采煤综合技术分析论文

采煤综合技术分析论文（共10篇）

采煤综合技术分析论文 篇1

采煤工作面一直以来都是井下粉尘浓度最高的作业场所。经过现场测定,采煤工作面在未采取任何防尘措施的情况下,粉尘浓度在4 000～8 000mg/m3,其产尘量占到总产尘量的45%～80%。高浓度的粉尘给作业人员及煤矿安全生产带来了巨大隐患。随着现代科学技术的发展,大型机械化设备被不断应用到煤矿中,使得井下开采强度不断增加,由此而带来井下采煤面截煤、运煤、移架等各个工序产尘量也越来越大。为此,开展针对采煤工作面的综合防尘研究显得尤为重要[1]。针对霄云煤矿采煤工作面实际情况,积极开展了综合防尘自动化技术的应用研究,并取得了良好的效果。

1 采煤工作面粉尘主要来源

霄云煤矿采煤工作面全部采用综合机械化开采,煤层含水量低,通过对现场检测分析,采煤工作面粉尘主要来源包括:①采煤机截煤产尘。采煤机滚筒在切割煤层过程中,截齿不断与煤体间发生碰撞、冲击,使得煤层变成煤块甚至微小颗粒,并快速下落,产生大量粉尘,这些粉尘在风流作用下不断向周围扩散。②在机组与刮板输送机之间形成的通道中,煤炭运输与风流方向相反,使得机组下部粉尘在风流作用下向外扩散;③装运转载过程中产尘。由于摩擦振动会使本来沉积下来的煤尘转化为浮游粉尘,导致风流中的粉尘浓度增加;④采煤支架移架、降架时产生粉尘。支架上部粉尘支架移动过程中发生冒落,致使粉尘浓度增加。

2 防尘技术

通过对霄云煤矿采煤面粉尘主要来源的分析,经过长时间的研究与探讨,最终在霄云煤矿工作面形成了一套综合防尘自动化系统,经过现场应用取得了一定效果。该系统主要采用以下几种设备对粉尘加以控制。

2.1 内外喷雾与水电联动装置

通过对霄云煤矿各采煤工作面现场测定,发现采煤机运转割煤时,工作面产生的粉尘浓度最大,平均值高达342 mg/m3,远远超过国家允许的浓度,严重威胁着作业人员的身心健康。为了能有效从源头对工作面粉尘进行控制,防止煤尘的扩散,在借鉴国内外有关技术研究的基础上,采用在采煤机上安设内外喷雾装置的方法控尘。现场应用表明,内外喷雾可以更直接有效地沉降截割产生的粉尘,降低回采工作面煤尘量[2],减少煤尘的蔓延扩散量。经测定,内外喷雾使用后,煤尘的浓度降低到45 mg/m3,与未采取措施时粉尘浓度有了明显降低。

采煤机使用内外喷雾装置后,有水、无水情况下采煤机均可正常工作,而采煤机在内外喷雾无水的情况下工作,会产生高浓度粉尘。这就需要在采煤机安设水电联动闭锁装置,一旦内外喷雾装置用水处于不正常状态,采煤机会在启动工作约1 min后自动停止,无法正常工作[3]。只有当供水系统及喷雾头一直有水、正常喷雾的情况下,采煤机才能正常工作,实现了水电闭锁联动。

2.2 光电喷雾装置

在多年防尘工作探索的基础上,积极改进架间喷雾装置,淘汰了传统设备,逐渐采用光束传感器来控制电磁阀工作,实现开关架间喷雾自动化,减轻了作业人员的负担。

2.3 新式移架降架喷雾装置

新式移架降架喷雾装置如图1所示,通过立柱降柱打开双向锁A腔,使一部分液体从双向锁进液口进入,从而打开阀芯,液体通过出液口进入阀组,A腔打开同时B腔也随之打开,构成回路。将防尘主管通过1根∅10 mm胶管接入双向锁进液口3,再通过胶管将回液口4与架间喷雾相连,这样工作液打开A腔,B腔也同时打开。通过以上循环,实现了降柱的同时自动打开防尘管路[4]。

2.4 红外线喷雾网式扑尘器

红外线喷雾网式扑尘器(图2)是根据巷道实际断面截取双层纱网制作的1个覆盖全断面的拦截网,并在拦截网后方安设1道红外线净化水幕,水雾与拦截网之间的距离需保持在0.3 m,从而实现净化水雾在实现自身功能的同时,将水喷洒在砂网上,提高降尘效果。隔尘砂网一般安放在采煤工作面回风出口外10 m处。净化水幕上安设红外线探头感应开关,保证行人通过拦截网时水幕能够自动关闭。这就在巷道断面上形成了2道除尘屏障,能够起到较好的除尘效果,降低了巷道内的粉尘浓度。

2.5 转载点自动喷雾装置

在转载机电控回路上接入1个电磁阀,与转载机电机的开关控制同步,随机喷雾启动或停止,达到自动喷雾的效果。

2.6 煤层注水装置

(1)设备。

钻机为MK-3型全液压坑道钻机,该钻机功率大(15 kW),钻孔倾角容易掌握,用Ø42mm钻杆,最大钻孔深度可达150 m,满足了煤层注水的钻孔深度要求。注水泵型号为SD-2/15。采用顺层长钻孔,多孔联合布置方式注水,利用注水泵加压到7 MPa左右,并配以3%‰的降尘剂,将水压入煤体。采用封孔器封孔。

(2)煤层注水设计。

①钻孔长度:注水孔长度应为工作面倾斜长度的1/3～1/2。②注水要求量:根据公式Q=KLBMRq可求得钻孔注水量的大小。其中,Q为一个钻孔的注水量;K为顺钻孔方向湿润距离修正系数,取1.1～1.5;L为钻孔长度;B为钻孔间距;M为煤层厚度;R为煤的容重;q为吨煤注水量,取0.03 m3/t。

(3)煤层注水效果。

①应用压风排渣技术进行井下钻孔施工,采用以空气代替清水作为冲洗介质的钻孔施工方法,在一定程度上杜绝了因塌孔造成的卡钻、埋钻事故,保证了恶劣条件煤层的高效钻孔。②煤层中含水量有较大程度的改观,由1.67%增加到5.70%。③选用了强度较大的金刚石钻头,克服了夹矸硬度高且分布不规律的难题,有效解决了夹钻、不进钻等一系列问题。④打孔深度明显增加,打孔深度由原来的40～50 m增加到现在的90～120 m。在霄云煤矿多年的煤层注水施工经验基础上,不断优化改进已有的注水方案,使煤层湿润的程度不断得到提高,降尘率也有了较大程度的改善,一定程度上减少了煤尘事故的发生[5]。

3 效果分析

霄云煤矿在1302综采工作面对矿井综合防尘自动化系统进行了现场应用。在1302综采工作面安设:①内外喷雾装置;②水电联动喷雾装置;③光电喷雾装置;④新型移架降架喷雾装置;⑤红外线喷雾网式扑尘器;⑥转载点自动喷雾装置;⑦大口径煤层注水装置。

为更好地体现应用效果,结合综合防尘措施在现场的使用,以及应用防尘添加剂的降尘情况,分别测定以下3种状态下的粉尘情况:①不采取任何防尘措施;②应用普通防尘水(水量5.895 m3/h),正常使用内外喷雾等各类防尘装置,开启综合防尘措施;③添加降尘添加剂后,正常使用煤机喷雾综合防尘措施。其中添加降尘剂后又分别测定了0.3‰(水量5.923 m3/h,加药泵流量2 L/h)、1‰(水量5.944 m3/h,加药泵流量6 L/h)、1.3‰(水量6.002m3/h,加药泵流量8 L/h)3种理论浓度状态。测试地点为采面回风出口外10 m。测试结果见表1。

mg/m3

(1)在使用普通防尘水的情况下,采用综合防尘自动化系统后(与未采取任何措施相比),全尘浓度与呼尘浓度分别降低了77.01%、87.13%。

(2)在防尘水中添加0.3‰浓度的降尘剂时,全尘浓度与呼尘浓度分别比使用普通防尘水降低了72.1%、69.2%;在防尘水中添加1.0‰浓度的降尘剂时,全尘浓度与呼尘浓度分别比使用普通防尘水降低了76.5%、72.1%;在防尘水中添加1.3‰浓度的降尘剂时,全尘浓度与呼尘浓度分别比使用普通防尘水降低了73.7%、74.5%,使用3种浓度降尘剂与未使用综合防尘自动化系统情况下的全尘浓度与呼尘浓度相比,分别降低了93.6%、96.0%,94.6%、96.4%,94.0%、96.7%。

由此可见,矿井综合防尘自动化系统在采煤工作面应用效果良好,同时,降尘剂的应用也大大提高了矿井综合防尘自动化系统的降尘效果。现场测定数据表明,工作面的降尘幅度与使用降尘剂的浓度呈现一定的曲线关系,同时,降尘剂的使用浓度应控制在1.0‰左右最佳,其降尘率不随浓度的增加而增加。

4 结语

综采工作面机械化采煤在提高开采能力、减轻工人负担的同时,也导致工作面粉尘浓度的增加,给煤矿安全生产带来了新的挑战。这就要求煤矿企业在积极分析矿井粉尘特点的前提下,采取当前先进的除尘、控尘措施,积极开发新设备,创新新技术,不断提高综采防尘技术水平,更好为作业人员创造清洁安全的生产环境。

参考文献

[1]时训先,蒋仲安,周姝嫣,等.综采工作面粉尘分布规律的实验研究[J].煤炭学报,2008,33(10):1117-1121.

