (15) .
机械化开采技术 篇2
根据集团公司的安排，元月四日至元月七日，集团公司组织公司总部各部门负责人，xx分公司xx煤矿、xx煤矿、xx煤矿、回归煤矿等单位的主要负责人、生产总管、矿长一行共十二人的考察队伍，在集团公司总经理xxx的带领下，奔赴遵义地区机械化发展较快的产煤大县习水县进行了为期四天的综合机械化矿井考察，本次共考察煤矿三家，分别是绿洲红城矿业集团龙宝煤矿、华航煤矿，徐矿集团兴隆煤矿。现将各煤矿考察情况报告如下：
一、龙宝煤矿综采综掘设备装备及生产情况
龙宝煤矿隶属绿洲红城矿业集团，位于习水县城西南侧明化乡，距县城约二十公里。主要开采煤层为三层（C5、C8、C12),煤层倾角15-22度，煤层厚度1.3-2.0m，高瓦斯矿井。矿井设计能力15万吨/年,实际生产能力60万吨/年。矿井采用主、副平硐暗斜井开拓方式，原煤主要运输方式为皮带运输，运距约1.8km。主要开采方式综合机械化采煤、综合机械化掘进方式。该矿目前井下拥有一套综合机械化采煤设备和两套综合机械化掘进设备，计划二O一四年下半年再增加一套综采设备。
（一）龙宝煤矿综采情况 1.综采工作面主要设备配臵（1）采面三机配套设备
A.鸡西煤机厂生产的MG170/410-WD型双滚筒交流变频电牵引采煤机,功率410KW,滚筒直径1.6米，截深0.6m，牵引速度2-12m/s;B.淮南煤机公司制造的SGZ-630/500型中双链刮板输送机，功率500KW,最大运输量1000吨/小时,链速2m/s。C.成都晨光集团制造的ZY3200/13/20型掩护式液压支架，支架初撑力3200KN，适应采高1.3-2.0米，支架单台重量12吨。
D.DRB200/31.5乳化液泵（两泵一箱）一套，乳泵流量200l/min,功率132KW。（2）采面供电运输设备
A.采面超前运巷安装一台SGW-40T/2×55型边双链超前刮板输送机，功率110KW ,输送量600吨/小时,随着工作面的推进掐接缩短,安装长度60-80米，每月安装一至两次。B.工作面机巷安装型号为SSJ-1000/75型可伸缩胶带输送机运输，皮带长度600米，电机功率75KW ,运输能力1000吨/小时,按采面走向长度确定。C.综采工作面安装KBSGZY-1000/10/1.2，KBSGZY-630/10/1.2变压器各一台,设臵综采面配电点对综采面所有设备进行供电.D.综采面回风巷、机巷辅助运输选用SQ-1200型无极绳绞车进行设备材料运输。
2.综采工作面劳动组织及定员（1）综采面生产组织
综采工作面采用三班生产作业方式，其中检修班留有3-4小时检修时间，半班检修半班出煤。正常出煤班，每小班三个循环（三刀），检修班出煤两个循环（两刀），平均每天八个循环（八刀）。龙宝煤矿采面倾斜长度150米，煤厚2米，一循环进0.6米，每天产量为：150X1.8X0.6X8X1.5=2160吨/天。（2）综采队人员组织
A.煤机司机2人/班,刮板运输机司机2人/班(包括超前溜子),推溜移架2人/班,电缆看守1人/班,端头维护4人/班,皮带司机1人/班,跟班电工1人/班,液压维修工1人/班;小班合计14人,圆班岗位人员42人。
B.综采队大班检修人员8人/天,管理人员4人/天,其它辅助人员6人/天，合计18人。
C.综采队人员总编制：42+18=60（人）3.综采与炮采工作面技术经济比较
(1)综采工作面月单产6万吨以上,炮采工作面月单产2万吨左右,综采产量是炮采产量的三倍;(2)块煤率综采与炮采相比较低一些,但经过筛分、风选粒度分级后，平均销售价格600元左右，与炮采块煤和电煤的综合 销售单价相差不大；
（3）采用综采工艺后使用人员大幅度下降，炮采面用人是综采的三倍，龙宝煤矿现行综采吨煤成本单价16元/吨,原炮采单价109元/吨。
（4）使用综采电量电费会有增加，单扣除减少的炸材费用，按吨煤单耗计算，比炮采相对减少。(二）龙宝煤矿综合机械掘进情况 1.综掘设备配臵
龙宝煤矿现有综掘设备两套，其中一套为佳木斯煤机生产的EBZ-150型掘进机，运输采用SPJ-800型皮带运输机运输出货，用于备用采面煤巷掘进，回采巷道设计宽度4.4米，巷道断面13米2，顶板支护型式为锚杆锚网加W钢带支护，两帮用树脂锚杆锚网支护，巷道成型支护较好，基本可以达到优良品，月进尺单进200米以上，发挥较好的情况能达到单进300米。另一套综掘设备为三一重工生产的EBZ-200型岩石综掘机，现在正在安装准备工作中。
2.综合机械化掘进与人工炮掘的优势比较
（1）正常情况下综掘进尺是普通炮掘的三倍，按龙宝煤矿的经验“炮掘无法满足正常的采掘接续”，有综采必须先上综掘。
（2)龙宝煤矿综掘队伍，采用全引进承包方式进行管理，每米进尺单价1700-2000元/米(工资),人工单价比普通炮掘 减少一半以上。
（三）龙宝煤矿推广的无煤柱开采工艺
龙宝煤矿为减少资源浪费，降低回采吨煤掘进进尺指标，提高煤炭资源回收率，在采煤工作面下方使用红砖砌筑1.2米*3米的红砖墙作为下一工作面回风巷的上帮墙（同时切顶用），每一工作面可以沿走向增加20米宽的回采宽度，每个工作面能增加产量3-5万吨，直接经济收益上千万元。值得在煤层顶底板相对稳定，煤质好的煤矿推广。
二、兴隆煤矿考察情况
兴隆煤矿是江苏徐州矿业集团下属矿井，国有企业。位于习水县永安镇，二郎煤田向斜，地质构造相对复杂，煤层厚度1.2-2.8米,煤层倾角24°，瓦斯突出矿井。矿井设计规模60万吨/年,是目前习水县现代化程度最高，规模最大的矿井。矿井开拓方式为为平硐开拓，上山下行布臵，走向长壁式开采,采用综合机械化采煤、掘进。
（一）兴隆煤矿综合机械发展现状
兴隆煤矿的综合机械化发展起步比较早，从建井期间就开始使用综合机械化掘进，首采工作面就上综采。1.兴隆煤矿综合机械化采煤
兴隆煤矿因实施瓦斯区域治理，利用非突煤层解放层开采，先开采的C5煤层，不但煤层厚度较薄0.8-1.2米，且在开采范围内极不稳定，构造复杂，综采三机配套存在一些 问题，综采工作面推进困难，发挥效益不大，第一套综采于二O一二年撤出，支架闲臵地面。第二套综采设备于二O一三重新设计配套安装，现该工作面已经接近末采阶段。根据兴隆煤矿井下综采工作面现场实际情况是：煤层倾角大，煤层赋存极不稳定，工作面中间有1-1.5米落差断层，工作面有三分之一地段破底矸，工作推进困难；得益于综采面三机配臵设备大气，基本满足了现场的开采条件。
（1）综采工作三机配套设备
A.徐矿集团自行研制的ZY3400/14/28型综采支架，支架初撑力3400KN，可采高度1.4-2.8米，支架单台重量12.5吨。
B.西安煤机制造的MG300/730-DW型交流电牵引采煤机，电机功率730KW，煤机滚筒直径1.6米，截深0.6米，牵引速度2-6米/秒。
C.宁夏奔牛机械制造公司制造的SGZ-764/500型刮板运输机，电机功率500KW,运输能力1000吨/小时,链速2米/秒。D.DRB200/31.5乳化液泵（两泵一箱）一套，乳泵流量200升/min,功率132KW。
E.综采工作面KBSGZY-1000/10/1.2, KBSGZY-800/10/1.2变压器各一台,设臵综采面配电点对综采面所有设备进行供电。
（2）综采工作面生产状况 兴隆煤矿现生产的综采工作面，作业形式三班组织生产，班中检修，综采队伍主体来自徐州总部本土，管理较规范体系。因采面构造复杂，过断层等影响，平均每班两刀，圆班产量2000吨/天左右,月产量5-6万吨。原煤经风选分级后，分类销售，兴隆煤矿地面建有风选洗煤厂。2.兴隆煤矿的综掘机械化掘进
兴隆煤矿现有两套综掘设备，其中一套为岩石综掘，配臵三一重工EBZ-200型岩石综掘机，综掘机出货全部采用皮带运输，支护都双台锚杆机跟头支护，主要负责开拓岩石巷道和底板瓦斯抽放巷道掘进，岩石巷道采用锚喷支护，月进尺200米以上。
另一套为佳木斯生产的SDJ-132型综掘机，负责回采巷道掘进。回采巷道采用锚网锚索加W钢带或钢筋梯支护，两帮采用树脂锚杆锚网支护，月进尺250米以上。参观所见巷道，巷道成形、支护质量都比较好，基本都能达到优良品。
（二）值得学习的兴隆煤矿先进经验 1.重视管理与人性的结合
兴隆煤矿是徐矿集团在贵州建设的主要现代化矿井之一，各项建设都比较完美规范，地面环境优美，有正规的员工食堂、澡堂，生产工业场地与办公生活场地隔离，基本无很大的污染。井口矿灯发放、小型材料发放超市化，出入井点名考勤自动化，运送人员机械化，安全文化长廊化，安全生产标准化等各方面都做的标准规范，管理有序。2.矿井安全质量标准化管理常态化
兴隆煤矿的安全质量标准化起步高，基本实现常态化管理，从井口到采掘工作面，管线电缆线条化，巷道干净，朴实整洁，整趟线路无杂物、无积水、无粉尘堆积。设备环境清洁整齐、材料堆放挂牌上架，生产场所有章不乱。
安全质量基础工作扎实，投入到位。井下实现了高压供电系统实现无人值守，远距离集中操作控制；运输轨道系统道岔、挡车栏气动自动控制；正反向风门自动闭锁等先进的安全基础设施。矿井运输轨道标准化，主要轨道全部用30Kg/m采区轨道全部用22Kg/m轨道；这些有效的安全投入，无凝提高了矿井安全可靠性。3.瓦斯综合治理可靠
兴隆煤矿处于二郎矿区突出区域，地质构造相对复杂，为达到综合有效治理瓦斯的目的，采取开采解放层，煤层底板瓦斯抽放巷打钻抽放，本煤层打钻抽放，水力切割等综合治理措施，通过一系列的工作治理，解决了煤矿瓦斯灾害严重问题。
4.推广应用先进的辅助运输设备
兴隆煤矿满足综采支架运输的需要，在采区上山、采面运料巷安装使用了JWB-75型无极绳绞车，无极绳牵引绞车车主要用于巷道坡度不大于20度的煤矿井下巷道轨道运输牵引系统。主要特点是可承担长距离、平巷、倾角、多变坡、转弯巷道，大吨位工况条件下的工作面顺槽、采区上（下）坡和集中轨道巷材料、设备的运输；行驶路线内可偏口转载运输。是替代传统提升绞车、小绞车接力、对拉运输方式比较理想的辅助运输设备，投资比提升绞车小，使用无极绳绞车可减少调度绞车安装台数。无极绳绞车是理想的辅助提升设备。
三、华航煤矿考察情况
华航煤矿是绿洲红城集团下属矿井，位于习水县北温水镇，矿井设计能力21万吨/年（技改），可采煤层C5、C7、C8、C12四层，煤层厚度1.5-2.9米,煤层倾角29°，矿井采矿面积3.65km2，可采储量2256万吨，准备通过机械化开采技改到45万吨/年。2012年底验收合格后，进行系统改造,布臵综采工作面,2013年安装完成,开始试生产；目前该矿还没有综掘设备。
（一）华航煤矿综采现状 1.综采工作面设备配臵
A.四川广安广能集团自行研制的ZY3300/14/28型综采支架，支架初撑力3300KN，可采高度1.4-2.8米，支架中心宽度1.5米，支架单台重量12.5吨。
