关于煤矿综合机械化的采煤工艺研究
摘要：煤矿综合机械化采煤工艺对于煤矿的高效运作，有利实现煤矿企业中的安全、绿色生产，都具备着重要的意义。通过分析煤矿综合机械化采煤设备的状况，并研究了几种采煤工艺的特点，对于煤矿企业选择合理的采煤工艺提供一定的借鉴价值。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全面实现机械化作业。煤矿的综合机械化采掘技术是增产增效推进煤矿建设，实现煤矿高产、高效、安全、洁净开采的基础。本文从实际出发，对煤矿综合机械化采煤主要设备状况进行了阐述，最后对综合机械化采煤工艺进行了分析。
关键词：煤矿；综合机械化；采煤工艺
随着社会经济的快速发展，我国能源的需求逐年增加，这就要求煤矿企业增加煤炭生产量，并保证低成本和低投入。煤矿企业在保证国民经济的健康快速发展中起到了重要的推进作用，但是煤矿的生产能力与煤矿的采煤方式有直接关系，采用何种开采方式及支护方式或者运输方式都会直接影响采煤的效率，从而影响煤矿企业的效益。煤矿综合机械化采煤工艺是提升煤矿生产效率的重要举措，对于煤矿巷道特殊施工环境下的采掘技术及建设现代化矿井，改善小煤矿，提升煤矿的出煤率十分有必要。
1、煤矿综合机械化采煤设备状况
1.1 采煤机
采煤機对于巷道的采煤来说是最为核心的部件，而且采煤机是最容易发生故障的机械。采煤机是由采煤机械系统、动力供给系统、操作系统及电力系统等多种系统组成的综合化机械设备。
采煤机可以分为单滚筒和双滚筒2种方式，单滚筒采煤机的滚筒是位于工作面的下端头，这样做可以相对降低工作面下方缺口的长度，并且可以避免煤渣不通过机体的下方，这样的开挖及运作效果比较好。而双滚筒采煤机避免了在掌子面两端存在缺口的问题，利用这种方式可以很好地解决技术上的缺陷。
1.2 工作面输送机
工作面输送机是巷道开挖之后的煤炭运送到地面的重要方式之一，这种机械可以将巷道产生的煤炭直接运送到地面进行加工。运输机是由液压支架进行支撑，电力驱动供电的方式进行工作，并且运输量与煤矿的日生产量有直接关系。
1.3 液压支架
液压支架是为巷道工作面提供矿山压力的重要结构。综采放顶煤采煤法是利用拱率较高的滚筒采煤机、综采放顶煤液压支架、工作面大功率刮板输送机以及配套的机道转载机、可伸缩皮带运输机及其他附属设备的综合机械开挖方式。这种开挖方式生产效率高，可以实现连续的作业方式，并且相对来说经济成本低。
1.4 转载机
在煤矿上讲，转载机是指顺槽用刮板转载机。是用于安装在矿井工作面下出口段运输平巷内的桥式刮板输送机。在运载机的一侧与掌子面的运送机相连，另一端与带式输送机的机尾相连接，配合输送机将煤炭输送至地面。
1.5 可伸缩带式输送机
可伸缩带式输送机是根据巷道的具体形状而制定的一种带式输送机，这种输送机可以适应巷道的走向及特点，若巷道的长度很长，可以通过调节输送带的连接方式拉长输送机的尺寸，若巷道的长度较短，可以通过调节输送机的连接方式缩短输送机的距离。
2、综合机械化采煤工艺
综合机械化采煤工艺是指在巷道采煤过程中的爆破、开挖、支护、装车、运输等一些列的机械过程，按照采煤的方式，可以将采煤的工艺分为长壁综合机械化开挖、短壁综合机械式开挖及短长壁综合机械化开采和放顶煤综合机械化开采。无论何种采煤工艺，都应保证支护材料充分发挥作用，并最大程度实现资源的回收。煤矿开采设计原则应保证使用最低的能源或者资源实现高回报，这样才能保证煤矿的绿色生产。
2.1 长壁综合机械化开采
综合机械化采煤一般用于缓倾斜或者倾斜煤层，包括落煤、装煤、运煤、支护、顶板控制以及回采巷道运输等全部实现机械化的采煤方法。长臂综合机械化开采中，如果加大综采工作面的长度，增加采煤机割一刀的煤量，就能够相应地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。综采工作面长度的确定，通常以工作面的日产量最高或吨煤成本最低为标准。影响工作面长度因素较多，主要有工作面地质条件和刮板输送机的铺设长度两种。减少工作面搬家次数最有效的方法就是增加工作面的推进长度，而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等是影响工作面走向长度增加的主要因素。
2.2 短壁综合机械化开采
短壁综合机械化采煤工艺的应用主要基于回采巷道实现机械化快速掘进和综采工作面上、下端头的快速作业。其优点是采掘合一、机动灵活、适应范围广。对煤柱及不规则块等煤炭资源回收、“三下”压煤开采以及缓解采掘比例失调和工作面接替紧张提供了强有力的支撑。该工艺适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。
2.3 短长壁综合机械化开采
短长壁综合机械化开采就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，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。
2.4 放顶煤综合机械化开采
放顶煤开采在中国的厚煤层应用比较广泛。放顶煤综合机械化开采的生产过程如下：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，综采工作面便可向前推进。
2.5 薄煤层综合机械化开采
薄煤层受地质条件和开采技术的影响，开采效率较低。但随着采掘技术的发展，我国煤矿综合机械化程度增强，超强度开采力度加大，很多可采储量占总储量较大比例的薄煤层开采逐渐被重视。薄煤层属于难采煤层，机械化水平较低，在开采煤层中产量比例小。
3、结论
我国煤炭企业的发展形势并不乐观，为了使煤矿企业持续健康发展必须实现在各个环节进行改革创新，而改革创新的前提是充分了解煤矿综合机械化采煤工艺的种类及特点。
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（作者单位：兖煤矿业工程有限公司）