[2]王晋育,冉文清,张延松.煤矿综采放顶煤工作面高浓度粉尘的综合防治[J].中国安全科学学报,1999,9(1):6-10.

[3]赵栋,刘文虎,姚理忠,等.矿井综合防尘措施[J].矿业安全与环保,2003(6):23-27.

[4]胡社荣,蒋大成.煤层自燃灾害研究现状与防治对策[J].中国地质灾害与防治学报,2000,11(4):69-71.

[5]刘毅,蒋仲安,蔡卫,等.综采工作面粉尘浓度分布的现场实测与数值模拟[J].煤炭科学技术,2006,34(4):80-84.

煤矿井下采煤技术与采煤工艺分析 篇2

关键词 煤炭资源；采煤技术；工艺 ；分析；措施

中图分类号 TD823 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）011-0191-01

我们目前及时能源的消费大国也是能源的生产大国，据相关部门的科学统计，我国在煤炭资源的消耗量在全世界占很大的比例。随着我国经济的不断发展，社会对煤炭资源的需求也在逐年增长，然而煤炭作为一种不可再生资源，其数量是有限的，所以加大对煤炭资源的集约化利用就成为煤炭企业今后工作中的重大课题。在煤炭企业的产业化道路上，可以通过采煤工艺和采煤技术的提高，来推进煤炭资源的集约化利用。

1 在煤矿矿井井下采煤技术方法的分析和研究

1.1 硬顶板预控技术

硬顶板预控技术在保证井下采煤的安全上发挥着重要作用，这一技术是一项有效的安全控制技术，主要是对岩层进行定向的水力方法压裂，或者进行倾斜深孔爆破。硬顶板预控技术方法在矿井井下的采煤中具有很大的优势，可以实现煤炭的随采随冒效果，这能够有效的提高对顶煤的回收回采效率。通过这一方法的运用还能够使基本顶能按照相关的既定步距，来完成所预计的垮落，便于顶煤的破碎，达到井下采煤的安全生产效果。

1.2 顶煤冒放性过差、块度较大的综放开采成套设备配套技术

这一技术的开发和应用能够实现顶板控制与顶煤破碎的优化，是一种利于放顶煤新型液压支架的方法。由于这一技术方法的优势比较明显，所以现阶段在煤炭井下开采中的运用也比较广泛。随着煤炭资源开发力度的不断加大，就需要加大推广这种技术，这样才能够合理有效地确定位于后部的输送机工作的能力。

1.3 两硬的条件情况下放顶煤的快速开采推进技术

这一技术的应用，对实现煤炭井下的开采量具有重要作用，所以需要加大这一技术的研究和应用，目前这一技术主要适宜于综放开采方面的回采工艺，此方法的运用能够优化采煤的具体工艺，能够实现采煤工艺的不断完善，達到缩减放煤方面的整体时间的目的。有效的推广这一技术能够实现煤炭企业采煤工作的效率，实现企业采煤工作的高产高效。

1.4 在 5至5.5 m的宽煤巷锚杆支护技术

在煤炭井下的采煤工作中，配套的采煤机械设备的使用能够有效的提高采煤效率，所以煤炭企业应该加大对先进技术的采用力度，用过先进的宽煤巷锚杆支护技术的应用研究及开发，来实现重型化大功率综采配套设备得到不断的发展和优化。目前，这一技术的推广能够实现采煤机械的连续使用，实现采煤整体工作面的优化拓展。

1.5 煤矿矿井缓倾斜薄煤层的长壁开采技术

在矿山井下采煤中，煤矿矿井缓倾斜薄煤层的长壁开采技术，主要适合用于采煤的薄煤层，其具有很多的优势，具有大功率、小体积和高稳定性的特点。这一技术的研究和应用能够实现薄煤层的开采力度，有效的实现煤炭的高效能开采。这一技术还适合刨煤机综合采煤的液压支架，能够增加支架的结构强度，强化防滑防倒的功能，防止千斤顶的严重损坏。这一开采技术的运用能够达到支架性能的稳步提升，实现同中厚煤层高产效能指标间的差距缩减。

2 煤矿矿井井下采煤技术工艺的合理选择应用分析

井下采煤工艺的选择事关重大，所以必须认真对待。为了实现煤炭开采额经济安全及高采出率，就必须做好采煤工艺的科学选择。要综合的考虑开采企业的管理水平和具体的煤层开采技术，做好综合全面的技术分析和比较，最终做出最优的技术工艺选择。我国的煤炭资源分布具有地区性，在煤炭蕴含的地质结构上也具有复杂性，这就导致我国的煤矿开采技术及装备要求上需求的多层次性。这给我国煤炭资源的开采带来了很大的挑战，所以在很长的一段时期内，煤炭的井下开采都会处于一种多类采煤工艺技术并存发展的状态。

2.1 选取综合采煤技术工艺的条件分析

综合采煤技术工艺具有很多优势，能够的实现煤炭开采的高效低耗，能够在安全的基础上达到煤炭的高，还具有比较小的劳动强度，所以现在很多采煤企业都对这一方法的运用非常重视。然而实践中还存在很多不利于这一技术实施的因素，如综合才没技术工艺设备的价格非常昂贵，这一生产工艺对矿井生产系统的优良性要求比价高，要求必须具有很高的管理操作水平，具有很大的依赖性。就当前的综合采煤经验与技术水平来讲，这一工艺的适用范围在倾角为五十五度以下比较合适，这样能够能够拥有较好的顶、低条件的煤层。

2.2 选择普通采煤技术工艺的条件分析

很多采煤企业在采煤工艺的选取上都会考虑成本价格，成本价格对采煤企业的工艺选取中起着决定性作用。采煤企业采取普通的采煤技术工艺能够有效的减小成本，一套普通的采煤设备的价格是比较低的，而综采设备的选取则大大高于普通设备的价格。然而采用普通的采煤技术达到的采煤量却没有综合采煤技术的高，在地质变化方面，普通的采煤工艺适应力比较强，在其工作面的调度方面也较容易。而综采工艺在地质构造小、推进距离短与形状不规则的工作面时，不能使其优势得到充分的发挥，在这方面其工艺就没有普通技术工艺有优势。除此之外，普通工艺技术对操作技术性要求不高，便于施工人员进行操作，操作技术也非常容易掌握，在煤炭的地下开采中，进行相关的生产组织比较容易。

2.3 选择爆破采煤技术工艺的条件分析

在地下矿井煤炭的开采中，对于爆破采煤技术工艺的采用也比较广泛。这种采煤技术具有技术性低，容易操作掌握的特点。在进行采煤的生产管理也比较简单，整体的适用性能非常强。然而爆破采煤技术的使用的低技术投资特点，使其存在着一定的缺陷，如单产效率低，劳动的条件比较差，这就使得这一工艺的运用具有一定的局限性。我国关于煤炭的开采方面有政策的明文规定，凡施工条件不适合运用机械开采的煤层，都可以通过爆破采煤的工艺来进行开采，实践中，这一工艺主要用于急倾斜及地质构造较为复杂的煤层。

2.4 选择连续采煤技术工艺的条件分析

连续采煤技术的工艺在煤炭的开采中发挥着重要作用，能够有效的增加煤炭企业的开采量。连续的采煤技术工艺具有投资低、适应性及安全性能强的特点，由于采用机械化采煤技术，使得开采的效率得到了有效的提高，还能够加快出煤的速度。但是这一技术的使用在煤炭资源方面的回收利用效率低，且具有通风条件较差的缺点，因此在煤炭的开采中对其工艺的采用比较有限。连续的采煤技术工艺对煤层的地质条件要求较高，需要煤层倾角低于十五度，煤层类型为薄、中厚度，在构造上也不能过于复杂，煤质的要求为硬或者中硬，开采的技术条件要求较低。

3 结语

总而言之，有效的提高煤矿井下的采煤技术与采煤工艺，对于提高煤炭的开采量和利用率具有非常重要的作用。在煤炭企业的开采实践中，需要综合考虑各种相关的因素才能最终做出科学合理的技术工艺方案。

参考文献

[1]董凯.基于井下采煤方式的技术和工艺方法选择问题的研究[J].科技与企业，2012，（4）.

[2]郑万永，王亚男.浅谈采煤技术与采煤方法的选择[J].企业技术开发（下半月），2010，29（2）.

[3]王荣祥，任效乾，张晶晶等.我国井下采煤设备的发展与市场容量分析[J].矿业装备，2011，（10）.