B.西安煤机厂生产的MG200/460-WD型双滚筒交流变频电牵引采煤机,功率460KW,滚筒直径1.6米，截深0.6m，牵引速度2-12m/s;C.淮南煤机公司制造的SGZ-630/500型中双链刮板输送机，功率500KW,最大运输量1000吨/小时,链速2m/s。D.DRB200/31.5乳化液泵（两泵一箱）一套，乳泵流量200升/min,功率132KW。
E.综采工作面KBSGZY-1000/10/1.2, KBSGZY-800/10/1.2变压器各一台,设臵综采面配电点对综采面所有设备进行供电。
2.综采工作面生产状况
华航煤矿现生产的综采工作面，布臵在C7煤层，C7与C5层间距只有7米，顶板比较破碎，管理上有一定困难，推溜移架需要一定的操作工艺和控制技能，由于综采队伍对现场管控能力差，经常造成工作面拉架漏顶，大面积漏顶，造成工作堵塞，清理工作量大，处理困难；或是支架上方漏空失去支撑作用，造成支架偏斜咬架，造成工作面经常扶架调整支架，工作面推进迟缓，始终处于非正常状态。
综采工作面业形式三班组织生产，班中检修，二O一三年九月开始试生产，综采队伍主要外委承包方式，第一批来自重庆松澡矿务局，二O一三年九至十一月三个月，整个工作面都处于摸索推进，采出煤量不足5万吨，且因工作面大量漏矸，生产的原煤煤质苦不堪言，不到3000千大卡。上述前因，造成业主对上综采的思想怀疑动摇，管理人员怨气，于是更换了第 二支综采队伍，第二支队伍来自辽宁铁法，通过一个月磨合，现在还是处于非正常情况，根据采面现场情况观察，第二支队伍现场操作仍然还是没有掌握破碎顶板情况下管控技能，虽然工作存在问题不大，只需要在推进中采取护顶措施，调整支护工序，放慢煤机速度，跟随煤机截割提前用前探梁先支护后拉架，便可以控制顶板漏顶，稳步推进，逐渐走上正常；否则，还要重蹈覆辙，更换队伍。
（二）华航煤矿在上综采及其它值得学习的经验 1.在上综采前重视系统整改
（1）支架运输提升设备及路线：支架运输路线要满足支架及综采设备的安全运输，矿井轨道轨型要求在18Kg/m以上，轨道质量必须在合格品以上；提升设备的最大提升能力必须满足综采设备的最大重量要求，巷道尺寸空间，高度、宽度满足综采设备大件装车轮廓尺寸需要，并留有一定的富裕。（2）井上下供电系统要满足安装综采设备后正常安全生产的最大负荷需要。
（3）综采生产系统原煤主体运输皮带化，华航煤矿综采运输系统皮带长度2600米到煤仓，为消除老矿井遗留巷道转弯多的缺陷，引进了转弯装臵，皮带转弯装臵可实现皮带水平0-180°转弯，上下变坡运行，组合转弯等多种转弯形式，使用转弯皮带可大大减少皮带机安装台数，节省大量设备投入和电力费用，减少大量 的岗位人员和工程投入。2.综采工作面瓦斯治理得法
华航煤矿综采面的瓦斯治理除了开采解放层、本煤层抽放外，重在治理邻近层瓦斯，通过邻近层抽放治理，基本保证综采面隅角0.5％以下，综采面配风在800m3/min以下，工作面环境大为改善。
四、综采考察获取的经验和借鉴
（一）综合机械化开采应具备的条件
1.煤层的赋存条件是进行综采综掘首要条件,煤层稳定,无大断层构造,矿界范围内煤炭储量丰富,能够布臵较大的采煤工作面,煤层厚度在1米以上,煤层倾角在25°以下最好,超过25°以上,则要上大倾角综采,设备配臵采面管理相对复杂一些。
2.矿井供电系统设施要能保证最大负荷要求，提升运输最大能力及巷道尺寸满足综采设备运输需要，原煤运输系统有富裕的运输能力和足够的仓储转载空间。
3.矿井瓦斯抽采和综合治理指标、通风能力满足综采、综掘的要求，因为综采、综掘的推进速度比普通炮采、炮掘速度快，本煤层瓦斯涌出量将会大量增加，若在上综采之前没有全面治理方案，综采、综掘上去后，安全生产会受到严重制约。
4.有技术过硬，管理成熟的综采综掘队伍，最好的装备，必定都需要认为操作控制驾驭。若没有信得过、战得胜、打 得赢综采队伍，先进的装备不但发挥不出大的功用，反而会带来不必要的负担和损失。
5.有足够的分选能力，综合机械化开采在乎量的增加，块煤率、含矸等都是随机控制，在过断层构造等特殊环境条件下，原煤煤含矸量增加，如不进行分选，销售效益会受到影响。
（二）综采设备的配臵理念
1.在上综采装备前，应请有资质的设计单位配套厂方对煤矿进行充分的考察论证，目前国内较好设计的单位有煤科院北京开采研究所，上海天地、郑州煤矿机械研究所（郑煤机）；主要配套支架、刮板运输机的厂家有：北京煤机厂、郑州煤机厂、淮南煤机厂、宁夏西北奔牛、河北张家口、重庆大江机械厂（庆江）、成都晨光机械、天地科技等；配套采煤机的主要是黑龙江鸡西、上海科技天地、西安煤机。2.三机配套设备选择一定要选择技术成熟质量保证、技术服务可靠的厂家，设备选择要按特殊困难条件下进行选择，能力容量要富裕。支架、煤机、刮板运输机都要适应煤层顶底板起伏及倾角变化。
3.大倾角综采要有专门防滑装臵和安全防护设计。
（三）综采机械化装备投资较好的融资方式
1.随着煤矿开采行业的发展，政府部门的政策要求，综合机械化采掘是煤矿的发展方向，地方行政部门会有一定政策 支持。遵义习水矿区的煤矿上综采、综掘的政府给予无息贷款，在煤矿取得效益后，分期还款。这是习水上综采发展较快主要因素。
2.根据习水上综采的经验，是与有能力的煤机制造公司厂方联合，煤矿提供合作平台，洽谈合作协议，煤矿预付一定的信誉资金，一般是投资总价的20％，厂方负责综采设备装备投入，在设备安装使用正常后，按吨煤、每米进尺提取付款。根据目前制造行业市场趋势，大部分制造厂方都愿意与煤矿合作，还有很多好的合作方式。
五、考察心得总结
（一）心得体会
1.通过考察比较，大家都一致任为天健集团公司下属煤矿自然条件与习水上综采的煤矿相比，有得天独厚的自然条件，我们的煤层赋存条件好，煤层倾角小，煤层稳定构造单一，比较适合上综采。
2.虽然我们在炮采、炮掘单产单进方面，有一些成功之处，但都是靠人海战术和加强管理得来的，安全性与综采装备不可比拟。综采安全系数高，用人少，产量高，管理难度风险系数小。
3.掘进巷道采用锚杆、锚网支护时，在支护工艺上需要做一些改进。
4.我们的矿井建设、安全质量标准化管理，与外界的民营 煤矿企业相比存在一定的差距。
5.由于综采推进速度快，涌入采面的瓦斯量会增加，因此，采面瓦斯的治理是一个至关重要的环节和前提。
6、上综采会降低煤矿的经济收入和效益，是阻止我们上机械化，提高单产单进，实现规模效应的误区。关于综采块煤率下降的问题，可以采用放松动炮和适当加大滚筒齿距的方法解决。关于提高煤质的措施，建议建设配套的洗煤厂。
（二）发展与思考
1.参加考察，大家都亲历了实际感触，开阔了眼界，树立了发展的信心和决心，煤矿要发展，生产能力规模要扩大，不发展机械化，保守落后的生产工艺，只靠增加人员，很难达到想象中的目的，而且安全风险特大。
2.我们有较好资源优势，丰厚的资源储量，开发才能成为产品，成为财富。放开思想束缚，提升机械化水平，扩大产能规模效应，实现煤矿受规模政策限制的跨越。
3.好的资源好的技术装备都离不开人的作用和发挥，综采技术的引进和推广发挥，在计划实施应提前作好相关人员培训和储备。
4.天健集团所辖的煤矿区位井田，大部分都适合综合机械化开采，希望老板业主们都关心支持此项工作，不失契机，把煤矿企业做强做大，为企业和社会添加辉煌的一页。附件：公司综采考察单位人员名单
机械化开采技术 篇3
关键词：煤矿机电综合机械化电气自动化
0引言
在矿井的生产过程中，采煤工艺的先进与否直接影响整个矿井的生产能力。因此，要尽量选用先进的采煤工艺，从而到矿井的高产高效的目的。随着我国工业控制自动化技术的发展，煤矿机电自动化在矿上的应用日益增多。因为煤矿是高危行业，提高机电设备自身的安全可靠程度和自动化程度，最大减少用人，是实现矿井长治久安的关键所在，因此煤矿机电的自动化有力推动了企业安全高效、又好又快发展。
1综合机械化采煤技术的应用
目前世界上最先进的采煤工艺是综合机械化采煤，简称为“综采”，综采之所以先进是因为破、装、运、支、处等五个主要生产环节全部实现了机械化，减少了中间人力参与的环节，提高了劳动效率。
1.1装备特点煤炭井下开采的发展方向是实现矿井高产高效集中化生产。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，其技术途径有提高综采工作面配套设备的小时生产能力。增加工作面的出煤点。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。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。
采用大能力的新型综采装备来实现长期综采工作面高产高效，也是今后采煤机械化的发展方向，其装备的主要特点是：设备能力大。大功率(>800kW)电牵引采煤机的小时生产能力在1000～1200t以上，运输机、转载机、破碎机的小时生产能力在500～2000t以上；自动化程度高，实现了机电一体化；为了适应采煤机快速割煤的要求，采煤机具备自动调高等功能；液压支架采用电液控制，能实现采煤机、刮板输送机和液压支架的自动控制；设备性能好、可靠性高。
1.2综合机械化采煤工艺长壁综采是巴兰布矿近10年来利用中国综采成套设备获得良好效益的采煤法，其工作面巷道布置仅有回风平巷、运输平巷和开切眼，通风系统完善良好。一般来说，加大综采工作面的长度，增加采煤机割一刀的煤量，相应地可减少工作面斜切进刀及端头作业等工序对生产的影响时间，因此能获得较高的产量。确定综采工作面的合理长度，一般以工作面目产量最高或吨煤成本最低为准则，制约工作面长度的主要因素是工作面地质条件和刮板输送机的铺设长度。增加工作面的推进长度是减少工作面搬家次数最有效的方法。制约工作面走向长度增加的主要因素是回采巷道的掘进和支护、可伸缩带式输送机的铺设长度以及采场的地质构造。
短壁综合机械化采煤工艺的应用主要基于两个条件：即回采巷道实现机械化快速掘进和实现了综采工作面上、下端头的快速作业。这种采煤工艺使用于开采缓倾斜中厚及厚煤层的中小型矿井，以及大型矿井回采块段小、不适宜布置长壁综采工作面开采的煤层。
短长壁综采是在已掘巷道巷柱式开发区内布置长壁工作面，并用综采成套设备回采煤柱的新式采煤法。印度巴兰布矿购置了中国综采成套设备，在63L短长壁综采工作面进行了试验。试验期间，65d采出煤炭102415t，平均日产1300t，最高日产达2000t，工效和采出率均有大幅提高。实践证明，短长壁综采在印度有广阔的推广前景，对中国中小型煤矿由巷柱式开采改为长壁综采也具有借鉴价值。
