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煤矿综合机械化采煤工艺的发展与应用探析

2020-11-18田卫东

中国电气工程学报 2020年14期
关键词:采煤工艺煤矿

田卫东

摘要:随着社会的进步,时代的发展,越来越多先进的采煤技术出现在我们的生活和工作中。其中包含多种机械设备,比如熟知的采煤机、液压支架以及自移式液压支架和输送机等。采用综合机械化采煤工艺相对于传统的采煤方式来说更为简便,也能够很大程度的提高工作效率。所以,本文将对煤矿综合机械化采煤工艺的优势、应用、所需设备、发展作出探究,并简要阐述影响综合机械化采煤的主要因素。

关键词:煤矿;综合机械化;采煤工艺

一般来说,综合机械化采煤工艺包含着破煤、装煤以及运煤和必要的巷道维护和以及顶板管理等全方位工作,这些工作的完成主要依赖于现代机械。综合机械化采煤相对于以往的采煤方式来说,具有更高的自动化水平,同时还能够广泛利用机械来提高生产效率。因此将综合机械化采煤工艺应用到煤炭开采中不仅能够有效地节约生产成本,同时还能够极大程度的提高采煤的效率。利用综合机械化采煤工艺来进行开采工作也能够有效地规避传统开采中可能会造成的人员伤亡事故,更大程度上的实现了安全生产的目标。

一、煤矿综合机械化采煤工艺概述

1.煤矿综合机械化采煤的优势

目前,综合机械化采煤已经成为世界先进的采煤设备之一,此工艺在破碎、装载、运输、支撑、处理五大煤矿开采环节,均能够机械化生产,也可以将其称之为“综合采矿”。综合采矿最大限度提高了生产效率,消除了中间劳动环节,具有提高采煤安全性、可靠性、工作面支护强度、生产率的重要优势,可切实达到高效节能生产要求。

2.煤矿综合机械化采煤的应用

近十年来,长壁综合机械化采煤是最常用的综合采矿方法,其工作面布置仅有开切眼、运输平巷、回风平巷,可在尽可能减少工作面作业时间的同时,提升采煤产量。在实际生产过程中,应以最低吨煤成本或最高工作面日产量为标准,确定工作面长度,刮板输送机铺设长度和工作面地质条件则是制约工作面长度的主要因素。可通过增加工作面拉伸长度等方式,减少工作面的搬家次数,采场地基结构、输送机铺设长度、回采巷道的支护和掘进则是制约工作面走向长度的根本原因。

二、煤矿综合机械化对煤矿资源开采与生产的重要性

煤矿资源是推动我国经济繁荣发展的重要因素之一,城市现代化建设和发展也需要大量煤矿资源的支持。目前,我国的煤矿资源大都应用于热力和电力的供应以及日常生活中的动能供应,能够满足大部分的需求,保障社会的稳定运行。由于煤矿资源属于不可再生资源,所以在大规模开采过程中,要注意资源的有效性和使用性等问题,以免出现煤矿资源分配不均等现象。将煤矿综合机械化的采煤工艺应用其中,能够有效避免以上问题,巧妙地利用现代化的采煤技术,不断优化现有矿井作业过程中开采煤矿资源的流程,更好地将采煤工艺和技术运用到矿井开采的各个生产环节,从而提高煤矿开采和生产流程的管理水平。此外,煤矿综合机械化生产模式有助于实现煤矿资源运输的机械化操作,进一步强化对煤矿井内机械化操作的全面性管理,进而达到提高生产效率的效果。从中可以看出,煤矿井内机械化操作的发展在整个煤矿资源开采过程中占据重要地位,因此,要充分发挥综合机械化的优势,促使煤矿资源产能最大化,从而实现煤矿企业采煤技术开发能力和管理能力的提升。

三、综合机械化采煤的影响因素

1.瓦斯影响

由于综合机械化采煤工艺具有强度大、速度快等应用优势,因此瓦斯的释放量也会随之增大,若出现瓦斯无法有效排放或涌出现象,超过了安全法规的范围,将会对综合机械化采矿的生产能力造成严重限制。因此,应重点关注瓦斯含量较高的开采区域,并加强对该区域的勘测和研究,在保证瓦斯安全排放和提前释放的前提下,建立相应报警机制,采取针对性的预防措施,降低瓦斯对综合机械化采煤工作的影响。