煤矿综合机械化采煤工艺分析 篇3

1 综合机械化采煤设备概述

1.1 采煤机

对于煤矿开采的工作面来说, 有两种落煤的机械:刨煤机与滚筒式采煤机[1]。而在实际的采煤过程中, 最常使用的就是可以调高的双滚筒采煤机。这种采煤机械的动作以及结构原理与普通的采煤工作面采煤机具有一定的相似性, 最大的不同就是生产能力与功率的技术参数存在差异。调高的双滚筒采煤机要比普通采煤及的生产能力强, 生产功率也比较大。

1.2 输送机

在煤矿的综合开采面需要保证输送机铺设的长度长, 并且运输的能力要强, 结构强度要高, 所以, 可以使用能够弯曲的刮板输送机。这种输送机不仅可以作为运煤的机械, 而且还可以作为移动液压支架的支点以及采煤机实际运行过程中的导轨。

1.3 液压支架

在煤矿综采面中, 液压支架主要选择自动式的液压支架, 可以利用高压液体所施加的顶力, 来对顶板进行支护, 同时将输送机进行推移, 支架前移以及对采空区进行处理等工序[2]。除此之外, 还有专门的锚固支架, 它的主要作用就是对机尾以及机头的滑动进行预防。并且, 大部分的情况都是用在工作面、下出口以及机尾机头端头的液压支架中。

1.4 转载机

转载机的两端分别与带式的输送机以及工作面的输送机进行连接, 并将其安装于工作面的下出口位置, 作为桥式刮板输送机使用。对工作面中采出的煤应从巷道底板进行抬升, 并将其转运到带式的输送机上。在工作面推动的作用下, 转载机利用自身的推进装置进行推进。

1.5 带式输送机

可伸缩的带式输送机可以被应用在区段的运输巷中。在工作面不断推进的情况下, 输送机的长度是能够在贮带装置的帮助下实现伸长与缩短的。通常情况下, 可伸缩式的输送机可以贮存五十米到一百米的贮带, 这样就能够有效的满足工作面实现推进二十五米到五十米距离的需求[3]。

2 影响综合机械化采煤的具体因素

2.1 地质构造

煤矿实际的地质构造对于综合机械化的采煤工艺具有直接的影响, 具体表现在以下三方面:

第一, 如果煤矿的落差断层相同, 那么, 逆断层要比正断层的影响程度更大。

第二, 在进行煤矿开采时, 一旦支架的下限高度设置的较低, 会使得一般的综合机械化机械无法通过断层。

第三, 若断层面的倾斜角不大, 在实际的综合机械化采煤的过程中会造成严重的影响[4]。

2.2 煤层厚度

在开采煤矿的过程中, 煤层结构、厚度以及硬度等都会给煤矿开采产量带来直接的影响。若开采的煤矿煤层较薄, 会使得施工人员的活动空间减小, 进而限制采煤机械化的开采条件, 增加开采难度。然而, 开采的煤矿煤层较厚, 会使得开采的过程变复杂, 需要对煤层厚度的变化进行分析, 找出具体的变化规律, 进而将其划分成不同的区段, 针对不同的区段进行定量的分析以及评价, 这样可以为综合机械化采煤技术的采场选择提供有利的依据。

2.3 断层

需要全面掌握煤层所在的断层展布的方向与延伸的长度, 然后再进行煤矿开采区的设计工作。尽量在两断层间设置煤矿开采的工作面, 这样有利于规避费用支出的过高。在实际的煤矿开采过程中, 小断层是不可避免的影响因素。然而, 小断层对于煤矿开采面的影响也会根据断层的落差变化而变化。所以, 综合机械化开采就会在经过工作面的时候, 底板的标高会发生比较突然的变化。一旦发生以上现象, 必须及时对断层进行相应的预测, 同时需要采取紧急的应对措施, 否则就会导致综合机械化开采的机械无法前进, 造成巨大的损失[5]。

3 综合机械化开采的工艺分析

在社会经济不断发展的当下, 各领域中的生产技术都有了极大的进步与发展, 并且实现了机械化的生产与经营。在煤矿企业中, 采煤工艺也发生了巨大的变化, 已经从传统的采煤工艺逐渐转变成了现代化的综合机械化开采工艺。采煤工艺的完善, 使得采煤工作面有所变化, 同时也使得煤层厚度、倾斜度、硬度以及地质等因素对采煤工作的影响大幅度降低。除此之外, 采煤工艺的转变, 也增加了煤矿开采工作面的面积, 提高了工作的强度, 最终实现了煤矿企业的高产与高效。现代化的采煤工艺使工作面的长度有所增加, 并且分为两种开采的技术, 主要包括长壁综合机械化开采与短壁综合机械化开采。采煤工艺的转变减少了搬家的次数, 也有效的降低了单位的成本费用, 为企业经济利益增长提供了保障。综合机械化的开采工艺主要就是在煤矿割煤、落煤以及运煤的过程中全部使用机械化的方式。

3.1 长壁综合机械化开采

该煤矿开采的工艺是依靠采煤工作面设备的能力, 也就是转载机、液压支架、采煤机、可伸缩式输送机等配套的设备[6]。使用该生产方式, 能够有效的提高采煤机的剖煤量, 还可以尽量减少采煤过程中端头工作的工序, 还有斜切煤层的次数, 一定程度上提高了开采煤矿的效率。与此同时, 在实际的煤矿开采过程中, 需要清楚的掌握煤矿的地质条件、工作面的推进增加长度以及可伸缩式运输机的伸缩长度, 此外还有回采巷道的长度, 进而对采煤机割煤的深度进行科学合理的控制, 不断提高单刀的采煤量, 对端头的作业工序进行有效的控制, 并提高配套设备的工作效率, 最终确保所有的机械设备可以实现同步协调性的工作, 并达到最佳的工作效率。在完成采煤量的基础上扩大产量, 提高生产。

3.2 短壁综合机械化开采

短壁综合机械化开采与长臂综合机械化开采进行比较, 两者的效果差异并不大。在煤矿的运输、巷道的开采以及工作面的顶板支护都与长壁综合机械化的开采趋于一致, 只是在设置工作面方面存在差异[7]。长壁综合机械化的工作面需要增加, 而短壁综合机械化工作面可以直接进行开采作业, 而最常用的方式就是退式采煤。在使用短壁综合机械化开采的过程中, 需要确保相关工作人员对煤矿开采予以重视, 并可以对综合工作面的上下端头进行快速的操作。同时, 需要保证矿井的回采巷道能够进行机械化的开采工作。在煤矿开采的过程中, 应时刻关注采煤机的斜切度数, 这样有利于提高单刀的采煤量。除此之外, 还需要科学合理的对不同的机械设备与配套的设备进行使用, 以轻便的设备为首选, 这样可以使得开采工作面的移动和安装更加方便, 并且还可以有效的提高工作的效率, 增加煤矿开采的产量。

4 结语

综上所述, 在进行煤矿的开采过程中, 综合机械化的采煤工艺已经被广泛应用在煤矿企业中, 并且企业为了能够更好的实现现代化的矿井开采, 同样会采取先进的开采工艺与技术, 所以, 综合机械化的采煤技术具有良好的发展前景与巨大的发展空间。要想实现煤矿矿井的高效高产, 就必须要积极的提高煤矿综合机械化的采煤产量, 也只有这样, 才能够真正的实现机械化的煤矿开采, 同时促进矿井集中化的生产, 不断的提高煤矿开采行业的社会效益与经济效益。

参考文献

[1]姚金刚, 赵超.煤矿综合机械化采煤工艺探析[J].科技信息, 2010, 02 (23) :1215.

[2]王晓东.煤矿综合机械化采煤工艺的发展与应用[J].技术与市场, 2014 (10) :78-78, 80.

[3]段宁宁.煤矿综合机械化的采煤工艺研究探讨[J].科技创新与应用, 2012 (21) :81.

[4]申军钢.探讨煤矿综合机械化采煤工艺[J].科技与企业, 2014 (15) :431-431.

[5]陆积建.煤矿综合机械化的采煤工艺研究探讨[J].黑龙江科技信息, 2014 (23) :55-55.

[6]罗军.探究煤矿综合机械化采煤工艺[J].科技与企业, 2014 (13) :237-237.