综采工作面放顶煤开采的生产过程是：工作面采煤机先截煤、移煤和推移输送机等工序；进行2～3刀后暂停截煤，依次分段打开支架上放煤窗口放顶煤，出现矸石时，立即关闭放煤窗口：直到工作面全长顶煤放完为止，即完成一次放煤的生产过程。顶煤放完后，综采工作面便可继续向前推进。
随着近几年来煤矿综合机械化程度的大幅度提高及超强度开采，原煤田中开采条件较好的煤层逐渐枯竭，可采储量占总储量较大比例的薄煤层开采被提到议事日程上来，薄煤层综合机械化开采的课题同样也摆在面前。在我国煤矿中，薄煤层的储量占煤炭可采储量比例较大，在已探明的矿区中，有84％的矿区有薄煤层，储量约620亿t，占总储量的17.5％。由于在开采技术上薄煤层属于难采煤层，机械化水平一直比较低，在开采煤层中产量比例小。在薄煤层中，由于受煤层薄、人员活动空间小等限制，在采煤方法的选择上是一个难题。传统的采煤工艺通常采用工作面打眼放炮落煤方法，该种开采方法产量低、安全性差。要提高单产水平和工作面效率，实现矿井安全高效开采，必须采用综合机械化开采。扩大综采的应用范围，提高综采的经济效益，实现煤矿生产的高产高效，是煤炭工业科技发展的一项重要目标，同时对煤矿的可持续性发展起到至关重要作用。
2电气自动化在机械设备中的应用
采煤机从中厚煤层起步，发展到薄煤层、大功率、大采高强力滚筒采煤机。从有链牵引、无链液压牵引方式，逐渐发展到了电磁滑差无链电牵引和变频调速无链电牵引。液压支架高度从薄煤、中厚到厚煤层，支架型式由占主导的掩护式，逐渐发展到有四柱支撑式低位放顶煤、两柱式的高位放项煤(单输送机)、两柱掩护式低位放顶煤液压支架等多种架型。液压支架电液控制系统在美国、澳大利亞、德国等煤炭生产发达国家得到了普遍的应用，液压支架电液控制系统是实现综采工作面高产高效的关键技术设备，是今后发展的必然方向充分发挥机电一体化技术在煤矿开采中的作用。目前从国内煤矿的技术、经济条件和效益出发，电液控制液压支架主要用于年产400万t以上的一次采全高长壁工作面，600万t以上放顶煤工作面及薄煤层高效开采工作面。将在2年内结合各矿特点尝试第一套液压支架的电液控制系统。
电气自动化的应用使采煤的过程更加人性化，综采工作面装备远程监控及专家诊断系统的可靠性是国产采煤机研究的主要内容。该系统能够实现综采装备液压支架和采煤机的远程监控，使采煤机根据煤层的变化实现自动割煤、煤层的软硬自动调节采煤速度，检验并完善动态监测综采支架液压系统压力和各受力点的状态，自动调节支架推移输送机的拉移等。近期进行项目的调研、选型工作，与科研单位合作在东庞矿实施，重点解决采煤机的工矿在线检测、故障诊断及预报、显示与传输系统、采煤机自动运行控制系统等问题。使综合机械化水平上一个新的台阶。
3结束语
煤矿综合机械化开采技术探讨 篇4
随着中国能源的消耗速度加快及煤矿行业的持续稳定发展,综合机械化开采技术的应用已是中国煤矿开采行业发展的必要需求,综合机械化的开采技术也提高了中国煤矿企业的开采效率,对煤矿企业的持续稳定发展起到重要作用。但从目前来看中国在综合机械化开采技术中还存在诸多问题,需在实际应用过程中不断进行技术改进,从而促进机械化技术的高效平稳发展。
1 机械化开采技术发展概括
中国的机械化开采技术,在20世纪70年代左右才实现首次应用。在这之前中国的煤矿行业还没有相应的开采技术规划。直到1975年中国才首次从国外进口了较为专业的煤矿开采设备。然后到1982年,中国的煤矿企业才开始自主研发机械化开采技术,虽然是初步的研究尝试,但对中国整个机械化开采技术的发展起到了标志性意义。目前中国的该项技术发展也较为成熟,已成功研发并投入使用了多项机械化开采技术模式。中国的煤矿企业也实现了大跨度跳跃[1]。
2 机械化开采技术及相关的设备分析
2.1 一次采全高开采中应用分析
一次采全高开采是目前中国煤矿生产企业中比较常见的一项开采技术。该项技术主要适合土层较薄且土层成分不复杂的煤矿地段。目前中国的该项技术已发展得相对成熟,技术研究人员也根据不同的煤层情况设计了具体开采技术,其在开采过程中具有很高的安全性及生产保障性。
2.1.1 机械化开采技术在薄煤层应用分析
在煤矿生产行业中一般情况下将煤矿厚度在1.3 m的煤层称为薄煤层。中国针对该种煤层的实际情况,设计了相应的开采技术及开采设备。在薄煤层中主要应用的是滚筒式采煤机设备。近几年来,煤矿行业事故频发,其中大多数事故都是由于对薄煤层的开采不当造成的。所以对其煤层的开采技术也逐渐受到了煤矿行业重视,这也是整个行业在发展过程中面临的一项巨大挑战。薄煤层其除了煤层本身厚度较小外,其施工环境也非常苛刻,整个煤层的活动空间比较小,且稳定性也较低,再加上作业人员由于对专业化设备了解不够,从而增加了薄煤层开采过程中的事故发生率[2]。
但中国煤矿行业也在近几年来着重对这一问题进行详细研究,并提出了多套解决方案,从实际的实践情况来看,解决方案的应用有效降低了开采过程中的事故发生率,并提高了生产效率和生产质量。
2.1.2 开采技术在中等煤层应用分析
中等厚度的煤层是指在1.5 m~3.5 m之间的煤层。对于该种厚度的煤层开采工作,在中国一直处于技术领先状态。中国目前大多数煤矿行业对于该种开采主要是使用大功率滚筒采煤设备为开采的核心设备,其可完全满足安全化生产的基本要求,且还可有效保证开采效率。这是中国国首次对该种开采设备进行应用,其对中国来说具有里程碑意义。
2.1.3 开采技术在厚层以及特厚层煤层中应用分析
厚层及特厚煤层通常是指在3.5 m~7 m之间的煤层。这也是中国在开采技术中具有自身优势的开采领域。一些煤矿企业已达到了年产千万吨的生产标准,其开采过程中的安全程度也很高。近几年中国煤矿行业在该领域的开采深度取得了显著进步,其最开始从2004开始初步发展,到2007年已发展到6.3 m的开采深度。截至到现在,中国煤矿行业的最大开采深度已达到了7.2 m,且在开采设备上也取得了显著技术性进步,其在开采过程中应用到大型开采设备越来越多,其开采效率也越来越高。
在“十一五”期间,国家相关研究单位加大了对煤矿生产设备的研究力度,并成功研究除了电牵引采煤机设备。这在很大程度上提升了对厚层及特厚煤层的开采效率,降低了开采过程中的人力、物力支出。在设备的初步实践应用阶段,实现了日常36 000 t、月产876 000 t的产能量,这也预示着中国在综合机械化开采技术方面有了大程度提升[3]。
2.2 综采放顶煤开采技术与设备分析
在中国煤矿行业中综采放顶煤开采技术也是一项比较常见的开采技术。这样技术在最开始是由欧洲的煤矿行业研发应用,后来被中国的煤矿行业引进国内,并逐渐将该项技术发展成熟,并逐渐成为中国开采工作中的主流开采技术。该项技术主要是对14 m~20 m厚度的煤层进行开采,其在初步投入使用时,就实现年产千万吨的开采目标,并实现了一次性开采厚度约20 m的开采技术。
2.3 短臂机械化开采技术分析
短壁机械化开采技术主要是对煤矿生产中一些不太规则的煤矿区域的开采。短壁开采技术其工作面较短,这也就在很大程度上避免因工作面较长而使得采矿安全性降低的现象出现,并以自身短壁的优势而提高了在不规则区域的采煤效率。该项技术是在20世纪90年代从国外引出,发展之间已在中国多个区域投入使用。且根据中国煤矿生产的实际情况,来对该项技术所应用的设备进行了优化改造。单滚筒电牵引短壁采煤机就是中国研发工作的最终成型设备,其与双筒采煤设备相比,其设备的运行工作所需的面积较小,所以在对不规则区域进行开采时,单滚筒采煤设备的工作效率要远远高于双滚筒采煤设备[4]。
3 机械化开采技术存在问题分析
虽然中国煤矿行业的机械化开采技术已发展得较为成熟,但在实际应用及发展过程中还是存在着诸多问题。下面就中国煤矿生产中一些急需解决的问题展开分析。
a)中国煤矿分布区域较广,其各个煤层的条件也不尽相同。目前中国煤矿行业对大多数煤矿区域都可实现安全、高效的开采工作。但对于一些较为复杂地形的煤矿开采工作还存在一些问题。复杂的煤矿区域主要是指煤矿土壤成分复杂、土质稳定性较低及所开采地段容易受到一些自然灾害的影响等区域。目前中国对于这类煤层的开采技术还不算完善,对于在开采过程中出现的意外事故不能进行完美应对,且对这类煤层进行开采时对设备的损耗也较大。这也就使得对该类煤矿进行开采时其开采效率较低,开采风险比较大,开采成本也比较高。所以对复杂煤层的开采技术是中国煤矿生产行业发展过程中必须要面临的挑战,还需相关科研单位加大对该类煤层开采技术的研发力度,以便于有效解决复杂煤层开采过程中的问题;
b)目前中国大型的煤矿企业在资金、技术、人才方面的有效支持下,已发展成为具有国际开采水平的煤矿行业。但除了这些大型企业外,中国还有很多中小型的煤矿企业,其由于自身规模小、资金少、技术低等原因一直处于行业中下游状态,中小型企业的煤矿开采工作普遍存在效率低、开采风险高的现象,所以要想全面提高中国煤矿企业的开采技术水平,就要加大对该类企业的支持力度,找出该类企业在发展过程中出现的问题,并加以解决。国家的研发单位在进行的研发工作中要加大对该类企业开采设备的研发力度,探索出适合中小企业的发展途径,从而促进中国煤矿生产行业开采技术水平的全面提高[5];
c)虽然中国煤矿机械化的开采设备已达到了国际先进水平,但在生产使用过程中其可靠性较低,开采效率不稳定现象时有发生。目前中国已研发生产出大量大型机械设备,通过相关数据来看,中国自主生产的大型设备虽然与国外的大型设备技术水平相一致,但设备的故障发生率要远远高于国外设备。且设备使用寿命也要比国外设备的低。一些大型煤矿企业也正是因为这种原因,才一直选择使用国外的大型机械设备进行煤矿开采工作,这就在很大程度上制约了中国大型机械设备的发展,所以相关生产单位在进行技术研究的同时,还要对设备的安全性、可靠性进行进一步研究,从而确保大型生产设备可长期稳定地进行煤矿开采工作。
另外,随着设备智能化技术的普遍,相关单位也要加大对智能化开采机械化设备的研究力度,这不但可有效提高生产效率,还能在一定程度上降低人力、物力的支出。智能化的煤矿开采设备可进一步加深设备的自动化程度,实现对开采过程的全方位监管,通过对机械化设备运行信息的分析,来有效避免开采过程中可能出现的事故,提高开采工作的安全性,提升开采效率。
4 结语
主要对煤矿行业中综合机械化开采技术进行了分析,从分析可看出,中国在近几十年来,对于该项技术的研究工作已取得了显著效果,一些企业的机械化开采技术已达到了国际化水平。但该项技术在实际应用及未来发展过程中还存在诸多问题,需要同行业的工作者共同努力,共同推动综合机械化开采技术的发展。
参考文献
[1]毛德兵,蓝航,徐刚.我国薄煤层综合机械化开采技术现状及其新进展[J].煤矿开采,2011(3):11-14.
