大型矿山综合机械化的开采

摘 要 矿山综合机械化开采技术对于煤矿行业的持续发展起着至关重要的作用。本文首先介绍了矿山综合机械化开采的发展现状，然后阐述了诸如长壁、短壁以及放顶煤等矿山综合机械化开采工艺，最后探讨了综合机械化开采的发展趋势。

关键词 大型矿山；综合机械化；开采

中图分类号TD8 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）92-0143-02

0 引言

改革开放以后，我国开始了工业化革命的进程，在各个行业中开始重视机械化和自动化的发展，使自身能够跟上现代化时代的潮流。目前，由于我国石油资源短缺，天然气能源匮乏，导致涉及到能源的行业基本仍以煤炭为主要能源，这便使得对煤炭的依赖程度越来越高。因此，为确保煤矿行业的安全运营，需加大力度提高矿山的综合机械化水平。

1 矿山综合机械化开采的发展现状

1.1机械化综合配套设备大量应用

目前一些矿井开始大量投入机械化综合配套设备，其优点在于具有较高的可靠性和稳定性，并且在开采煤矿资源的过程中能够适应较为恶劣的工作环境。大型矿山想要保证高效稳定的产量，需要扩大其开采面积，由于新型机械化综合配套设备具备较高的自动化程度，所以能够很好的满足要求。同时，机械化综合配套设备在工作过程中很好的结合了机电一体化，例如电液控制的液压支架，它能够自动智能控制刮板输送机和采煤机，优化了设备性能。

1.2矿山提升机械自动化

煤矿提升机方面，一些规模较大的矿井已经采用胶带运输方式，并辅以胶套轮蓄电池机车、高速架空人车、单轨吊等进行输煤工作。在综采工作面搬家方面，传统的轨道运输需要25～45天，而胶带运输方式仅1～2周便可完成。在胶带运输中，运用可控硅-电动机直流调速、交流变频调速等方式。应用计算机实现对煤矿提升机械的统一操控、故障状态监控，整个提升机系统能够应对轨道跑偏和制动刹车等情况。

1.3采掘机械自动化

随着传感器技术的日趋成熟以及计算机技术的高速发展，一些规模较大的矿井开始逐步使用计算机对采掘机械进行控制，统一控制工作面运输机和采煤机，进而实现采煤工作的一体化。此外，应用计算机后，还可以对设备实施状态检测，能够准确及时确定故障出处。采煤机最初使用液压牵引方式，然后逐渐过渡到电牵引方式，电牵引的供电逐步从直流过渡到交流，以提升其总装机功率，使其达到1500kW。工作面运输机逐渐朝更大的动力方向发展。控制采煤工作面矿山压力的液压支架逐渐朝耐压发展。用于开凿矿道的掘进机逐渐开始应用逻辑与可编程控制器，以实现对生产过程的控制。

2矿山综合机械化开采工艺

2.1长壁综合机械化采煤

其工作面要求具备较好的通风性能，它的巷道布置主要针对于开切眼、运输平巷以及回风平巷。为了增加产量，往往需要增加单向一刀割煤量，并将综合机械化采煤的工作面进行延伸，其延伸程度取决于刮板输送机的铺设长度、产量需求、每单位产煤成本、工作面地质地貌等。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。

2.2短壁综合机械化采煤

其主要应用于缓倾斜中小型矿井厚煤层或回采块段较小的大型矿井。利用这种技术可以轻松实现在综采面的上端头、下端头以及回采巷道的快速化作业。

2.3短长壁综合机械化采煤

作为一种新式采煤法，它主要将长壁工作面布置于已掘巷道巷柱式开发区内，然后再用综合机械化采煤设备对煤柱进行回采。

2.4综合机械化放顶煤

首先，其开采应按照先由采煤机截煤、再由推移输送机移煤，在进行截煤时，每经过3刀后需暂停一下，按照顺序将支架上放煤窗口打开，进行放顶煤操作，如若有矸石出现，应马上将放煤窗口关闭。顶煤放完后，综采工作面便可继续向前推进。但是，在实际生产应用中，综合机械化放顶煤采煤法仍存在一些问题，例如：因采煤工作面大，极易导致通风断面与液压支架之间过渡临近，致使风速急剧增大，顶煤过程中有很多煤尘从放煤口产生，此时便需增加注水、喷雾等环节；放顶煤开采采出率低，且煤炭质量不高；顶煤冒落极易引起瓦斯汇集，如若挤进工作面，将会增大瓦斯浓度，用高炮崩落顶煤时很有可能产生爆炸事故；被扔掉的顶煤还有可能引起火灾事故。

2.5优化过断层的方式

遇到诸如煤层变薄处或全岩段，可采用起底打眼爆破配合挑顶的方法，以达到逐步抬高输送机的目的。

2.6采煤机过煤高度优化

若采煤机滚筒切割下来的煤无法第一时间由采煤机下方的输送机运走，将增加支架和输送机之间的浮煤，人工清理起来，不但费力费时，而且还会影响到移架等一系列工序的进行，进而影响采出率。为此，可以提升采煤机过煤高度，具体可适当加高采煤机滑靴，并辅以加高采煤机行走轮。

3 矿山综合机械化开采的发展趋势

3.1矿井作业过程自动化的集中控制

矿井作业过程自动化的集中控制，即使矿井集中监控中心配备一流的采煤控制技术，采煤控制技术主要由两部分构成，分别是自动化程度较高的采掘设备以及工业以太网技术，这样，矿井集中监控中心便可以实现对矿井设备的实时操作，进而实现矿井作业过程的集中监控。为使不同系统及设备能够互相通讯，需将不同网络协议转换为统一的协议，并利用统一的组态软件进行编程。当现场出现故障时，监控中心能够及时诊断出远程故障的出处，便于矿井工作人员能够有时间做出反应，在一定程度上提高了矿井作业的安全性。

3.2现场信息自动化控制

实现生产过程控制自动化的基础是设备的高度自动化，生产过程控制系统的远程控制与集中控制的基本要求是现场信息的高度集成。这种高度集成实现的基础是配备高智能化的传感器和仪器仪表、稳定的用于控制通讯的现场总线以及高速的工业以太网技术。其发展方向是通过建立一套由信息网、控制网和设备网组成的立体信息化网络管理系统，使矿山设备实现网络化和信息化。矿山生产现场的一些数据通过传感器采集，执行机构通过执行主控器发出的指令而动作，再利用现场总线将各个现场的信息联系起来，利用工业以太网技术实现整个工作现场的网络传输系统，即用1000M工业以太环网与基于工业总线的控制器的连接，实现对现场设备的监测与控制，这样，监控中心的服务器便可以接收现场信息，再通过人机界面、数据采集与监视控制系统等监控软件便可以实现对矿井内现场设备的集中控制和管理。

4结论

煤炭是我国的主要能源，因此，必须高效可持续的对矿山进行开采。但是，我国在矿山综合机械化开采方面与国外发达国家仍有不小的差距，这便要求我们要致力于研究先进的开采和控制技术，在实践中不断发展矿井综合机械化开采水平，不断提高和深化我国矿山开采水平。

参考文献

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