采煤综合技术分析论文 篇4

关键词：煤矿；采煤；智能技术；应用

一、前言

计算机技术的应用和发展，使煤矿采集朝向智能化的趋势发展，在煤矿的生产作业过程中，智能控制技术的应用能够大大提高煤矿生产的自动化程度，还能够节约能耗，实现安全作业，具有重大意义。

二、煤矿采煤技术的遵守原则

煤矿采煤技术应以安全生产原则为基础，以经济适用原则与高煤炭采出率为目的的原则下进行。其具体应遵守的各项原则的表现如下。

1、安全生产原则

煤矿开采中安全生产原则是煤矿开采中最为基础的，其不仅可以确保煤矿开采的技术落实，也可以对开采者的生命财产安全起到保护。煤矿开采企业应对开采过程中的各个细节及开采流程不断进行反复核查，极力确保设备和人员的安全标准。例如：为确保地下安全作业的需求及工人安全问题的需要，在进行巷道布置时应谨慎，一定要布置通风、防止瓦斯、防火的通道。

2、经济适用原则

经济适用主要是针对煤矿开采中的采煤技术与环境的投入方面应保持合理、适度。经济适用原则可在很大程度上提高劳动力、提高产品的产量、促进组织管理、节约成本及降低开采成本等。在选择合理的采煤技术的同时，又要对煤矿开采的产量与效率以及煤矿开采的掘进量进行考虑。

3、煤炭采出率的高低直接关系到煤炭的损失。提高煤炭的采出率可在很大程度上杜绝煤炭的自燃现象，其不仅可以避免火灾的发生，也可以在很大程度上减少煤炭的损失。

三、现代煤矿高效掘进技术发展现状

上个世纪八十年代，我国进行了大范围的矿井设计改革，取消了岩石集中地区的巷道布置方式，在煤层中布置采准巷道和开拓巷道，煤巷比例不断增加，占总掘进巷道的 70%。因此煤巷掘进技术水平的高低将直接影响煤炭开采的质量和效益。目前我国煤巷掘进技术的发展主要有以下特点。

1、掘进方式

（1）煤巷综合机械化掘进

该方式也可称之为悬臂式掘进机和单机锚杆钻机的配套作业线，在我国煤矿开采中广泛应用，以悬臂式掘进机为主要的掘进机械。目前，我国研制的煤巷掘进机的生产能力较大，工作的稳定性较好。以液压马达来驱动转载机构，减少了设备的维护量。同时，在电气系统方面，采用了 PLC 控制的方法，具有故障诊断功能和工况检测功能，可靠性较高。

（2）锚杆钻车与连续采煤机配套作业线

该方式需要进行多巷掘进，在换位交叉施工中，进行掘进作业，以连续采煤机作为最主要的掘进机械。该机械是一种具有大截割宽度的，并集合采煤、装运、行走一体的综合化的掘采设备。在国外，主要运用于多巷或者双巷快速掘进，还适用于短壁的开采，逐渐成为了现代高效矿井的主要设备。

（3）掘锚机组一体化掘进

该方式目前还处于工程试验阶段，只在某些特殊的地区使用。掘锚机组是当今世界代表高效掘进设备的最高技术水平，掘锚机组是一种掘锚一体化的设备，也是一种新的掘进机型，我国目前还处于实验和研究阶段。

2、掘进设备

自上个世纪 60 年代以来，我国借鉴国外的技术经验，开始研制煤矿掘进技术，开始了国产化掘进技术和掘进机械的研发，取得了一定的成果，但主要以小功率的掘进机为主，规模比较小。到 70 年代末，我国大量引进国外掘进设备，悬臂式掘进机得到推广，推动了我国掘进技术的发展。经过几十年的发展，已成功研制了 20 多种型号的煤矿掘进机，掘进功率及掘进机的加工制造能力都有了很大提升，系列化产品也逐步形成。但与国外相比，我国的掘进设备在适应性、可靠性、破岩能力方面还存在着很大差距。在掘进设备方面，连续采煤机、大功率重型掘进机、四臂锚杆钻车几乎被国外的厂商占领，国产的重型掘进设备在加工工艺、关键技术指标、设计制造、自动化技术方面还存在着一些问题，因此，应加大煤矿掘进技术的改进，以提高煤矿开采作业工效，促进煤矿开采业的发展。

四、常见的煤炭开采技术

1、常规机械化开采

常规采煤设备主要包括可弯曲刮板运输机、刨煤机或滚筒采煤机以及单体液压支柱或摩擦金属支柱等。这些机械设备的特征是实现了装、落、运等的机械化处理。在采煤的过程中，一个循环的操作流程主要包括采煤机割煤、跟机挂梁、清除浮煤、移溜打柱、开上下缺口等。

2、综合机械化采煤

如果遇到倾角较小、赋存比较稳定的煤层则需要采用综合机械采煤形式，常见的是使用综采面双滚筒采煤机进行割煤。而对于煤层倾角较大、顶板稳定性较差或者受其他因素影响的工作面则比较适合采用往返一次一刀的割煤方式。综合机械化采煤过程中，对于进刀方式的要求比较严格，常见的操作为：工作端面适合斜切进刀，综采面适合中部进刀，其他的多采用直接推入进刀或滚筒钻入进刀。

3、放顶煤技术

放顶煤开采技术主要是提高放顶煤的开采资源采出率技术。本项技术主要特点是运用顶煤冒放控制理论，以提高工作面顶煤放出率为主，解决相应的顶煤损失问题，这一理论包括顶煤冒放性分类，放顶煤可行性论证，拱式放煤理论，顶煤冒块预测以及顶煤放出率预测。

五、智能控制技术在采煤机中的应用

1、测试技术概况

测试需要进行实验和测量，它是通过客观事物中的相关信息，对其认识的一个过程。在测试的过程中，需要采集数据并对其进行处理，还需要完成对仿真系统的操作，也就是控制，还有被测对象的负载和运行环境的模拟。测试技术的发展需要经历三个阶段：

（1）手動阶段，也就是需要人工进行对数据采集、处理和仿真系统的控制；

（2）自动测试，通过数据采集所构成的测量装置，能够采用自动进行，但是在分析和处理测量数据的过程中，仿真系统的控制还需要人工进行；

（3）通过计算机及其外围的设备，计算机的辅助测试可以替代人工操作，需要计算机进行相关的处理，但是，这可以在很大程度上提高测试的速度和精度，扩大测试的范围。

2、测试系统工作原理

（1）液压泵试验。如果驱动转矩速传感器和变速箱，电机就能够加载调节后的溢流阀例，通过检测元件，就能够将压泵的各项性能参数直接检测出。下图1为液压泵试验原理。

（2）液压马达试验。电机驱动液压泵，当液压泵排出的高压油进入到被试液压马达后，检测元件就能够检测出马达性能参数。下图2为液压马达试验原理。

（3）牵引部试验。采煤机的主电机能够驱动牵引部，但是需要连接牵引部链轮输出轴和加载装置，在溢流阀加载的帮助下，其原理能够达到液压马达的效果，可以采用同一加载系统。下图3为牵引部试验原理。

六、现代煤矿高效掘进技术的发展趋势

从煤矿掘进技术的发展情况来看，硬岩掘进机有了很大的改进，因此现代煤矿高效掘进技术将呈现以下发展趋势：

1、掘进机智能化、自动化。随着计算机技术的快速发展，计算机断面控制系统和遥控系统广泛应用于煤矿掘进，主要表现为：推进方向监控、全功能遥控、智能监测、预报型故障诊断、记忆截割、数据远程传输等，特别是在巷道截断面尺寸及掘进方向监控方面，取得了很好的效果。通过远程机组实现远程控制，提高生产效率及其安全生产能力。

2、多功能一体化。即掘进机主机集成机载锚钻系统、机载临时支护系统、机载除尘系统等，通过多功能集成达到提高单机成巷速度和安全生产的目标。因此要解决掘进机前载锚钻系统和掘进机后配套桥式带式转载机加可伸缩带式转载机问题，这样就能解决掘进机后配矿车的转载运输问题，并有利于掘进机向不具备连续运输设备的生产矿井应用。同时实现掘进机附件化，保留掘进机原有主要功能外，还将降尘、辅助支护等装置以附件形式出现，在掘进机上搭载，用户可根据需要选择装配。

3、适用范围扩大。由于掘进机截割硬度与截割断面不断加大，因此在不同岩石掘进中的巷道断面、底板比压、研磨强度等方面的适应能力和适应范围将不断提高。

4、以自动化管理方法，保证掘进机在运行过程中按照电机的负荷情况及时调整截割深度，优化牵引速度、运行轨迹、截割速度和深度等。

5、加强支护设备的研制，保证掘进机在掘进工作中的平稳性，也减少巷道支護的工作量，减少掘进队的人数，这样也能大大减少人工成本。

七、结束语

综上所述，煤矿生产作业中，智能化控制技术的应用能够大大降低井下作业的危险，是煤炭安全生产的保障。随着智能化控制技术的发展和进步，该项技术也将具有更加广阔的发展空间。

参考文献：

[1]韩莹，赵国材，李琨.煤矿井下带式输送机智能型火灾报警系统[J].煤矿机电，2011（5）：84-86.