[2]申宝宏,雷毅.我国煤炭科技发展现状及趋势[J].煤矿开采,2011(3):4-7.
[3]宁宇.创新煤炭安全高效开发技术支撑特大型矿井建设[J].煤矿开采,2011(3):1-3.
[4]王金华.中国煤矿现代化开采技术装备现状及其展望[J].煤炭科学技术,2011(1):1-5.
机械化开采技术 篇5
露天矿山分台阶开采与分层开采技术研究
【摘 要】世界煤炭资源的开采以露天开采方式为主，露天开采分为台阶式开采和分层开采两种方式，本文详细讨论了两种方法的相同点和不同点，并分析了每种方法的适用条件。 【关键词】露天矿山;技术研究 世界煤炭生产是以露天开采方式为主的，而我国目前露天煤矿的产量占全国煤炭生产总量的比例仅5%左右[1]。这主要由于煤炭资源赋存的地质条件异常复杂，符合露天开采的煤炭资源数量较少。根据不完全统计，我国适合露天开采的煤炭资源比例约占总资源的7-10%之间，远低于美国、俄罗斯、澳大利亚、印度60%～75%的水平，而其中70%为褐煤，主要分布在内蒙、新疆和云南。20世纪70年代改革开放以后，5大露天煤矿，即安太堡、黑岱沟、霍林河、伊敏河、元宝山露天矿的建设标志着我国露大煤矿建设进入一个新的阶段。进入新世纪后，我国规划的13座大型煤炭基地中，神东、晋北、蒙东(东北)、云贵、黄陇(华亭)、陕西等基地都将建设大型露天煤矿。其中，仅蒙东要建7个5000万吨级大型煤炭基地，包括胜利一、二、二号、白音华、伊敏河、宝日希勒一号和二号等。另外还有神府、哈尔鸟素和原有五大露天煤矿的改建及二、三期扩建也在进行中。根据当前发展趋势的初步预计，我国露天煤矿产量占全国煤炭生产总量的比例将由2000年的4%增加到2010年的10%左右，2020年将达到15%，可以说露天煤矿在我国的发展正处于迅猛增长期和前所未有的发展机遇期，前景可观。 1.露天矿山分台阶开采技术 露天开采时，通常是把矿岩划分成一定厚度的水平分层，自上而下逐层开采，并保持一定的超前关系，在开采过程中各工作水平在空间上构成了阶梯状，每个阶梯就是一个台阶或称为阶段，这种开采方式叫做台阶式开采。台阶是露天采矿场的基本构成要素之一，是进行独立剥离和采矿作业的单元体[2-3]。台阶构成要素如图1所示。 1-台阶上部平盘;2-台阶下部平盘;3-台阶坡面;4-台阶坡顶线;5-台阶坡底线;a―台阶坡面角;h-台阶高度 图1 台阶构成要素示意图 台阶朝向采空区一侧的倾斜面叫台阶坡面。它与水平面的夹角叫台阶坡面角(见图1中的3和a)。 台阶上部平台与坡面的交线叫坡顶线(见图1中的4)。 台阶下部平台与坡面的交线叫坡底线(见图1中的5)。 台阶上部平台与下部平台间的垂线高度叫台阶高度(见图1中的h)。开采时，将工作台阶划分成若干个条带逐条顺序开采，每一个条带叫做采掘带。各台阶上部平盘和下部平盘是相对的，一个台阶的`上部平盘同时又是其中一个台阶的下部平盘。台阶的命名，通常是用开采该台阶的下部平盘(即装运设备站平盘)的标高表示，故常把台阶叫某水平。 特点： (1)自上而下分台阶顺序开采，必须有上山公路的修筑，公路要开拓到运输平台，采装设备在运输台阶上进行铲装，适合上规模的露天矿山开采、采掘设备要求比较高，分多个工作面开采时，相互之间必须错开一定的距离。 (2)实施中深孔爆破时，高度最多不得超过挖掘机举高的1.5倍(根据岩层硬度系数定)。台阶高度与岩体稳定性和采掘设备能力密切相关。 (3)运输平台宽度，根据设备定，终了平台一般为3m，清扫平台一般为6m。 2.分层开采技术 分层式矿床开采是指将开采设计的每一个台阶都作为一个独立分层，每个分层中都包含许多平面尺寸相同但高度可以不同的网块，不同分层中网块高度可根据工程、工艺需要变化，但网块平面尺寸相同[4-5]。 将所有分层按对应的平面坐标系及高程次序顺序地迭加在一起 ，就构成了该区域的矿床开采地质模型。这是一种一维可变、两维固定的块段矿床模型。分层式矿床开采地质模型建立的过程是：根据开采程序制定的台阶划分原则形成各台阶的初始台阶界面;按选采和工艺要求调整台阶界面;根据各地质界面与各台阶上、下盘界面的空间位置关系确定各台阶、各网块中分类矿岩含量;将各台阶模型按空间次序组合成矿床开采地质模型。 2.1台阶界面确定 台阶划分主要取决于开采工艺、设备规格及矿床赋存条件。台阶的划分应有利于发挥设备效率、提高矿石质量(满足选采要求)及保证作业安全。一般地，露天开采的台阶有三种划分方式：按水平分层划分台阶;按倾斜分层划分台阶;按混合分层划分台阶(部分倾斜分层，部分水平分层)。 因每个台阶界面均由其下盘界面及上一台阶的下盘面( 或地表面) 围成，故确定台阶界面的关键是确定台阶下盘界面。 最后确定台阶下盘界面;按选采及工艺要求对初定的台阶界面进行调整。 2.2台阶中分类矿岩量的确定 根据各地质层面与各台阶界面的空间位置关系确定各台阶各网块的分类矿岩含量。台阶界面与地质分层面有如下六种基本关系：台阶位于地质分层中;地质分层位于台阶中;台阶夹地质分层顶板;台阶夹地质分层底板;台阶在地质分层之下;台阶在地质分层之上。在该台阶范围内逐网块进行计算。对于每一地质分层，均考察其与本台阶界面的位置关系，若地质分层与本台阶有相交或包含(被包含)关 系，则进一步确定相交或包含高度。 据此确定出本台阶各网块内的分类矿岩厚度、量。若独立可采矿层顶、底板位于台阶中，还需扣除采掘贫化损失厚度。台阶中的每一网块，都记录其分类矿岩量。 特点： (1)自上而下分层顺序开采，是在不分台阶开采的情况下，目前能够保证开采安全的唯一可行的开采方式。由于该开采方式不分台阶，可以省去上山公路的修筑，节省大量的投资，适合小型露天采石场规模小、采掘设备简单、赢利能力弱的特点。同时由于该开采方式设有分层凿岩平台，与在坡面上凿岩相比，可保证凿岩作业安全。 (2)实施中深孔爆破时，分层高度不得超过20米。分层高度与岩体稳定性和采掘设备能力密切相关，限制分层高度是基于开采安全和效率两方面考虑。 (3)分层凿岩平台宽度不得小于4米。分层平台宽度过窄，凿岩作业场地面积不足，作业过程中易发生坠落事故。当然，分层平台也不宜过宽，否则爆碴不能全部直接抛掷到装岩平台，需要在分层平台转运，这样会增加生产成本，降低作业效率，也就失去了分层开采的意义。 3.结语 (1)露天矿台阶式开采自上而下分台阶顺序进行，必须有上山公路的修筑，公路要开拓到运输平台，采装设备在运输台阶上进行铲装，适合规模比较大的露天矿山开采、采掘设备要求比较高，分多个工作面开采时，相互之间必须错开一定的距离。 (2)露天矿分层开采自上而下分层顺序开采，是在不分台阶开采的情况下，目前能够保证开采安全的唯一可行的开采方式。由于该开采方式不分台阶，可以省去上山公路的修筑，节省大量的投资，适合小型露天采石场规模小、采掘设备简单、赢利能力弱的特点。同时由于该开采方式设有分层凿岩平台，与在坡面上凿岩相比，可保证凿岩作业安全。 【参考文献】 [1]国家能源局发展规划司.科学发展的2030年国家能源战略研究报告(征求意见稿)[M].2009. [2]才庆祥，洪宇.露天煤矿高效开采新技术[M].中国矿业大学出版社，2008. [3]骆中洲.露天采矿学(上册)[M].中国矿业学院出版社，1986. [4]牛成俊.现代露天开采理论与实践[M].北京：科学出版社，1990. [5]杨荣新.露天采矿学(下册)[M].北京：煤炭工业出版社，1986.
