在煤矿中的综采工艺运用

本文作者：李建平 单位：晋城煤业集团审计部

综采工艺在采煤中的应用近 10 年来 , 巴兰布矿引进中国成套的综采设备[1]，使用的工艺是长壁综采工艺，在矿井生产过程中取得了很好的经济效益。长壁综采工艺的工作面巷道包含了回风、运输两个平巷及开切眼，因此，其通风系统非常完善。一般情况下，如果增加了综采工作面的可用长度，那么采煤机的采煤量在割一刀的情况下增加幅度较大，同时也会减少工作面端头作业及斜切进刀等相关辅助工序影响采煤的时间，进而提高采煤量。综采工作面长度的确定通常是以吨煤成本最低或工作面日产量最高为原则，刮板输送机的铺设长度和工作面地质条件这两个因素制约着工作面的长度。减少工作面的搬家次数最为可行的途径是增加工作面的长度。一般情况下，可伸缩带式输送机的铺设长度、回采巷道的掘进与支护和工作面的地质构造这三个因素主要制约着工作面走向长度的增加。短壁综采工艺主要应用于中小型矿井缓倾斜中厚煤层和厚煤层的开采，以及大型矿井不宜布置长壁综采工作面、回采块段小的煤层的开采。短臂综采工艺的使用要满足两个条件：一是回采巷道必须能实现机械设备的掘进的快速要求；二是在综采工作面的上、下端头作业采煤的速度要快。短长壁综采是一种新式采煤工艺，主要应用于已掘巷道巷柱式开发区内布置长壁工作面，并使用综采成套设备进行煤层开采。中国综采成套设备出口到印度的巴兰布矿，于63L 短长壁综采工作面开展了试验。试验期间，65 天采煤102 415 吨，平均每天采煤 1300 吨，最高每天采煤 2000 吨，大幅提高了工作效率和煤炭采出率。试验证明，在印度，使用短长壁综采工艺有着非常广阔的前景，这也间接说明，此工艺对中国的中小型煤矿具有借鉴意义。综采工作面的采煤工艺的主要流程为：首先采煤机在采煤处进行截煤、移煤、推移输送机等操作；然后采煤 2~3 刀后暂停，按先后分段打开位于支架上放煤窗口，放出顶煤，发现矸石时马上关掉放煤窗口；放完工作面上的全长顶煤，即完成放煤的一次生产过程。近年来，我国有关研究部门提高了煤矿综合机械化程度，加大了煤矿的开采强度，导致了原煤田中具备良好开采条件的煤层急剧减少，可采薄煤层在总煤的储量中占有很大的比例，其开采得到了广泛的关注，因此，其综采技术也得到了日益的关注。我国的可采薄煤层储量占煤炭可采储量的比例非常大，在已探明的矿区中，有不低于 80% 的矿区存在薄煤层，储量估计有 620 亿吨，是煤炭总储量的 17.5%。就开采技术来说，薄煤层的开采需要很高的技术条件，并且机械化水平还有差距，开采的数量在已开采煤层中所占的比例较低。就开采条件来说，薄煤层的开采存在煤层薄、人员活动空间小等缺点，不易选择合适的开采工艺。要提高开采薄煤层工作效率和开采量，进而实现矿井高产高效的目的，选择综合机械化开采是当务之急。

机械设备的电气自动化

当前，我国的电气自动化已得到了长足的发展，机电一体化设备在矿井的生产和煤矿的开采中起着非常重要的作用[3]。其主要表现有：在中厚煤层的开采中，一开始使用的是采煤机，后来开始使用大功率、高强力的滚筒采煤机；牵引方式也发生了巨大的变化，一开始的方式是有链牵引或无链液压牵引，后使用调速变频无链电牵引和电磁滑差无链电牵引；液压支架的高度也有很大的变化，薄煤层、中厚煤层和厚煤层液压高度存在差异；支架的型式同时也发生了改变，一开始是掩护式，而后随着技术的进步发展演变为四柱支撑式低位放顶煤支架、两柱式高位放顶煤支架、两柱掩护式低位放顶煤液压支架等型式[3]。当前，依据我国煤矿现有的技术条件与经济条件，以效益为出发点，在年产超过 400 万吨的一次综采长壁工作面、年产超过 600 万吨的放顶煤工作面与薄煤层高效开采工作面上主要应用的是电液控制液压支架。国家将在 2 年之内根据每个煤矿的采煤特点应用第一套液压支架的电液控制系统[1]。采煤工作将随着电气自动化的应用更具有人性化，采煤系统的可靠性将随着远程监控系统和专家诊断系统在综采工艺中的应用进一步增强。该系统对采煤机和液压支架实施远程监控，通过对监控结果和生产需求进行分析，根据煤层的结构特点实施自动割煤，还可根据煤层的坚硬程度自动调节采煤机的采煤速度，也可根据检测受力点受力状态的检测结果，自动调节综采支架液压系统的压力大小。

结 语

矿井的集中高效生产是煤炭企业生存与发展的必经之路，实现矿井的集中高效生产就能大大增强煤炭企业的整体竞争力，实现煤炭企业的健康、可持续发展。综合机械化自动化在煤矿开采中的应用能显著提高煤炭企业的经济效益及社会效益，也是高产高效现代化煤矿生产的技术需求。