采煤综合技术分析论文 篇5

为创建高产高效矿井, 最大限度提升矿井综合机械化采煤水平, 大力发展机械化, 优化工作面技术装备、引进全采高生产工艺, 优化综合机械化采煤工作面设计, 实现综合集中生产, 建立与完善保障制度, 引入竞争择优机制, 并且经过20多年的完善以及提高, 综合机械化采煤工艺已成为我国矿井实现高产高效的主要途径。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, 增加工作面的出煤点, 提高综合机械化采煤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。

1 综合采煤工艺的装备要求

近几十年特别是近十年以来, 我国综合采煤工艺已经取得了长足的发展, 形成了具有中国特色的现代化开采技术与装备体系, 特别是煤机装备方面, 在电牵引采煤机、系列化液压支架、大型刮板输送机以及大运量、大运距带式输送机开发上取得了显著的突破。

首先, 自主研发了适应不同开采条件的智能化、高可靠性煤机装备。比如, 不同系列的电牵引采煤机。就目前来说, 我国电牵引采煤机形成了割煤高度0.8~7.0 m、适应倾角0°~60°、总装机功率238~2 500 k W的系列产品, 牵引速度超过了20 m/min, 最大落煤能力达到6 000 t/h, 并且装备了以微处理技术为基础的智能检测、监控与保护系统, 采用先进的信息处理技术与传感技术, 实现了机电一体化。对于采煤工作面落煤, 在我国多数煤矿采用可调高的双滚动采煤机, 它的结构以及动作原理和普采工作面采煤机相仿, 但是功率上以及生产能力发面的技术特征要大于普采工作面采煤机。

其次, 为适应大断面巷道快速掘进的要求, 研发了大功率掘进机和连续采煤机, 采用工作面输送机、液压支架和转载机。我国研发的掘进机可截割单轴抗压强度达到100 MPa的半煤半岩巷道, 部分重型掘进机不移位截割断面达到35~42 m2, 形成了切割功率为50~315 k W、总功率达到500 k W以上的十余种系列产品, 完全满足不同条件下煤岩巷道的掘进要求。连续采煤机截割功率最大达到350 k W, 总功率达到597 k W, 满足了超大断面掘进与短壁工作面回采的要求。综合工作面采用可弯曲刮板输送机, 要求运输能力大, 铺设长度长, 结构强度高, 作为运煤机械和采煤机运行的导轨与移动液压支架的支点, 有着显著作用。此外, 还有靠高压液体作主动力完成顶板支护、支架前移、推移输送机和采空区处理等工序的液压支架以及安装在工作面下出口的区段运输平巷内的转载机等机械装备。

2 煤矿综合机械化采煤工艺

综合机械化采煤工艺工作面全部实行机械化作业, 其生产过程大体如下:采煤机落煤与装煤、输送机运煤、自移式液压支架前移、推移输送机至新位置、采空区顶板强行放顶。由于综合机械化采煤现代化低下作业的大规模生产, 而其生产是连续性的高技术, 高产高效的, 并且又是有条件的。因此, 设计时, 要求进行综合机械化采煤工作面优化, 矿井哪些层面和哪些区段适用于此技术, 多少储量可供其开采, 这些都需要比较高的工艺要求。随着综合机械化采煤设备性能以及装机功率不断提高, 传统的综合机械化采煤工艺在原先使用范围基础上, 出现了新的变化趋势:在现有长壁综合机械化采煤模式下, 依据工作面设备能力, 不断加大工作面长度;“短工作面”开采的短壁综合机械化采煤工艺。

就短壁综合机械化开采这种方法来说, 短壁机械化开发技术包括所有适用于开采煤柱和不规则块段煤炭资源的机械开采方法, 工作面采用布置的主要特点:第一, 工作面的长度短, 一般为30~80 m, 采后用后退式开采。第二, 双滚筒采煤机工作面采用中部斜切进刀、单向割煤方式, 单滚筒采煤机自开切口往返割一刀煤, 采煤机截深加大。第三, 单机头刮板输送机可采用端卸, 侧卸布置或直角拐弯布置, 并使工作面刮板输送机与装载机为一体。第四, 工作面采、支、运设备轻型化, 便于实现设备快速搬家和安装。而长壁综合机械化开采与短壁开采有颇多相似, 主要特点如下: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, 一般以工作面日常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。

3 综合机械化采煤技术的发展趋势

综合机械化采煤技术装备是实现煤炭高产高效、安全高采出率开采的先决条件。未来几年, 我国综合机械化采煤技术装备的发展趋势主要体现在以下三个方面。

1) 加大关键元部件研发, 提高工作面成套装备系统的可靠性、开展综采装备关键元部件材料工艺和系统的匹配、成套设备的可靠性和自动控制、刮板输送机与带式输送机软启动装置、新型高能量蓄电池、大功率防爆柴油机及防爆变频调速装置等关键元部件攻关, 提高单机设备的可靠性和成套装备的综合开机率。

2) 发展工作面生产工艺优化与自动控制技术, 真正实现煤机装备的自动控制。开展工作面作业方式和配套工艺研究, 研制采煤机煤岩界面自动识别技术、液压支架围岩耦合控制技术和自动化控制系统、刮板输送机和带式输送机自动监控、工作面三维定位、自动找直技术和设备姿态检测控制技术等, 建立工作面高智能集中控制中心, 实现工作面设备整体、有序地集中控制, 提高综采工作面的全面自动化水平。

3) 研制适应中小煤矿复杂地质条件的技术装备, 提高中小煤矿综合机械化水平。研发薄和极薄煤层、急倾斜煤层等条件下的综采成套设备;提高短壁机械化开采装备的适应性, 对现有设备进行系列化研发, 适合中小煤矿特殊开采。总之, 我国综合机械化采煤技术装备将朝着装备成套化、自动化、高可靠性和高采出率的方向发展。

4 结语

建设高产高效的矿井是煤炭企业生存并谋求发展的必由之路, 是增强煤炭企业整体的竞争实力和可持续发展能力的途径。综合机械化采煤工艺在煤矿开采中的应用获得了良好的经济效益和社会效益, 同时实现煤矿的高产高效以及现代化。在简要综述充填采煤历程和发展现代化充填采煤技术的目标要求和难点的基础上, 作者介绍了综合机械化装备采煤技术的研究进展以及综合机械化固体充填采煤的采煤装备及工艺。

摘要：综合机械化采煤是指采煤工作面的破煤、装煤、运煤、支护、顶板管理等基本工序都实现机械化作业, 实现矿井高产高效集中化生产是煤炭井下开采的发展方向。文章详细阐述了我国综合机械化采煤技术装备的发展现状, 介绍了关键技术与装备取得的新突破;分析了我国综合机械化开采装备与国外产品存在的差距, 并从提高自动化程度和关键元部件可靠性等方面分析了综合机械化采煤技术的发展趋势。

采煤综合技术分析论文 篇6

煤炭是我国经济发展的重要支柱能源,它不仅关系到各行业的发展,更关系到基本民生问题。近几年,虽然煤炭的开采受到控制,但是总量还是较大,加上以前的大量开采,产生的煤矸石、黄土等固体废物较多,以数亿吨计。另外,我国煤炭资源分布不均,主要产区集中在某几个省,这就造成了煤炭储量少的东部省份煤矿基本开采完毕,煤炭储存量大的省份因开采造成的污染相当严重。例如固体废弃物对环境造成的污染,以及对土地资源的占用等。另外,煤炭开采造成的地面悬空、塌陷问题也广泛存在。对此一些学者提出了绿色采矿理念,其中一点就是将固体废弃物进行回填矿坑。其中的回填技术较多,如巷采矸石或普采矸石充填技术、简易或综合机械化填充技术。本文针对综合机械化固体充填采煤方法和技术进行了相关探究。

1综合机械化固体充填采煤相关概念

充填采矿法:它是一种人工支撑的采矿方式。在矿区,随着采矿区域的推进,逐步向开采空区进行固体材料填充,以此来控制地面压力或位移,并且可以借助填充支撑进行回采。这种开采方法主要是用于地层不稳矿区或地表上有重要设施的矿区,也可以用于较深层的矿体开采。这种充填法具有较强的实用性和安全性,但相对工艺较为繁琐,设备成本较高。

综合机械化固体充填采煤:它是指煤矿区,在借助综合机械化设备进行煤炭开采的同时,借助综合机械化设备进行充填工作,以实现采空区的填充。这种采煤方式需要考虑充填作业时的填充空间、填充动力等技术难点。

2综合机械化固体充填采煤系统与原理

在同一液压支架下,综合机械化固体充填采煤能够实现两种作业任务。为了保证充填工作的高效性和连续性,需要在地面布置一个固体填充物的运输系统,从而将固体填充物运输到预期位置。运输系统中需要设置投料井、多个转载系统,井下面建立运输巷,保证最终的固体填充物进入充填机。此类固体充填采煤技术的关键设备有自压式专用液压支架、投料井、刮板式固体充填输送机、机械系统。

本文所研究技术与传统综采技术在工作面的布置上基本一致。它对整体工作的布置较独特,在采空区进行作业布置,在进风的一面配装一条传送带进行固体物质运输,这样的布置就将采煤与充填工作在一个整体系统中有效结合。而综合机械化固体充填采煤这一整体系统的一项关键技术为采煤液压支架,保证其与传统采煤方式相融合,对传统采煤液压支架尾部用水平梁替代,以便将固体物质充到水平梁的空间里。把充填固体利用输送机运送到充填机,构成固体物的填充通道。后作为充填的固体物依靠自身重力从充填机落到横梁掩护空间里,最终经过压实机的压实工作,完成固体填充物的充填。

3综合机械化固体充填采煤运用效果分析

在此我们对综合机械化固体充填采煤的实际运用效果进行分析,主要是对地表沉陷的控制和矿压进行实测。选择的实验采矿区工作面上有一定建筑物,采矿深度平均400米,实际的采高约2.2米。