机械化开采技术 篇6
关键词：综放综采混合开采技术；煤矿开采；综采技术；综放技术；煤炭机械 文献标识码：A
中图分类号：TD823 文章编号：1009-2374（2015）16-0157-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.077
1 综放综采混合开采技术的含义
之前沿用的煤矿开采技术中，对于较厚的煤层大多是采取分层开采。但随着如今开采技术的不断进步和改善，综放综采混合开采技术慢慢出现，这是对传统煤矿分层开采技术的不足进行了有效的改良。它凭借增加了跨度的作业面，上层得到开采后，用综采技术处理下分层，在上分层剩下的一些边角煤矿中采用综放技术，避免了传统的分层开采技术直接将煤层进行开采，导致了资源和资金上的铺张浪费。这种技术的基础是要分析综放综采这类技术的是否有可靠的支架进行安全的架设，选用符合要求的用于输送煤炭的机械，处理好开采出的煤炭的位置，比如分析最上方的煤矿和实体煤的连接地点的应力的改变。
2 综放综采混合开采的技术难题
研究该技术要解决的一系列技术难点如下：
2.1 选择支架
综放综采工艺承担了比传统技术更多的应力，所以选择支架时格外看中支架的稳定性和抗压性。选用支架还要特别注意在煤炭两端支架的固定，具体来说，进行开采时，在煤炭的端头应截取低于100m，而在煤矿尾部要留有150m，保证了支架达到最大的安全性。
2.2 选用运输设备
实施混合开采的时候，在施工地一般需要两种类型的支架（综放和综采），在选用输煤的机械时要根据这两种大小形状不一的架型在尺寸上进行相应的变动和调整。在作业时，由于各种原因，运输所需的空间可能会狭窄而拥挤，针对这一现象，可以采取少布设减速机械于后方空间的策略，从而在正常运转的基础上尽量减少空间。
2.3 煤炭的放置方法
调用支架时要注意运输机械与实际矿体应力的变化特点，并确保运输设备尾部与头部存在适宜的空间摆放并安装支架。
2.4 构建顶层板
混合开采技术的应用在很大程度上取决于顶层板设计时与矿体的空间，为了工人在采煤时有良好的通风效果与在运煤时保证运送的快速畅通，顶板的稳固和保持矿体之间的缝隙的合适是最基本的要求。
3 综放综采混合开采技术在煤矿开采的应用案例
相关案例目前并不多，本文以唐山矿开采案例来总结综放综采混合开采技术在煤矿开采中应用的实际方法、成果及存在的问题，以便进一步更好的应用。该煤矿较早地应用了综放综采混合开采技术，实际施工过程中也遭到了各种挑战。与煤矿生产的实际实践相结合，运用相关技术手段改良传统的设备，并在先进技术的指导下改善传统工艺：（1）结合煤矿的实际规模大小，制定5个大型架、50个中型架和98个小型架，并严格将这些型号迥异的过渡架安装在各自需要的工作环境中；（2）改装老旧的运输设备，尽量开发矿体空间，少用过去采用的运输机中的驱动器，从而大大增加了资源运输时的效率，避免在开采煤矿时浪费资源；（3）煤矿的放置方法，要注意后方输送机尾和机头的矿体压力变化情况，从而最大程度地增大了输送器的效率；（4）安排顶板时，要充分注意顶板的承重性能，可以运用单体柱来支撑大板梁，从而提高作业时的安全。
在该煤矿开采的应用中，综放综采混合开采技术发挥了巨大作用，为该煤矿集团增加了一定的生总产值，提高了产煤率，获得了不小的成果，总的来说，该开采技术的实践应用达到了预期。但在实际应用当中存在着三个突出问题：（1）过去的机械存在着严重的老化问题。由于这次开采采取的混合技术是在过去的基础上对技术进行突破，对设备进行优化，因此在实践过程中还是借用了老旧设备进行改良，但设备的老化影响了该工艺的发挥，且经实践发现若直接利用传统设备，会使该工艺技术的优势的发挥受到较大的影响；（2）资金匮乏。由于该工艺技术处于实验阶段，缺乏政策支持，因此各方面的投入都较为谨慎，导致本次综放综采技术在煤矿开采的应用中多次面对资金匮乏的窘境；（3）人才短缺。在该工艺的应用中，人才的需求捉襟见肘，得不到满足，而且不论是理论型人才还是实用型人员对于该种前沿的开采技术均不太熟悉，因而在一定程度上影响了该工艺的研发和应用。
4 综放综采混合开采技术的发展方向
4.1 综放综采混合开采技术能有效地应用于矿业开采中得益于改良设备的有效使用
该技术对相关器械有着相当严格的要求，综放综采混合开采技术为了保证工艺最大限度地得到应用，就必须提高设备的更新要求。因此对于该煤矿出现的设备老化的问题，我们应当要吸取经验，使用该技术的煤矿集团要对老旧的设备进行排查，对于那些还能再次使用的设备要留着继续使用，存有小毛病的，改善后能够继续使用的设备进行改善，而那些老化严重的设备要果断淘汰；设备更新应充分符合经济发展效益，在能够节约资源且继续使用的情况下，要最大程度地花费少的资金应用于更新设备中，加强监察强度。
4.2 加大综放综采混合开采技术的资金投入
目前，综放综采混合开采技术大多应用了国外的知识产权，因此应用该技术时所需费用较高，且应用时并不是很方便有效，要想在煤矿开采过程中充分利用好综放综采混合开采技术，就必须将该技术转化为自己的东西，那么必须加大研发投入，从而研发出自己的东西。此外，该技术在开采煤矿时，在优化设备与升级工艺方面需要用到大量的经费，加大资金的投入，可以防止采煤过程资金链的脱节，更好更有效率地使用综放综采
技术。
4.3 培养人才
通常在引进先进的新技术时，不仅要通过人员的投入来加大劳力，还要求培养一系列技术研发人才，综放综采技术也不例外。公司想要使用该技术时，应主动积极地将公司人才送到国外学习相关先进知识，从而达到升级人才的目标；加大公司自身人员的训练，使得有关人员在熟练旧工艺的基础上，逐渐过渡到新器械的掌控和新技术的娴熟应用，从而提高该技术的应用效率，此外，还可以直接吸收一些拥有相关技术历练的国内外
人才。
5 结语
综放综采混合开采技术与传统煤矿分层开采技术相比，有着更好的效益：（1）经济效益。可以在旧设备的基础上进行优化，在优化后的设备上使用新的技术，大大减少了对设备的资金投入，且在应用过程中减少了资源的浪费；（2）社会效益。综放综采混合开采技术在煤矿开采中的应用不但创造了更好的经济价值，还是很有意义的技术探索，通过和实际应用相结合对新技术进行改善，促进技术的革新。该煤矿集团对综放综采混合开采技术的应用是我国煤炭业创新的一大步，值得其他有关企业的重视和参考。
参考文献
[1] 程富明.综放综采混合开采技术在煤矿开采中的应用[J].山东煤炭科技，2014，（11）.
[2] 杨厚坤.煤矿开采中综放综采混合开采技术的应用[J].科技致富向导，2014，（26）.
[3] 刘胜恩.综放综采混合开采技术在煤矿开采中的应用[J].现代矿业，2014，（3）.
作者简介：张树良（1971-），男，河北丰润人，开滦（集团）煤业分公司安全管理部工程师，研究方向：煤矿开采、技术管理、安全管理。
薄煤层机械化开采新技术探究 篇7
1.1薄煤层自身的特点影响了开采活动
薄煤层是指厚度小于1.3米的煤层, 由此可见, 厚度非常小, 而且煤层中间夹矸的现象严重, 地板质地软, 顶板也有很多破碎现象。使得施工起来难度特别大, 一个不小心就有可能造成煤矿事故, 危机矿工的生命。
1.2对薄煤层的开采水平低
由于包每层的开采容易发生事故, 不安全, 再加上煤矿储量相对于中煤层和厚煤层少了接近三分之二, 所以很多开采企业选择放弃, 就导致对薄煤层的开采不彻底, 对开采技术要求也不高, 间接阻碍了薄煤层的开采技术和水平。
1.3薄煤层的开采成本大
薄煤层由于自身的因素和开采水平的有限, 再加上井下作业空间小, 条件恶劣, 很多工作都仍然是靠打眼放炮, 人为装煤的手段, 开采工作进行的十分缓慢。如果想要保证安全和出产率, 就要加大成本, 但是回收效果, 经济效益却非常小, 也就是说, 薄煤层的成本投入比中煤层, 厚煤层高, 但是开采的煤矿产量却比他们低, 还要冒更大的安全风险。这样就使得很多企业对其望而却步, 宁愿放弃也不冒险。
二.现阶段薄煤层机械化开采的手段
2.1滚筒采煤机
滚筒采煤机分为双滚筒和单滚筒采煤机两种, 现在大多数用的都是双滚筒的采煤机, 采煤机是一个大型的复杂工作系统, 他有机械, 电气和液压三部分组成, 双滚筒采煤机是由左右牵引部, 行走箱, 和电控部等许多部分组成。牵引部就是负责带动机身在滑槽上行走的, 截割部就是电动机, 也是主要的部分, 负责将煤割裂, 粉碎。还有其他部分一起分工合作, 才能完成开采程序。它结合了国内外的薄煤层挖掘机的经验, 能够自动的完成一个采煤过程。而且他的结构很小, 不会占用很大空间, 比较适合薄煤层的开采。
2.2螺旋钻采煤机
刨煤机可以从巷道的两侧打孔开采煤矿, 是一类完全机械化的机器, 不需要人工操作, 就这一点, 就大大节约了成本, 也减少了事故的发生, 避免了人员的伤亡。而且他们本身投资比较低, 采煤面十分广, 开采的十分彻底。它可以开采的的宽度在1.905到2.105之间, 开采的深度在向上85米, 向下45米之间, 开采范围广。为了能够优化螺旋钻杆装煤的效率, 可以通过选择破碎每笔的模式, 改变钻杆的工作速度, 钻杆的强度和力度等条件来设计螺旋钻采煤机的工作效率, 进而在安全可行的前提下, 尽可能的提高效率, 使经济效益实现最大化。
2.3刨煤机