2.地理地质结构

地理地质结构对综合机械化采煤的影响主要体现在以下几个方面:首先,断层面倾角对综合采煤技术的影响;其次,支架的下限高度无法通过工作层;最后,在相同断层落差的情况下,逆断层与正断层相比,对综合机械化施工的影响更大。因此,应在工作面设计前,对施工范围内地理地质结构做出全面勘察,并制定针对性的施工计划。

3.煤层厚度

影响煤层的硬度、厚度等都与综合机械化采煤难度具有密切关联,主要体现在开采地点、范围及结构等方面。因此,综合采煤设备应根据不同煤层情况及时做出调整,对于部分煤层厚度较大工作面,可将其划分为不同地域,开展测量和划分,部分薄煤层则具有采煤设备工作困难、工作范围小等特点,从煤层厚度、硬度等方面着手选择机械化采煤技术,可为我国综合机械化采煤工艺发展提供充足的理论依据和实践经验支持。

四、综合机械化采煤工艺

1.长壁综合机械化开采

所谓的长壁采煤,也就是在开采过程中沿着煤层倾斜的方向来向上或者向下进行开采,对于巷道的走向和回风巷道的走向确定均按照煤层倾斜方向来确定。一般来说主要包含着倾斜开采和俯斜开采,将两者与前进和后退式开采方式进行结合。我们必须要认识到在实际开采工作过程中倾斜长壁采煤方式有一定的缺点。比如开采速度相对较低,同时支护难度相对于普通开采来说也有所提高。更为重要的是在倾斜开采过程中很容易会由于地层渗水而导致煤矿开采中出现积水严重的现象。同时我们还必须要认识到其优点,运用此方法能够有效的对于巷道顶板下沉进行控制同时还能够避免底板鼓起,这都能够提高巷道的稳定性。

2.应用短壁综合机械化开采工艺

现今阶段使用最多,作业最广的煤矿开采方式就是短壁综合机械化开采。短壁综合机械化开采优点很多,因为它具有很好的灵活性,并且开采速度快。它可以应用于一些中厚层的煤矿进行开采。并且在一些不适合长壁综合机械化开采的矿井中,可以进行短壁综合机械化开采,从而提升煤矿开采效率。同时短壁综合机械化开采的安全系数也远远高于其它煤矿开采技术。短壁综合机械化开采工艺对一些有用的资源进行回收。另外短壁综合机械化开采工艺还能对煤矿开采挖掘中因为操作不当,从而导致的各种生态环境失调进行处理。

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经挖掘的巷道柱式开发区域内设置长壁工作面,之后应用综合开采机械设备来进行开采的新型采煤方式。这种开采方式对于一些实力相对薄弱的小型企业来说具有非常明显的实际意义。但是这种长短壁综合机械化开采方式通常会受到地下煤层的实际地质情况影响,这就对于机械应用提出了更高的要求。随着我国科学技术的快速发展,高动力机械也将不断的被研发出来,那么短长壁综合开采方式也就能够逐渐实现。

4.薄煤层综合机械化开采工艺

因为薄煤层的开采难度系数过大,同时受到不同的地质环境影响,薄煤层的煤矿产量也比较低。综合起来薄煤层的开采并不能有很大的经济效益。但是因为现在煤矿产业愈加迅猛的发展,煤矿资源又具有不可再生性,为了保持生态平衡,同时又要满足我們在日常生活中以及工作中煤炭的需求量,所以我国也在不断的进行实验与研发,希望能找到新的适合薄煤层煤矿的开采方式与开采机械。随着这些年的不断完善与努力,在使用一些薄煤层综合机械化开采工艺后,明显的提高了薄煤层的开采速度,以及开采质量。并且降低了薄煤层的开采成本,有效的增加了企业的经济效益。

结束语

综上所述,现阶段我国煤矿行业正处于向集约化和规模化转型的关键时期。所以,就必须要深入了解煤矿综合机械化开采工艺的种类和特点,只有这样才能够有针对性地进行创新研究,进一步的推动煤矿企业的快速发展。

参考文献

[1]牛金星.煤矿采煤中的综合机械化采煤工艺探讨[J].能源与节能,2019(02):151-152.

[2]曹占宇.井下采煤技术及采煤工艺的选择研究[J].西部探矿工程,2019,31(04):181-182+187.

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