经过分析发现,如果不采用固体物质充填,地面建筑物的破坏程度会达到Ⅱ级,建筑物需要进行修补;而采用固体物质充填,地面建筑物的破坏程度较轻为Ⅰ级,此种程度建筑物符合正常使用标准。另外基于对同类地质的工作面的固体充填方式与无固体充填方式的超前压力曲线对比,固体充填方式的压力值都明显低于无固体充填方式的压力值,前者的曲线峰值只为后者峰值20%左右。再有对固体填充方式与无固体充填方式的巷道进行变形度测量,前者的变形量显著小于后者变形量,固体填充方式下巷道断面的变形量只为无固体充填方式下断面变形量的30%左右。

对综合机械化固体充填采煤的效果进行整体分析,该项技术的主要特点如下:综合机械化固体充填采煤对矿区地质要求与传统采矿技术具有一致性;综合机械化固体充填采煤方法虽然需要进行设备等方面的直接投资,但对矿区的空留巷开采有利,且能够在没有煤柱的情况下开采,提高了整体的煤炭采出率,进而可以获得更多的效益;综合机械化固体充填采煤将采矿产生的固体废弃物进行了处理,如矸石、黄砂等,有效缓解了环境污染和土地占用问题,同时一定程度上有助于矿区安全,以及减轻了采矿对地表建筑物的危害。

4结语

当前,综合机械化固体充填采煤应用较为广泛,发展也较为迅速,其中充填与采煤液压支架、以及连续投料系统的研发创新工作不断。随着科学技术的进步,此种充填与采煤技术会得到进一步的发展。在实际运用中,综合机械化固体充填采煤技术的优点较为突出,不仅带来企业效益,还能合理处理矿区的固体废弃物,保护环境,实现绿色采矿的理念。

参考文献

[1]缪协兴,钱鸣高.中国煤炭资源绿色开采研究现状与展望[J].采矿与安全工程学报,2009,26(1):1-14.

建筑物下综合机械化采煤技术研究 篇7

近年来随着各煤矿不断的深度开采，我国现有的煤炭存储量逐年下降，而建筑物下的压煤储量高达90亿t，成为煤炭开采转型的重点开发方向。特别是在矿区的建筑物下储煤量相当巨大，一方面严重制约了矿区的进一步发展;另一方面也给煤炭的开采工作带来了一定的难题。工业化的不断进步，加速了我国的能源需求，煤炭供应远不能够达到现有的需求水平，因此，进一步实施建筑物下采煤，扩大煤炭供应成为了许多矿区未来发展的着眼点。如何安全、有效的开展建筑物下的开采工作，一方面保证矿区的正常生活，同时能够对地下压煤进行最大限度的挖掘，实现矿区经济效益的再发展，成为目前采煤研究的重点问题。

2 建筑物下采煤方法

由于建筑物对煤矿的覆盖，使得煤炭的开采变得较为困难，在具有建筑物覆盖的矿区，为了能够维持矿产的正常产量，通常要进行建筑物下的开采工作。在开采的过程中要尽量减轻对地表沉降的影响，并尽可能的保护地面已有建筑，因此，使得地下的开采工序复杂，难度较大，常见的开采方法有以下几种：

2.1 充填开采

通常，在对建筑物下进行采煤的同时，如何保持地表原有的地面结构和地表承受力是开采工作考虑的重点。充填开采顾名思义是采取填充物来对煤炭开采过后形成的采空区进行支撑，通过内部的充填来保持对地表承受力的支撑，从而有效的保护地表建筑物，填充物常见的有水砂、矸石等。地表的下沉主要与开采的厚度关系密切，在建筑物采矿实践中，我们可以看出，开采的厚度越厚，对地表的支撑能力越小，地表的沉降值越大。不同的顶板方式，所产生的下沉值也各不相同，即便同样采取充填法管理顶板，不同的充填物所产生的下沉系数也不同，一般情况下水砂的下沉系数为0.15左右，而矸石的为0.5左右。尽管充填开采可以大大降低地表的沉降，但却使开采工作的成本大大增加，增幅可达25%～35%。

2.2 条带开采

目前我国国内建筑物下采煤常用的沉降控制开采方式是条带开采。由于条带开采技术上比较容易达到，不需要附加的特殊技术作为支持，因此，得到了大部分适用条件的矿区进行采纳，并投付使用。条带开采是通过对煤炭储藏层的勘测，将煤层合理的按照条带的形式进行划分，再试试开采的过程中，并不是全面的采煤，而是有计划地按照预定的方式进行隔条开采，很大程度上保留了原有煤层的架构，从而降低覆岩层的沉降，有效的保护地表建筑，防止地表变形。我国大部分的煤炭矿区都集中在村庄密集的地区，由于地表建筑物的覆盖使得开采工作较为艰巨，条带开采既节省了技术支出，又有效的防止了地表沉降，很好的保护了地面原有的建筑与居民的正常生活，因而得到广泛的关注和应用。采用条带开采法下沉系数可以控制在0.01～0.20之间变化，地面建筑物损害一般可控制在I级以下;开采条带宽度变化在5～150m之间，宽深比为0.03～0.4，一般为1/3～1/10;面积回采率为25%～80%。但条带开采也有一定的弊端，条带开采尽管不需要其它附加工序，但对现有的储煤量只能实行最大限度50%以下的开采，使得近一半以上的煤炭资源仍然长埋地下，成为了制约条带技术进一步发展的瓶颈。

2.3 覆岩离层注浆

离层注浆很好的实现了煤炭资源的最优化开采，弥补了条带开采以损失煤炭资源为代价的不足，同时也避免了采用充填开采而造成的资源浪费与成本的增加。它是采用向地面钻孔向上覆岩层进行注浆，从而抑制地表沉降的一种有效方法，既不需要改变地下采煤作业的工艺也不需要投入大量的资金来对地面进行大范围的加固，因而得到了广泛的认可，并越来越多的应用于“三下”采煤方式中。通过多个试点煤矿进行建筑物下采煤的实际应用得到的数据显示，煤炭开采区的沉降降低率可以达到20%～70%，极个别的矿区甚至可以达到防沉降80%。

3 建筑物下采煤的发展趋势

3.1 矸石将成为充填采煤作业的主要选材

随着我国建筑事业发展速度的不断加快，砂子的成本价格与日俱增，采用水砂填充式采煤作业的成本进一步扩大，极大的压缩了利润空间，使采煤作业累计成本不断刷新。因此，矸石充填将逐步取代水砂成为充填采煤的主要手段，极可能的控制成本支出，引导吨煤的价格指数实现良性的发展。由此可以预计在今后的建筑物下采煤方式中，水砂的使用量将会大幅减少。矸石，是煤矿生产中的残渣物，可以很好的实行就地取材，利用矸石直接填入井下，免去了运出井的繁琐和不必要的劳动支出，从而实现矸石不出井，也改善了矿区地面到处是矸石山的状况。采用矸石置换煤炭资源的方式，即达到了综合治理矿区的目的，同时也实现了地面建筑物与地表沉降的缓解，将建筑物下采煤实现绿色洁净生产变为可能。

3.2 进一步完善条带开采方式

条带法开采在我国应用较早，也是最为行之有效的建筑物下采煤手段之一。然而条带法的缺点是大大降低了煤炭的可开采量，如能对条带法进行进一步的合理化研究，提高可采量，这种方法将是最为值得推广的低成本开采方式。近年来，我国的众多学者对条带开采法进行了大量的研究和实践，并对各种地质结构进行分析和测算，试图在条带的布置和规划上寻求突破和改进，一方面增加条带交叉对地面的支撑力度，另一方面扩大矿产的可采面积，实现采煤方式上的规划突破。经过几年来的摸索，采煤比率确有增加，通过对变采留比条带的计算分析，变采留比条带在产生同样地表最大下沉直的条件下减少地表最大变形值，也就足在相同变形值的要求下，变采留比条带可提高条带法开采的采出率。

3.3 覆岩离层注浆减沉技术有待于进一步发展

基于岩层控制的关键层理论的提出，可将保证覆岩主关键层不破断失稳作为建筑物下采媒设计的基本原则。为了保证建筑物下采煤既具有较好的经济教益，同时又确保地面建筑物不受到损害，关键在于根据具体条件下覆岩结构与关键层特征来研究确定合理的减沉开采技术及参数。离层注浆减沉应用得还不够广泛，需要解决的理论、实践方法问题还很多。尽管如此，仍可断定离层注浆减沉方法会得到逐渐推广应用，并在应用中完善。如近年来已经将离层往浆与大条带间歇开采结合应用，可以解决建筑物下适应机械化的诸如加大开采工作面长度，减少工作面搬家次数等一系列建筑物下开采难题。

4 结语

实施建筑物下采煤作业时，仅仅依靠采掘方式的改善并不能够对地面的建筑物进行全面的保护，必须要结合适当的建筑物保护措施，才能够抵抗地表变形带来的结构压迫。就采煤方式而言，节约成本、提高效果是建筑物下采煤方式选择的主要宗旨。针对充填开采、条带开采与覆岩离层注浆式开采的实施现状，可以看出，我国建筑物下采煤的发展趋势是以环保、低耗为最终目的的，注重可持续矿区发展是采煤作业的长期目标。

参考文献

[1]王金庄.我国村庄下采煤的回顾与展望[J].中国煤炭,2009.