刨煤机是由德国人生产, 并很快就推广到俄罗斯, 法国等国家。刨煤机对薄煤层的薄厚度要求大概在0.8到2米之间, 也是一类自动化, 无需人力控制的采煤机械。刨煤机无论是采煤, 装煤, 运煤全部都是自动化完成, 因此对发动机的要求很高, 价格也要比正常的薄煤层开采机械贵上一到两倍。但是它的生产效率也是很高的, 能够将其他类型采煤机开采不到底地方开采出来, 提高采煤率, 避免资源的浪费还有一点, 它和螺旋钻采煤机一样, 无需人力, 就节约了人力成本, 也会减少安全事故的发生。提高经济效益。
三.薄煤层开采技术存在的问题以及改进
3.1薄煤层开采技术存在的问题
要想更好更多的开采薄煤层里的煤炭资源, 就要采用好的开采技术, 利用好的开采机器, 不管是滚筒采煤机, 螺旋钻采煤机还是刨煤机都面临着一个同样的问题, 要想实现采煤的效率最大化, 就要提高采煤机的功率, 而功率是由电动机, 也就是采煤机的马达决定的, 要知道如果想提高采煤机的功率, 就要改进电动机, 而大多数高功率的电动机的机身占地面积都是很大的, 但是薄煤层的空间有限, 很难使机身占地方面积大的采煤机正常进行工作, 所以如何处理大功率和矮机身这一矛盾, 是非常重要也是很困难的。
由于薄煤层中的条件苛刻, 断层很多, 结构也很复杂, 这样在采煤机工作中, 采煤机机身发动机带来的震动和冲击就很可能使薄煤层出现塌陷事故。因此采煤机机身的各种设施的结构优化也是一个有待解决的重点。
3.2薄煤层开采技术的改进
改进薄煤层开采技术说白了就是改善采煤机器的发动机上述两点存在的问题, 可以通过改善采煤机系统的结构, 提高电动机机身的各项性能, 来减小采煤机的占地面积, 在生产和制造采煤机的过程中, 使用更高的工艺, 减少其振动的频率和幅度, 更好的实现对采煤机的远距离遥控。
总结:薄煤层的开采技术至今仍然有很大需要进步的空间, 这就需要科技研发人员, 不断学习, 不断开发新技术, 使得对薄煤层的开发能够又安全又彻底, 实现企业经济效益的最大化。提高我国煤炭开采的技术水平。有人说, 既然薄煤层在开采上存在这么多的问题, 那我们放弃不就好了, 要知道, 不管是什么资源, 不管它现在的储量有多少, 它总有一天会被开采完, 我们要做的不仅仅是不放弃任何一部分有利用价值的资源, 更重要的是保护资源, 有计划的开采, 实现资源的可持续发展。
参考文献
[1]田成金.薄煤层自动化工作面关键技术现状与展望[J].煤炭科学技术.2011 (08)
[2]王振乾.我国极薄煤层采煤机的技术现状与发展[J].煤矿机电.2010 (02)
[3]温庆华.薄煤层开采现状及发展趋势[J].煤炭工程.2009 (03)
[4]云天宝.国内煤炭行业发展趋势分析[J].西北煤炭.2006 (04)
[5]吕文玉.国内外薄煤层开采技术和设备的现状及其发展[J].中国矿业.2009 (11)
机械化开采技术 篇8
1煤矿综合机械化开采技术
在我国工业化进程不断加快的今天, 人们生产生活中对煤矿的需求越来越大。此种情况下, 需要煤矿企业加大煤矿开采力度, 提高煤矿开采量及开采速度, 满足市场对煤矿需求, 保障煤矿资源持续稳定的发展。一些煤矿企业为了提高煤矿开采能力, 开采更多煤矿, 引进一批先进的机械设备, 用于保证综合机械化开采技术的运用, 使得煤矿开采子作业安全、高效、先进的机械开采设备的运用, 不仅能够弥补传统设备不足, 还能够改变传统开采模式, 使得煤矿开采作业始终保持高度集中的状态。另外, 先进机械设备的应用, 其功率大, 能够深入的、大力的进行煤矿开采, 使得煤矿开采效率大大提高;其符合生产标准, 能够安全的、稳定的进行煤矿开采, 使得煤矿开采的安全性大大提高[1]。所以, 煤矿综合机械化开采技术的设备的有效应用, 使得煤矿综合机械化开采技术作用得到发挥。
当然, 要想使煤矿综合机械化开采充分发挥作用, 还需要设置配套的煤矿综合机械化开采技术的工艺。制定合理的综合机械化开采技术的工艺, 可以使先进机械设备规范、合理、有序的运作, 既可以保证煤矿开采高效, 又可以保证煤矿开采安全。对于煤矿综合机械化开采技术的工艺的制定, 是在具体进行煤矿开采之前, 由相关负责人、技术人员及管理人员等, 共同分析与研究煤矿开采, 进而制定煤矿开采方案。在此基础上, 综合分析煤矿综合机械化开采技术特点及应用作用, 科学、合理规划设置煤矿综合机械化开采技术的工艺。在具体进行煤矿开采的过程中, 出于降低开采成本、提高开采效率的目的, 按照工艺流程及开采标准, 规范、合理的进行煤矿开采, 如此可以提高煤矿开采水平。例如, 在回采巷道处理过程中, 基于煤矿综合机械化开采技术特点及应用作用, 规范、合理的设置掘进支护开采工艺, 并确定使用运送机来进行运输, 有序的进行回采巷道处理, 提高回踩巷道的稳定性, 如此可以为快速煤矿开采创造条件。
2煤矿综合机械化开采技术现状分析
基于当前平煤开采技术及设备研究现状, 确定平煤开采技术和设备水平有显著提高。平煤的煤层地理结构复杂、煤层深入相差较大, 利用综采一次采全高技术进行平煤开采, 主要是根据煤层的实际厚度, 选用适合的综采机械。其中, 薄煤层开采方面, 出于开采作业安全考虑, 运用滚筒采煤机和刨煤机配套设备进行煤矿开采作业;在中煤层开采方面, 出于煤矿开采难度考虑, 通常选用ZY6400型液压支架平配套综采设备来进行煤矿开采作业[2]。
基于以上内容分析, 确定煤矿综合机械化开采技术的有效应用, 的确能够提高煤矿开采率及开采安全性。但同时煤矿综合机械化开采技术也存在一些问题, 导致其作用难以充分发挥, 影响煤矿开采效果。煤矿综合机械化开采技术存在的问题有:
2.1煤矿资源开采率低
因为复杂煤层存在不稳定或潜在危险, 加之地质条件复杂, 使得煤层开采的安全性较低, 在其中进行机械自动化开采有一定难度, 且容易引发安全事故发生, 所以, 复杂煤层综合机械化开采难以实现, 导致煤矿开采率较低。另外, 我国大多数煤矿企业均为中小型企业, 其经济实力有限, 采用的开采技术及设备相对比较落后, 这使得煤矿开采比较粗化, 且效率低。
2.2与国外技术相差甚远
的确, 我国科学技术蓬勃发展, 推动了我国煤矿开采技术不断创新与进步。但是, 同西方发达国家相比, 我国综合机械化开采技术还是比较落后的, 其表现在自动化方面、功率特点方面、可靠性方面等, 因此我国煤矿综合机械化开采技术应用效果, 不如西方发达国家[3]。
2.3技术工艺制定不合理
一些煤矿企业并没有意识到技术工艺合理制定的重要性。相关工作人员在煤矿综合机械化开采技术的工艺制定不够严谨、规范, 使得煤矿综合机械化开采技术工艺实施效果不佳, 最终影响技术应用效果。所以, 煤矿综合机械化开采技术工艺制定不科学、不合理, 同样会影响技术应用性。
3煤矿综合机械化开采技术发展对策
基于以上内容的分析, 可以确定煤矿综合机械化开采技术的有效应用, 可以使煤矿开采安全、可靠、高效的进行, 为促进煤矿企业良好发展创造条件。但是, 煤矿综合机械化开采技术存在的问题, 使得其作用无法充分发挥, 导致煤矿开采安全性、可靠性、高效性程度不高。对此, 作者建议煤矿综合机械化开采技术发展过程中应当尽量做到煤矿开采收益整体性发展、煤矿开采技术稳定性发展。
3.1煤矿开采收益的整体性发展
其实, 煤矿开采收益的整体性发展就是基于开采效益优先原则, 对综合机械化开采技术的设备及工艺进行调整与优化, 使之在运作的过程中能够消耗的成本最少, 而煤矿开采效率较高, 为煤矿企业创造更多的经济效益, 促进煤矿资源持续发展, 促进煤矿企业健康、稳定发展。当然, 对煤矿综合机械化开采技术的设备及工艺予以优化调整, 应当注意加强自动化研究, 提高煤矿综合机械化开采技术的自动化水平[4]。
3.2煤矿开采技术的稳定性发展
实现煤矿开采技术的稳定性发展, 对提高煤矿开采技术应用效果有很大帮助。技术稳定性发展, 就意味着技术的设备使用寿命更长且自动化程度高。为了达到此目的, 在未来发展中, 煤矿企业及相关研究人员应当致力于煤矿综合机械化开采技术的研究, 不断弥补技术缺陷、不断提高技术自动化水平、不断提升技术设备的应用价值等, 促使我国煤矿开采水平在煤矿综合机械化开采技术支持下有很大程度的提升[5]。
4结束语
煤矿综合机械化开采技术的有效应用, 可以使煤矿开采安全、可靠、高效的进行, 为促进煤矿企业良好发展创造条件。但综合当前我国煤矿综合开采技术应用情况可知, 煤矿综合机械化开采技术取得一些成绩的同时, 还存在一些问题, 如开采率低、技术水平低等, 使得煤矿综合机械化开采技术应用效果不佳。对此, 应当注意科学发展煤矿综合机械化开采技术, 使得逐步向开采收益整体性和开采技术稳定性方向发展。
参考文献
[1]宁宇.我国煤矿综合机械化开采技术现状与思考[J].煤矿开采, 2013, 18 (1) :1-4.
[2]康金炎.关于煤矿综合机械化开采技术现状与思考[J].河南科技, 2013 (18) :80.
[3]张贤田.探讨煤矿综合机械化开采技术现状[J].科技资讯, 2014 (33) :55-55.
[4]毛德兵, 蓝航, 徐刚, 等.我国薄煤层综合机械化开采技术现状及其新进展[J].煤矿开采, 2011, 16 (3) :11-14+76.
