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综合机械化采煤的设备现状及工艺分析

更新时间:2009-03-28

机械化发展不但将人类从繁重的劳动中解放出来,也提高了劳动中的安全系数。近年来,各种大型机械相继投入矿业当中,不但提高了生产效率,也降低了相关成本。这样既提高了煤矿企业的核心竞争力,也增加了我国的经济效益。

1 综合机械化采煤的几点影响因素

1.1 地质构造的影响

地质结构的不同对矿业开采有着巨大的影响,在煤矿方面尤其明显,露天矿的开采难度明显要小于地下煤矿,而地下煤矿因其深度及断层的不同开采难度也不相同。

1.2 煤层厚度的影响

在地下煤矿开采的过程中,开采难度及产量受矿层结构的影响最为明显,其中煤层的厚度对开采工作的顺利进行有着直接的关系。若是煤层的厚度较薄,在开采过程中施工人员的活动空间就会相对减少,对机械的限制也会大大增加,其开采难度相对加大。但是,当煤层厚度较大时,其地质构造可能会有变化,增加煤矿过程中的变数,因此要对煤矿的地质结构做出细致分析,必要时可根据现场具体情况分区分段作业,合理选择机械化开采的设备、技术及方法。

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1.3 煤矿断层的影响

在煤矿的实际开采前,应对整体矿区有一个全面详实的评价。特别是对各断层的具体情况有足够的了解,根据现场实际设计开采方案。其工作面应设置于两断层间,这样可有效降低开采难度,减少成本支出。在开采过程中,经常会出现计划外小断层,因此,应密切注意机械开采底板标高的变化,如果发生变化,应在第一时间内预测断层,并采用紧急应对方案,否则就会使综合机械化开采机械无法进行[1-3]

2 综合机械化采煤主要运用的设备

2.1 工作面运输机的使用

自移式液压支架是以高压液体为主来完成顶板支护和前移支架等工作。在使用液压支架中,应配套使用采煤机和工作面运输机,这样就能够实现采煤的自动化,有利于提高设备效率,减轻工作人员的压力,并最大程度上确保工作人员的人身安全,提高采煤的效率,进而提高煤矿企业的竞争能力。

2.2 可伸缩带式运输机的使用

变电站将变电所中提供的高压电转化成为与采煤机和输送机相匹配的电压。乳化液泵站则是需要为其他液压设备提供高压液体动力,随着工作面的移动而移动,将其在某个地方固定住。

2.3 液压支架的使用

工作面输送机作为煤矿生产运煤主要装备,为采煤机移动支架提供了运行导航。在采煤中,如果运输机出现链条断裂情况,就会严重影响着整个煤矿正常有序的生产。所以在综合机械化采煤过程中,都选择具有较长铺设长度、高结构强度的可弯曲刮板运输机。

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2.4 转载机的使用

在回采巷道作业中,短壁综合机械化采煤工艺得以普遍应用。短壁综合机械开采中仍具有采掘合一的特征,并且有较强的机动性与灵活性,适合在较广范围内进行,能有效回收不规划块煤,有效缓解采掘比例失调情况。所以,在缓倾斜中煤层开采作业过程中其适应性能较好。

2.5 采煤机的使用

采煤机是集液压和机械为一体的复杂系统,在现代煤矿企业生产中是一项很关键的设施。其分为滚筒式煤机和刨煤机两种。在我国使用次数最多的是双滚筒型采煤机,其优势在于能够调节高度。这种采煤机工作结构和原理与日常使用采煤机对比有很多类似之处,但生产功率和能力要比普通采煤机高很多。

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2.6 乳化液泵站

可伸缩带式输送机拥有110 m储带装置,可在工作面前进下前进。这样就能降低输送带对生产时间的影响,从而达到快速生产的目的,同时,也能保证生产的质量。

3 分析综合机械化采煤的施工工艺

3.1 综合机械化开采放顶煤

在倾斜煤层中会充分利用综合机械化采煤。在落煤、运煤和顶板控制等各项工作中都会利用机械化方法。运用长臂综合机械化开采方式,在加大综采工作面长度后,还需要增加采煤机割一刀煤量,这样在端头和工作面斜进刀中会影响生产时间。在确定综采工作面长度中,一般以工作面最低吨煤成本或者最高日产量为主。在目前开采长臂综合化机械作业过程中,影响工作面长度有很多因素。在增加工作面推进长度后,能够减少工作面搬家次数。