采煤综合技术分析论文 篇8

珲春矿业集团八连城煤矿井田内地质条件复杂, 属高瓦斯矿井, 八连城煤矿自2006年初投产至今已回采11个综采工作面。由于受断层等地质条件影响, 本井田采煤工作面大多数呈不规则布置, 现以11907综采工作面为例, 总结复杂地质条件下综合机械化开采技术, 并提出了相关建议和结论。

1 工作面地质条件

11907综采工作面是目前已回采11个综采工作面当中最具有特色的一个工作面, 该工作面南侧为11909工作面 (已回采) , 西部为中央采区南翼集中回风巷, 东部和北部为断层构造带。该工作面四周都有大断层, 使工作面形成一个四周无支撑点的孤岛块。

11907工作面为倾斜长壁后退式回采工作面, 煤层平均厚度为2.1m, 一次采全高, 采用综合机械化采煤工艺。该面倾斜长度620 m, 走向长度71 m~152 m, 煤层平均倾角1 0°工作面初期最短, 安装ZY3800/11/25型掩护式支架46架, 中期最长 (104架) , 后期又缩短。支架总数先增加后减少。

2 初采遇到的问题

初采需对工作面上部4 5米处断层改造, 方式为自开切距回风平巷26 m处沿煤层顶板掘送改造巷, 拉门方位为228° (与回风平巷夹角为29°) , 掘进40 m后转以167°方位掘进26 m与回风平巷相透, 致使初期工作面回采过程中需要增加液压支架、抻刮板运输机。

11907运输平巷中距开切200 m处巷道拐角已达75°, 无法完成调采工作, 初采期间对下顺槽进行改造, 下顺改造巷与运输平巷呈22°夹角, 掘进8 4 m两巷相透。考虑到巷道拐角比较大转载机无法通过, 加之A、B两点巷道坡度变化较大等因素 (如图2所示) , 经过方案比较, 决定在A、B、C三点分别安装一部SGB620/40T刮板运输机。

受地质条件影响, 端头液压支架和转载机只能提前安装在D点等候, 当工作面回采到达D点时, 做好工作面液压支架与端头支架的对接工作。

3 工作面机尾续、撤架工艺

1) 、工作面续架原理

工作面增长段连续回采时, 为了防止刮板运输机下滑, 按工作面倾角大小, 将工作面推进方向与运输平巷调成一个合适的角度, 保证工作面输送机头不偏离运输平巷巷道中线, 工作面增加液压支架、抻刮板运输机在工作面机尾部进行。

续架间距:

式中:

S——沿回风平巷的续架间距, m;

h——液压支架中心距, 1.5 m;

α——工作面上下巷夹角, °;

β——实践经验所得, 工作面倾角每增加1°, 工作面推进方向与工作面夹角增加0.43°11907工作面平均倾角为10°, 固取β=4.3°;

d——工作面沿回风平巷的推进距离, m;

L——工作面最大长度, m;

l——工作面初始长度, m。

续架原则:工作面刮板输送机尾部至回风平巷上帮间距达3.59 m, 即进行续架, 续架后工作面刮板运输机在尾部抻槽子, 增加工作面刮板输送机的长度。

2) 、工作面待续支架的放置技术

考虑到工作面回采时采动压力对巷道造成的影响较大, 巷道变形严重, 回采中后期进架必然受巷道尺寸的限制, 存在一定困难。于是决定将待续支架从回风平巷一次运进、定位等候、在工作面输送机尾部逐架对接。为保证回采过程中续架工作的顺利及时, 对支架在巷道中的摆放位置和续架间距进行精心设计、计算, 并在现场进行细致地观察, 对摆放位置进行认真测量, 尤其在回风平巷放架位置顶板上作出工作面回采方向标记, 保证放架位置正确。

3) 、工作面机尾续架安全技术

(1) 工作面开始延长续架前, 对工作面工程质量进行全面整顿, 保证工作面达到支架、输送机和煤壁成直线, 输送机平稳不起伏, 支架垂直于输送机。

(2) 工作面回采期间, 随工作面推进, 机尾第一架的上侧与回风平巷上帮空间逐渐变大, 此时可使用2.6 m长的π梁配合单体液压支柱进行支护。

(3) 及时调整支架支护状况, 确保支架与输送机垂直。机尾三角区处支架移架时, 要做到带压擦顶移架, 以减少支架反复支撑顶板而造成对顶板人为破坏。

(4) 严格控制采高, 确保割煤过程中顶、底板平整。机尾露头煤部分可采取爆破落煤、人工攉煤、采用单体液压支柱配π梁棚维护顶板。

(5) 工作面推进过程中, 安装液压支架位置10 m范围内锚网支护不予拆卸, 安装液压支架在巷道锚网支护下进行。

4 调采方法

4.1 调采比的选择

调采比例过小, 调采工作进度慢, 不利于高产高效;调采比例过大, 调采时工作面输送机容易形成急弯, 造成输送机和采煤机不能正常运转, 支架调架困难, 容易出现挤架造成拉架困难或散架现象, 严重时容易损坏设备, 并且机尾进度慢, 不利于机尾部的顶板管理。适宜的调采比取决于工作面长度、工作面装备

以及工作面顶板情况。经过计算, 综合考虑, 调采比例取7, 即工作面机头进4.2m, 机尾进0.6m。

4.2 过拐点前系统的改造

调采期间为保证工作面运输通畅, 根据转载机、端头支架的外型尺寸, 拐点处提前扩帮, 加大转载机、端头支架的可调宽度。调采过程中, 根据回风平巷支架摆放位置及时调整调采比, 保证待续支架及时就位, 支护机尾顶板。11907工作面回采过程中共划分为A1-A8八个块段进行开采, 经历了调采、平推、增减架技术, 为复杂地质条件下综合机械化开采积累了宝贵的经验。

5 结论

八连城煤矿改变传统的采、掘方式和工艺, 为综采工作面的安全生产提供了可靠的科学依据和安全保证, 采、掘机械化优势逐渐突显出来, 拓宽了综合机械化开采的适用范围, 为八连城煤矿在复杂地质条件下, 布置采煤工作面开辟了途径。在特殊地质条件下, 根据采场实际情况, 因地制宜布置不规则工作面, 可以实现增加工作面可采储量, 减少搬家倒面次数, 实现稳产、高产, 提高采出率和开采质量, 取得了较好的经济效益和社会效益, 并成功的解决了复杂地质条件下综合机械化开采的技术难题。为今后回采不规则采煤工作面提供了宝贵的经验。

采煤综合技术分析论文 篇9

关键词：采煤工艺；采煤方法；采煤技术；影响分析

中国经济的发展与能源息息相关，作为能源重要组成部份的煤碳，对国民经济有着得要意义。中国煤炭资源丰富，探明的煤炭储量高达1万亿吨。虽然最近七年，中国的原煤产量一直高居世界第一，但原煤的消耗量同样巨大，所以分析采煤技术和采煤工艺对采煤生产的影响，提高采煤技术和采煤工艺水平，提升富煤和贫煤的采掘效率，让煤矿企业安全高效地生产，意义重大。

一、采煤技术影响分析

1.普采

普通机械化采煤工艺，简称“普采”。普采面使用单滚筒和双滚筒两种采煤机工作方式。单滚筒采煤机的滚筒一般位于工作面下端头，这样可缩短工作面下缺口的长度，使貨量不通过机体下方，装煤效果好。双滚筒采煤机解决了工作面两头做缺口的工作量，有利于工作面技术管理。

2.综采

综合机械化采煤简称“综采”，是指采煤工作面中全部生产工序都实现了机械化连续作业的采煤工艺系统。综采工艺大幅降低了劳动强度, 提高了单产及安全性； 因此是目前最先进的采煤工艺, 是采煤工艺的重要发展方向。

(1)割煤：割煤包括破煤与装煤。完成割煤工序的采煤机有滚筒式采煤机和刨煤机两种类型。为了适应采高的变化及煤层顶底板的起伏，通常采用可调高双滚筒采煤机割煤。

(2)运煤：刮板输送机的运送能力必须与采煤机的生产能力相匹配，输送机的输送能力应略大于采煤机的生产能力。采煤机割下的煤炭被装入刮板输送机,从工作面运出后经工作面运输巷中的桥式转载机、可伸缩带式输送机运出综采工作面。

(3)工作面支护和采空区处理：工作面支护方式分及时支护和滞后支护两种方式,滞后支护比较能适应周期压力大及直接顶稳定性好的顶板,对直接顶稳定性差的顶板适应性差。工作面使用的液压支架是以高压液体为动力, 自行完成对工作面顶板的支撑、切顶、挡矸、护帮、前移、推移刮板输送机和采空区处理等工序。

3.连采

煤房工作面使用连续采煤机完成破煤和装煤，用梭车或可伸缩输送机运煤，采用锚杆支护顶板, 使用铲车搬运物料和清理工作面, 破、装、运、支等工艺过程全部实现了机械化作业。这种工作面的机械化采煤技术，简称“连采”。