机械化开采技术 篇9
1 薄煤层开采技术和对应工作流程
1.1 机械化综合刨煤开采技术组织
我国薄煤层资源非常丰富,能够支持各行各业的运作需求,也能够保障我国市场经济的稳定运行和发展。薄煤层开采工作当中,传统的刨煤技术比较普遍,但是实际的技术水平没有达到高效的要求和标准。在具体的薄煤层开采过程当中,采取机械化的综合形式刨煤技术,是比较简便的操作方法,因此对于实际的工作水平要求比较低,但是需要更加优越的劳动力执行条件。在具体的开采工作过程中,需要进行相关业务的配合,由完整的组织进行协同操作,最终取得煤炭资源[1]。
1.2 机械化综合滚筒开采技术组织
滚筒方式的机械化综合类型技术与刨煤方式相比较具有更高的技术含量,在实际的工作过程中也彰显出一定的优越性。具体工作的开展也需要相关组织和部门人员的相互配合,在实际工作开展的过程当中,进行煤炭资源不同层面的探索,掌握实际的煤层资源厚度,随时调整技术实施的强弱程度,并且保证工作执行的质量要求。
2 薄煤层开采流程方法及对应设备选择
2.1 薄煤层开采流程方法
针对薄煤层的开采工作,涉及众多的技术内容,要求实际工作开展必须符合安全生产的相关要求。在具体施工的过程当中,也需要配套的生产技术支持。综合性机械化生产技术支持,成为当下社会生产效率的最基础要求,也是最核心的工作指导理念。面对开采工作中遇到的环境和地质问题,选择不同的开采方式很重要。滚筒开采的方式具有更高的工作效率,能够保障具体开采工作的技术要求,实现对环境和空间的分析和掌握,确保开采资源的优质性要求。
2.2 开采机械选择
针对薄煤层开采的工作进行综合性机械化设备的选择,实现对三机工具的综合使用,必须要考量到工作面的相关工作内容细节,进行采煤机的选择,保证工具使用效率的要求。同时,还需要实现对液压机械的支架使用需求,进行综合性的工作考量,在具体的施工工作当中保证对开采参数的了解与掌握,并判断设备实际的工作能力和功能支持作用。需要进行支撑和保护的强度计算,进行阻力测量,还需要进行支架的构建管理,最终确定相关的支架类型等[2]。
2.3 多种机械配套工作合理性
多种机械设备的配套工作,必须考量到开采工作实施的科学性,针对多种设备的尺寸进行测量和设计,在实际的工作过程中进行综合的考量及应用。三种设备的综合使用必须考量到实际的设备运作需求,针对相关设备进行设计和使用,并规范设计与使用的安全监督管理流程,满足薄煤层开采工作需要。
3 机械化综合薄煤层开采技术应用
3.1 环境条件
薄煤层开采应用综合化的机械开采技术,需要针对实际的工作进行测评和考察。薄煤层一般在砂质环境和地质层中出现的比较频繁,砂质环境对于开采工作造成难度,采取滚筒方式的开采更加符合特殊的地理环境,满足对煤炭资源的收集需求。
3.2 应用实施条件
除了环境条件因素之外,具体机械化综合开采技术的实施与应用还存在条件上的限制。面对实际的技术升级需求,采取薄煤层开采工作的设计,需要进行产量和具体开采工作的测量与分析,针对不同的实施条件进行生产工具和技术的选择,以此保证设备的良好运作,促进不同地质环境下薄煤层开采技术工作质量的稳定提升[3]。
4 结论
随着生产力的不断升级,基础的开采工作也具有新的要求和标准。在传统开采技术的支持下实现对薄煤层开采的技术完善与优化,能够满足开采技术质量的提升需求。在具体工作开展的过程中能够发现,综合性的机械化技术对于开采工作具有很大的支持力度,能够实现对整体工作效率和质量的要求。
参考文献
[1]毛德兵,等.我国薄煤层综合机械化开采技术现状及其新进展[J].煤矿开采,2011,03:11-14+76.
[2]李位民.含硫化铁硬结核体薄煤层综合机械化开采技术研究[J].中国煤炭,2012,06:52-55.
谈国内外短壁机械化开采技术现状 篇10
关键词：短壁机械化开采,适用范围,现状
0 引言
在煤炭工业中, 就地下采煤方法而言, 主要有长壁式采煤法和短壁式采煤法2种体系。欧洲和亚洲各产煤国家多采用长壁式采煤法, 美洲、大洋洲和非洲各主要产煤国多采用短壁式采煤法 (柱式采煤法) 。
短壁机械化开采方法是在传统房柱式短壁开采方式的基础上, 为适应机械化开采因地制宜地发展起来的, 其技术发展以安全、高效、绿色, 提高煤炭开采回收率和采煤工效为目标, 可用于不规则块段、地质构造较复杂的煤层等不适宜布置长壁综采工作面的场合;可用于“三下”压煤、各类煤柱等的残采、复采;也可作为中小型矿井的主要机械化采煤方法, 具有机动性强、机械化程度高、回采工效高和安全性好等优点。随着短壁机械化开采方法的推广、完善, 将形成长壁综采与短壁机械化开采2种方法相互补充的最佳生产模式。
1 国外短壁机械化开采技术现状
国际上以连续采煤机为代表的房柱机械化开采技术, 经过50多年的不断研究与改进, 已形成了比较完善的短壁机械化采煤方法体系。近年来, 澳大利亚、南非、印度及加拿大等国均广泛采用短壁机械化采煤方法, 资源回收率达到90%以上, 取得了很好的经济效益。美国是世界上采用连续采煤机房柱式开采方法最早和产量最高的国家。据相关资料, 美国短壁开采产量很长时间里占美国地下矿产量的2/3以上, 目前仍占45%以上, 其连续采煤机及其配套设备的制造水平处于世界领先地位。澳大利亚和南非两国根据各自的煤层地质条件, 在美国传统连续采煤机房柱式采煤方法的基础上, 成功地开发了旺格维利和西格玛2种短壁采煤方法, 兼取了长壁式和房柱式2种采煤方法的优点, 从而扩大了连续采煤机的应用范围, 提高了资源回收率。南非短壁机械化开采的产量占井工矿开采的92%, 美国占45%, 澳大利亚占15%[1]。目前, 典型的短壁开采综合机械化装备主要包括连续采煤机、锚杆钻车、运煤车 (梭车) 、铲车、给料破碎机和履带行走液压支架以及连续运输系统等设备, 其核心设备是连续采煤机。
2 国内短壁机械化开采技术现状
中国对于短壁机械化开采技术的研究以及对连续采煤机及其配套设备的开发工作起步较晚, 同类产品长期空白。短壁采煤在众多地方、乡镇煤矿和小煤矿中仍然大面积沿用20世纪50年代的房式、房柱式工艺, 采用简单机械进行开采。神华集团20世纪90年代成套引进国外产品, 进行煤巷掘进和短壁开采, 取得了较好的成绩。短壁开采技术近几年来有了很大的发展。通过长期的研究和探索, 在中国传统的房柱式和刀柱式短壁采煤方法的基础上, 总结出一套短壁机械化的开采技术, 实现了短壁综合机械化开采, 为不适合采用长壁综合机械化开采工艺的煤矿探索出1种高效采煤成套技术。回采率由仓房式炮采的30%提高到75%, 最高已达87%。全员工效达77.6 t/工, 最高达119.8 t/工。连续运输系统与连续采煤机配套使用, 还实现了长壁顺槽的快速掘进。拓宽了连续采煤机的应用范围, 为解决煤矿采、掘失调问题提出了新的有效的技术途径。
但与先进的采煤国相比, 中国短壁机械在产品性能及多样性方面还存在很大的差距, 有些设备国内还没有全部研发成功, 在基础研究方面也比较薄弱, 原始创新比较少;还没有根据中国煤矿不同地质条件研发适应的开采系统和机械装备;没有完整的设计理论依据, 计算机动态仿真等方面还处于空白;在设备无线控制和远距离可视操作、进而实现危险区域少人无人等方面刚刚起步。
3 中国现有的短壁机械化开采技术[2]
目前, 中国短壁机械化开采成套技术大约为以下五大类, 它们的装备各有各的适用范围和技术特点, 在煤炭资源开采中发挥着各自的作用。
a) 以连续采煤机为开采设备的短壁机械化技术, 适用于净水平的中厚煤层, 主要用于晋陕蒙交界的区域;
b) 以短长壁采煤机为开采设备的短壁机械化技术适用于顶板压力大, 有一定倾角, 能够布置成较规则短长壁工作面的中等煤层, 主要用于大同和新疆等矿区;
c) 以螺旋钻采煤机为开采设备的短壁机械化技术适用于薄煤层开采, 主要用于山东、江苏一代;
d) 以水力机械为开采设备的短壁机械化技术, 主要用于煤层厚度变化较大, 硬度较小, 有一定倾角, 水力资源满足的中小矿区;
e) 以特殊悬臂式掘进机为开采设备的短壁机械化技术, 用于有一定倾角的中厚煤层, 主要用于山西地区。
4 结语
随着煤矿开采强度的不断加大, 资源的充分开采利用和安全生产更加受到重视, 短壁机械化开采有利于促进煤矿生产机械化水平的提高和煤炭资源回收率的提高, 降低工人劳动强度, 提高劳动生产率, 是中国煤炭企业安全、高效、和谐发展必不可少的技术和装备。
参考文献
[1]王虹, 李变荣.中国短壁机械化开采技术发展现状与思考[G].中国科协2005年学术年会论文集.太原:中国煤炭学会短壁机械化开采专业委员会, 2005:19-24.