3.2 短臂综合机械化的开采

转载机就是指顺槽用刮板转载机。通常情况下,它的一端与工作面输送机连接,另一端在输送机机尾部相连。所以,运输出来的煤炭,通过设备升高后,就能够转送到伸缩式输送机中,其转载机就是负责推进整体装置的前进。

3.3 长壁综合机械化的开采

在我国厚煤层中,采放顶煤开采应用十分普遍。放顶煤综合机械化开采过程:工作面采煤机先截煤、输送机推移,几刀后暂停截煤,打开支架上放煤窗口进行放顶煤,在有矸石出现后,应在第一时间内关闭放煤窗口。

9.预防疾病。勤检查,勤巡塘,注意小龙虾的觅食、活动、生长和蜕壳等情况,及时清除池中青苔;检查进、排水口的过滤网,防止由于过滤网破损而使小龙虾外逃或野杂鱼等有害生物进入。注意池中是否有敌害生物,如水老鼠、水蛇、水鸟等,及时将其除掉。定期用生石灰消毒虾池,经常加注新水,保持池水清洁卫生。

在实际开采中,沿着下部长壁采掘的深入,其左边界的应力会相应逐渐加大。随工作面进一步推进,煤柱1的应力变化出现曲线样改变,在22 cm时出现下降趋势,34 cm时为最低值,其后会缓慢上升(图1),在58 cm时恢复至正常水平,当工作面继续推进时,会在原位进行小幅波动(图2),当工作面推进到80 cm时,其边界煤柱支撑应力为最大值,随着采掘的进一步进行,应力开始下降。这是因为工作面下部空虚,顶板出现挠曲,其支承压力位置发生了位移,并由此引起了应力的重新分布。冒落带高度的变化决定了相应支承压力的位置,从而影响了边界煤柱及其他支承物有应力改变。同样,煤柱2、煤柱3及煤柱4的应力亦因作面的推进而出现波动。在58 cm之后煤柱2的应力开始增加,70 cm后达到峰值,并维持至116 cm时开始逐渐下降。而煤柱3的应力在74 cm时就开始出现下降趋势,到90 cm后趋于稳定。煤柱4的应力反映为逐渐升高。在110~116 cm时会很快达到峰值,并一直维持到116 cm时才会快速下降(图3)。

  

图1 下部煤层开采推进38 m时煤柱应力变化特点

  

图2 下部煤层开采推进75 m时煤柱应力变化特点

  

图3 下部煤层开采推进110 m时煤柱应力变化特点

3.4 薄煤层综合机械化的开采

开采薄煤层效率一般会受到地质条件与开采技术的影响,所以需不断更新和发展开采技术。虽然目前的技术开采薄煤层还比较困难,但是运用综合机械化开采,能大大提高开采水平和效率,实现清洁和安全地开采煤矿。同时,结合我国煤矿开采技术实际情况,针对性地进行借鉴其他国家的先进开采技术,能切实提高我国煤矿开采技术[4]

综上所述,在煤矿企业中已经普遍应用综合机械化的采煤工艺,为了能更好更深入地进行煤矿开采,必须要利用现代开采工艺和开采技术,因此,综合机械化采煤技术具有非常可观的发展前景。想要实现煤矿矿井的高效能生产,不但需要加强机械化开采进程,也需要科学、合理地进行矿业勘探,有效地安排机械化开采计划,减轻人为工作负担,进行集中化生产,进一步提高其产能,这样才能更进一步推动我国社会经济的快速发展。

参考文献:

[1] 李遂军.试析如何优化煤矿采煤工艺技术[J].山东工业技术,2015,19(10):60-62.

[2] 赵小军.浅析如何选择合理的采煤工艺[J].科技创新导报,2013,35(12):82.

[3] 张朝阳.新世纪煤矿采煤工艺的选择探讨[J].河南科技,2013,15(8):20.

[4] 苏 锋.煤矿综合机械化的采煤工艺研究探讨[J].企业技术开发,2012,31(13):84-85.

 
张琦
《煤》 2018年第05期
《煤》2018年第05期文献

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