4.炮采

爆破采煤工艺简称炮采,其特点是爆破落煤,爆破后人工装煤,机械化运煤，用单体支柱支护工作空间顶板。

(1)打眼和放炮：落煤要求保证规定的循环进度,工作面平直,不留底煤和顶煤,以减轻对顶板的破坏,降低炸药和雷管消耗。因此,要根据煤层的硬度、厚度、节理和裂脱的发育状况及顶板条件,确定打眼爆破参数,包括炮眼排列、角度、眼深、装药量、一次起爆的炮眼数量以及爆破次序等。

(2)装煤与运煤：炮采工作面大多采用SGW- 40(或150)型可弯曲刮板输送机或梭槽自滑运煤,在摩擦式金属支柱或单体液压支柱配铰接顶梁所构成的悬臂支架掩护下,输送机移近煤壁,有利于爆破装煤与运煤。

(3)炮采工作面支护和采空区处理：目前,我国部分炮采工作面仍采用金属摩擦支柱和单体液压支柱配铰接顶梁支护,其布置方式主要有单柱、对柱和密集支柱3种形式。最小控顶距应保留3排支柱,以保证足够的工作空间,最大控顶距一般不超过5排支柱。由于顶板特征、煤层厚度和保护地表的特殊要求等条件不同,采空区有多种处理方法,但最常用的是全部垮落法。

二、采煤工艺的选择

采煤工艺的选择必须坚持安全、经济、回采率高的原则。采煤方法的选择在基于上述原则的基础上, 根据具体煤层的条件选择最合理的开采方法, 减少资源浪费, 应大力提高煤炭的回采率。

1.适于采用普采工艺的条件

普采设备价格便宜,1套普采设备只相当于1套综采设备的1/4, 而产量可达到综采产量的1/3～1/2。而且普采对地质变化条件适应性比综采强，工作面搬迁容易。普采是我国中小型矿井发展采煤机械化的重点。

2.适于采用综采工艺的条件

综采工艺具有高产、高效、安全、低耗及劳动条件好、劳动强度小的优点。但是综采设备价格昂贵，综采生产优势的发挥有赖于全矿井良好的生产系统, 较好的煤层赋存条件以及较高的操作和管理水平。

3.适于采用连采工艺的条件

连采的主要优点是投资少、出煤快、适应性较强、机械化程度高、效率高、安全好等, 但其通风条件差, 煤炭资源回收率低。

4.适于采用炮采工艺的条件

炮采工艺具有技术装备投资少、适应性强、操作技术容易掌握、生产技术管理比较简单等优点；但是其单产和效率低，劳动条件差,根据我国的技术政策,凡条件不适于机采的煤层,可采用炮采工艺。目前,我国炮采采煤多应用于急倾斜煤层和地质构造较复杂的煤层。

综上所述，煤矿企业应根据企自身情况，综合煤井煤质情况，选择合适的采煤工艺和采煤技术，因地制宜，在保障煤矿安全生产的同时，尽量加大煤矿采煤产量，提高煤炭企业效益，为解决中国能源瓶颈作出应有的贡献。

参考文献：

[1]陈开甜:上京矿区采煤方法选择和应用探讨[D].能源与环境，2011(2).

采煤综合技术分析论文 篇10

1. 世界综采技术的发展过程

综合机械化采煤技术起源于20世纪中期。德国于1940年将用于采煤工作中的面铠装刮板输送机研制出来, 而英国于1950年发明了滚筒式采煤机;1954年, 液压支架出世, 三机设备的配套设计也随之出炉, 采煤、运煤、顶板支护等工作都可交予机械来完成, 这也就是综采技术开始投入应用。总得来说, 综采技术的发展经历了四个阶段:初期阶段:综采工艺及其设备问世并投入应用, 取得良好效果并得到推广;发展阶段:对生产工艺及设备不断改进, 并在世界主要的采煤国家中得到应用;提高阶段:各个国家对于综采技术已处于研究其性能的提高及设备的改进阶段, 并研制出了相应的配套设备;自动化阶段:随着科技的不断发展, 综采技术也不断将科技成果融入其中, 实现了综采工作的自动化和摇控无人化。

2. 我国的综采技术及其现状

2.1 我国所使用的综采设备

我国煤炭业发展到今, 也有了一定的水平和技术, 我国现使用到的综采设备主要有:适合各种开采角度的液压支架、大功率的电牵引采煤机、大槽宽和高功率的刮板输送机、2.4m宽的带式输送机、智能型的乳化液泵站。

2.2 我国所使用的综采技术

我国目前所采用到的综采技术主要有以下几种:薄煤层综采技术:主要采用滚筒采煤机、刨煤机结合刮板输送机及液压支架的配套综采技术, 另外还有螺旋钻综采技术。薄煤层综采技术将薄煤层的煤炭采出率大大提高了, 但其自动化及保证安全高效等方面还有待提高;中厚煤层综采技术:我国中厚煤层的开采条件相对较复杂, 而且还需极高的过断层面水平, 但兖矿集团济宁二号煤矿的成功开采标志着我国中厚煤层的开采技术也得到了提高, 而且开采角度地不断加大也证明了我国综采技术的提高;厚煤层综采技术:对于厚煤层的开采主要采用大采高的方式进行, 但其在控制煤壁面方面面临着很大的问题, 对于顶板的控制是我国目前在厚煤层开采工作中的一大难题, 其次还有分层开采, 是指结合不同煤层进行分层依次开采;充填开采:是指利用高水材料、膏体材料等充填已开采的煤矿以防止污染和塌陷;另外就是针对于条件复杂的煤矿开采, 针对于不同的条件可采用上述的过断层技术、复合顶底析综采技术等进行具体施工。

2.3 我国综采技术的发展现状

就我国目前综采技术的发展来看, 虽有一定成果, 但与发达国家相比, 我国的综采技术及综采机械化的水平还是偏低。从综采设备来看, 我国目前使用的综采设备其功率较小、性能较差、没有成套设备、可靠性不稳定等劣势, 最为突出的问题是其使用寿命较短, 新技术的引用也不如发达国家;其次是综采技术, 目前国外所使用的综采技术其工作面广、出采量大、采高大、储存量高、煤炭路程长。而我国在2004年以前, 300m以上的综采工作几乎没有, 到了2007年才出现了400m长的综采工作。再次是我国的地质条件, 我国煤炭层的存在条件很复杂, 煤层厚度不均匀、煤层的倾斜度大、地质构造也很不规范, 这些都严重制约了我国综采设备的使用, 综采工艺的发挥受到了限制, 也拉大了与采煤技术发达的国家的差距。

3. 对我国综采技术的展望

通过多年的努力, 不断总结经验和教训, 现如今, 我国综采技术的发展已经达到比较高的层次了, 利用综采设备所能达到了产量年产为100万吨、200万吨, 综采设备的应用也得到了有关单位的认可, 为将我国综采技术发展得更好, 我们应紧跟世界的步伐, 不仅要将世界的先进设备引进来, 而要将世界先进技术引进来并应用到综采技术当中去, 并发展属于我国自己的高水平综采设备和综采技术。今后, 我国综采技术主要朝以下发展:研究高产量的综采技术及装备, 尤其是对设备的可靠性、耐用性及其能力进行研究, 另外还有先进的采煤工艺及管理技术;保证综采工作的环境及安全, 其主要是针对生产设备的自动化、对于工况的监控、检测及施工过程中出现的故障进行分析和研究, 对生产设备设施顺槽集中控制;无线通讯技术的研究, 在世界层面, 未来的综采工作主要朝无人自动化生产的道路前进, 我国也不能落后, 因此, 要对无线通讯技术进行必要的研究, 以跟上世界的脚步。

结语

煤炭产业是我国国民经济的支柱产业, 而综合机械化采煤技术是我国乃至当今世界最为普遍的采煤技术, 同时它也是用于开采煤炭的最先进的生产方式。目前, 长壁综采技术为世界创造了许多关于煤炭开采方面 (如最高年产、最高月产、最高日产、工作效率最高) 的纪录, 同时, 多年以来, 也保持着这些记录。随着科技的不断进步, 综采技术必将也会融入高端科技, 从而使得综采技术朝更高产、更高效、自动化的道路前进。我国综采技术虽也有所发展, 但受到很多条件的限制, 现其发展水平还不够高, 因此, 必须引入高科技, 结合我国实情, 让我国综采技术慢慢向更高水平发展。

摘要：煤炭产业是我国国民经济发展的重要支柱产业, 我国煤矿产业的发展迅速, 对于煤矿开采的技术投入也不断增加。从原来的人工到半机械化, 发展至今已是全机械化操作, 但相对来说, 我国综合机械化采煤技术还有待提高。文章从世界综采技术的发展过程出发, 阐述了我国煤炭产业发展至今所使用的综采技术及其现状, 最后对我国综采技术进行了展望, 推出了我国综采技术未来发展的目标。

关键词：综采技术,技术应用,技术发展

参考文献

[1]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 (01)