矿井边角煤开采技术实践研究 篇11
关键词：边角煤；设备布置；安全开采
中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）18-0025-01
1 工作面概况
兖矿集团兴隆庄煤矿B1303工作面位于一采区中部，东部为B1302、1303及1304回采工作面，西部为一采区域轨道巷，切眼与1303运顺相邻，停采线与1302轨顺相邻。该工作面是在一采区1302～1306工作面相继回采结束后，在停采线与官庄二号断层两侧形成了多个不规则的边角煤块段。该区域边角煤块段体现了边角煤工作面“不规则、高应力、易发火”的特点，存在冲击地压隐患、多条老巷贯穿其中增大了工作面的开采难度。
B1303工作面为边角煤面，为最大限度回收资源，该工作面呈梯形布置，分两个阶段回采：内段净面长36.3 m，推进长度50 m；外段边推进边添加支架，推进长度392.94 m。工作面总推进长度为442.94 m，可采储量为32.98万t。
2 工作面巷道布置方式
①沿用原有巷道及溜煤眼，减少巷道开挖量。B1303工作面利用东翼-450 m轨道大巷作为主要辅助运输巷道，并充分利用原有的一采区域皮带巷、B1303轨联巷、一采区域皮机头联络巷等解决该工作面的通风、运输、行人问题。其中原一采区域皮巷道作为B1303工作面的煤流运输顺槽的重复利用，减少了600 m的工作面运顺系统巷道开挖量。
②受官庄二号大断层的影响，工作面轨道顺槽与断层走向大体上一致呈折线布置，轨道顺槽与工作面推进方向呈15 ？觷夹角，工作面边采边加，加大资源的回收。
3 优化边采边加工艺工序
3.1 B1303工作面边采边加概况
B1303工作面，内段工作面轨顺和运顺中—中平距为40.3 m，净平距为36.3 m。外段工作面为轨顺边推边添加支架，净平距为36.3～129.62 m。工作面轨顺沿官庄二号断层掘进，与工作面推进方向呈15 ？觷夹角，工作面推进约50 m后进入边采边添加阶段，轨顺外段与工作面推进方向呈15 ？觷夹角，即每推进6 m，工作面变长1.5 m。外段边推进边添加支架、运输机溜槽及其附带设备。
3.2 工作面现场支架布置情况
该面工作面第一阶段共安装27组支架，自轨顺拐点以外到30#点，轨顺沿线安装41组支架。其中：27#点架前立柱距煤壁1 m，前机尾距煤壁2.2 m，后机尾距煤壁0.5 m。前部简易机尾与正常溜槽相连接，受齿轨座安装影响，煤机向机尾行走至正常溜槽最右端时，煤机右滚筒最低截割点距简易机尾端0.7 m，即简易机尾距工作面煤壁最小距离0.7 m时必须添加前部溜槽。
3.3 施工方案论证
①方案一：工作面安装时后部相对前部多安装一节溜槽，当工作面推进至边采边添加阶段第一次添加前部溜槽时，后部机尾距煤壁1.3 m，只添加前部溜槽即可。因巷道中提前安装支架，巷道中支架距煤壁宽度为3.3～3.5 m，故前部每次只能添加2节溜槽。添加后继续推进至第二次添加前部，此时后部机尾距煤壁约4 m，可不添加后部，工作面继续推进至后机尾距煤壁约5.5 m时，添加3节后部，后机尾距煤壁1m。工作面继续推进至第三次添加前部时，正常添加2节前部溜槽，工作面继续推进至后机尾距煤壁约5.5 m时，添加3节后部，后机尾距煤壁1 m。依次类推，按照相同方法推进过程中前后部交替添加，当前部运输机添加3次，后部运输机添加2次，即前后部同时添加6节溜槽。
②方案二：添加前部方案与方案一相同，第一次添加后部时后机尾距煤壁约5.5 m时，只添加2节后部溜槽即可，后机尾距煤壁1 m，工作面继续推进至第三次添加前部时，正常添加2节前部溜槽，工作面继续推进至后机尾距煤壁约5.5 m时，添加2节后部溜槽，后机尾距煤壁2.5 m。
综上所述，为避免前后部同时添加工作量大，一个班不能完成的弊端，采用支架随工作面推进及时添加，前后部溜槽每次添加2节，交替添加的方案。
4 过老巷方法和安全措施
①1303面运顺位于工作面煤层一分层，在B1303工作面内全长42 m，与B1303运顺成71 ？觷夹角，影响工作面推进长度12.4 m，工作面每推进一排，将由机头向机尾延伸约2.03 m，即工作面每推进一排将由机头至机尾方向延伸1.33组支架。因B1303工作面沿煤层底板推进，该巷道处于工作面上方约2.4 m处，在工作面内无揭露点。预计对工作面生产影响较小，工作面推进至4#点6 m时，1303运顺在机头方向进入工作面，按1303运顺巷宽4.5 m，工作面支架主顶梁长5.03 m计算，自老巷进入工作面，机头排头支架前梁开始支撑老巷底板至工作面向前推进排头支架切顶线离开老巷底板，工作面需推进9.53 m，此时工作面支架主顶梁位于老巷底板下支架数为20组。
②1303面运顺联络巷由1～3分层穿层布置，该巷道进入工作面时与B1303运顺间距10.73 m，即工作面8#点支架至11#点支架对应段（4.5 m），工作面约推进至5#点1 m时，老巷底板在工作面内揭露，随工作面推进，老巷底板与工作面底板逐渐接近并重合，工作面推进至8#点9 m时至老巷向工作面运顺方向拐点，随工作面推进老巷在工作面揭露架数增加5.32 m，并逐渐向机头方向平移，工作面推进至10#点9.4 m时，老巷在运顺出面。
③B1303探煤巷在煤层内自工作面轨顺至工作面运顺由3～1分层穿层布置，探煤巷与B1303轨顺夹角89 ？觷，工作面每推进一排，老巷向机头延伸1.55组支架，老巷内已灌注粉煤灰充填改造，工作面推进至25#点5.7 m时在轨顺侧揭露老巷，按B1303探煤巷宽4.5 m，工作面支架主顶梁长5.03 m计算，自老巷进入工作面，正常支架前梁开始进入老巷至工作面向前推进支架切顶线离开老巷，工作面需推进9.53 m。
④1303轨顺、1302运顺、B1302运顺平行布置且均位于工作面上方，在工作面内长度分别为60 m、107 m、109 m，工作面每推进一排，向机尾方向延伸1.25组支架，按老巷宽4.5 m，工作面支架主顶梁长5.03 m计算，自老巷进入工作面，正常支架前梁开始进入老巷至工作面向前推进支架切顶线离开老巷，工作面需推进9.53 m。
⑤B1302运顺联络巷由1～3分层穿层布置，该巷道进入工作面时与B1303运顺间距19.5 m，即工作面13#支架至16#支架对应段，工作面约推进至35#点2 m时，老巷底板在工作面内揭露，随工作面推进，老巷底板与工作面底板逐渐接近并重合，工作面推进至35#1.4 m时至老巷向工作面运顺方向拐点，随工作面推进老巷在工作面揭露架数增加（5.32 m）并逐渐向机头方向顺移，工作面推进至37#点时，老巷在运顺出面。
5 结 语
近年来，随着矿井开采强度的增加，煤炭资源可采储量急剧衰减。因此，要延长矿井寿命，回收边角煤已经成为矿井的一项重点工作。
通过实践发现，边角煤的回采应尽可能利用现有生产系统，应针对各个边角煤块段的赋存状况及特点，开采前做好充分的调研论证工作，遵循技术可行、安全可靠、经济合理的原则，选择合适的开采技术方案，大胆试验，保证资源的回收率。
参考文献：
[1] 宁宇.大采高综采煤壁片帮冒顶机理与控制技术[J].煤炭学报，2009，（34）.
机械化开采技术 篇12
1 薄煤层综采设备配套选型
根据新庄煤矿地质条件及工作面煤层赋存状况, 经论证分析, 选用MG150/346-WD型电牵引煤机、ZY3600/08/18D型两柱掩护式液压支架、SGZ630/264型运输机。配套设备参数见表1。
2 工作面各生产系统优化
为适应薄煤层工作面综合机械化开采需要, 须对采区及工作面生产系统进行优化改造, 详情如下:
液压系统。根据本工作面所需及我矿设备实际情况, 通过计算设计, 选择GRB315/31.5型液压泵站, 1台工作、1台备用;选用Φ32高压液压胶管作为进液管、Φ38高压液压胶管作为回液管。泵站向工作面敷设供、回液管各1趟。泵站压力不低于30MPa。
运输系统。工作面煤机割煤后在工作面采用一部SGZ630/264型刮板运输机经机巷一部SZZ764/132转载机运送至机巷可伸缩带式输送机上, 再通过皮带巷可伸缩带式输送机运入采区煤仓。
通风系统。通过对工作面气象条件、瓦斯涌出量、工作面同时工作最多人数及风速进行验算, 确定工作面供风量为543m3/min。新鲜风流从轨道运输大巷经工作面风巷进入采面, 乏风从工作面回风巷直接回到采区回风大巷。
供电系统。由采区的变电所敷设型号为MYPTJ-3.6/6-3×50+3×25/3+3×2.5的高压电缆接入采面开关列车移动变电站, 再通过2台KBSGZY-T-800/6型移动变电站降压为1140V供综采三机设备、乳化液泵站等用电使用;660V低压供电至风巷一、二、三部运输车场及切眼以供运输绞车用电使用。
供水降尘系统。通过地面静压水池敷设管路至采面风、机巷, 风、机两巷各铺设一趟二寸水管, 双管路向防尘设施、采煤机及泵站各设施供水。风巷每100m、机巷每50m安设一个三通阀门, 用以降尘及冲刷巷道。采面每7架安设一道洒水装置, 风巷口向里10m~15m范围内和机巷外距采面30m处各安设一道风流净化水幕。向采煤机供水的内外喷雾水压符合设计压力要求, 喷头雾化好, 能覆盖滚筒。
安全监控系统。在工作面、上隅角、回风流等地点安设对CH4、CO2等有害气体进行监测, 并与地面监控指挥中心联网实现在线监测。安全断电范围:工作面及回风巷中全部非本质安全型电气设备。
3 生产中面临问题及其解决措施
(1) 煤层不稳定、需确定最低采高。三3煤层煤厚变化较大, 尤其是采面遇构造期间, 均需挑顶或者破底。对工作面生产效率及煤质造成很大影响, 此外, 采高控制还直接影响煤机通过性能。为此, 根据支架性能、煤机参数、滚筒直径、煤机运行、采面设备更换等因素综合考虑, 将最低采高确定为1.5m。
(2) 煤层薄、采高低, 工人操作困难。薄煤层开采, 行人空间狭小, 工人操作支架、控制煤机割煤等操作均十分困难。为此, 配置了新型的电液控装置来控制支架操作, 在工作面外即可实现支架的移架、降架、推溜等操作, 减少人员的架间操作。同时减少人员跟机作业, 使用遥控装置, 可有效减少工人架间操作时间。此外, 还为架间操作工人购置新式工作服等劳保用品, 减少架间操作时对膝盖、手肘的损害[2]。
(3) 工作面检修、更换设备困难。薄煤层开采, 空间狭小, 若设备损坏时, 更换、检修难度大。为此我们制定了, 每天不低于4个小时的检修, 每班生产前要求设备空转等特殊的设备维护和保养制度, 减少设备损坏更换次数。
(4) 煤机较轻, 遇岩石易损坏。薄煤层综采煤机较轻, 尤其是薄煤层开采时需破顶 (底) 岩石, 为保护采煤机, 根据岩石硬度、厚度不同, 进行松动爆破, 同时制定防崩坏立柱、煤机、运输机、电缆等设备的措施, 减少煤机割岩石的现象。
(5) 电液控制系统对采面条件要求高。电液控装置增加了人员操作时的方便程度, 但电液控制系统对传动介质更稳定、更清洁、高过滤精度 (25μm) 有更高的要求, 普通综采工作面乳化液的质量无法满足该系统的需求。为此定制了电液控制系统专用液, 它可有效避免介质堵塞滤芯、过滤器、先导阀等部件, 进而保证矿井高效、顺畅生产。
4 炮采与综采效益分析
三3煤薄煤层工作面采用炮采方式和综采方式在三3煤12041工作面回采前, 对技术与经济可行性分析:新庄煤矿薄煤层炮采工作面单产平均1.5万t/月, 最高不超过2万t, 且人员多。工人劳动强度大, 工资费用高、功效较低。综采工作面, 第一个月试采, 第二个月产量3.8万t, 最高产量达5.8万t, 创河南神火集团薄煤层综采面单产最高水平。经济指标分析见表2。
由表2可知, 综采工作面吨煤直接成本为9.93元, 炮采吨煤直接成本68.2元, 每月按照生产原煤5.94万t计算, 则综采工艺比炮采工艺利润多出346.1万元。综采工作面单产比炮采工作面单产每月多出原煤3.96万t。根据矿井近几年统计, 原煤平均售价475.2元/t, 完全成本为368.3元/t, 吨煤利润为106.9元/t。则薄煤层综采工作面利润423.3万元/月。据此, 综采工作面比炮采工作面每月多盈利769.4万元。
5 结论
(1) 新庄煤矿薄煤层综合机械化技术应用的过程中, 克服了薄煤层综采设备运输、安装、初次使用缺乏经验等一系列困难, 通过认真选型配套、及时改进工作中出现的问题, 使薄煤层综合机械化开采技术试验成功。三3煤12041工作面为豫东矿区首个试验成功薄煤层综合机械化开采的工作面, 该工作面的成功回采为豫东矿区薄煤层综合机械化开采技术积累了宝贵的经验。
(2) 综采设备的投入, 降低了工人的劳动强度, 产量大幅度提高, 有效增加了采煤工作面的安全性, 对安全生产提供了有利的条件。
(3) 综合机械化开采技术是矿井实现安全高产高效的基础和技术保障, 推行先进的回采工艺是企业降低成本、提高经济效益的发展方向。
参考文献
[1]梁洪光.薄煤层综采技术发展现状[J].煤矿开采, 2009, 01.