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浅谈煤矿综采工艺技术

2017/3/29    来源:互联网    作者:王月旺      
关键字:煤矿  综采工艺  
综采工艺技术的整体水平直接决定煤矿企业的工作效率和经济收益。叙述了煤矿综采工艺在中国的发展过程、工艺技术流程与模式,并对煤矿综采工艺技术进行了分析。

0 引言

    自20世纪70年代中国煤矿产业引入全综采设备后,煤矿综采工艺技术逐渐发展了起来,在进一步提升采煤效率的同时,煤矿企业的经济效益也在不断稳步增加。可以说,煤矿企业长期综合发展的关键因素就在于其先进的技术设备和生产工艺。目前,中国大多数煤矿的综采工艺都已实现了机械化和机电一体化,并能完成现代化采挖作业,这对于生产成本的大幅度降低和采煤产量的增加都有着重大意义,也为煤矿产业的高产、高效奠定了坚实基础。

1 中国煤矿综采工艺技术的发展

    煤矿综采工艺技术对于中国有着非常重要的战略性意义,甚至对于世界范围内的煤炭产业也有着颠覆性改变作用。自20世纪70年代以来,各大产煤国基本都已在实际采煤作业中引入了综采工艺技术,初步实现了生产集中化和矿井大型化。截至20世纪80年代,部分先进国家已开始逐渐向“一井一面”甚至“一井两面”的新生产模式过渡,在提高其功率和可靠性的同时,也大大改善了作业面的工效与单产,进而带来了极为可观的经济与能源效益。现阶段,采煤技术的发展在向安全集约化、综合机械化和机电一体化的方向靠拢,这无疑对管理技术与信息技术水平提出了更高的要求。此外,矿井采煤区也会出现规模增大、系统简约、生产集中等现象回。可以说,采煤技术的终极目的在于采煤的高效和高产,这必然离不开先进、精密的采煤设备,其伴随着科学技术的进步和发展也正呈现出高功率、高强度、一体化等趋势。

    中国最早正式投入使用的全综采设备可追溯到20世纪70年代,随着之后采煤技术工艺的不断发展,产能和效率更高的矿井越来越多,也引进了更多全综采设备,这无疑大大促进了采煤质量的提升。截至1997年,中国建设完成并成功投产的矿井已超过350处。在进入新世纪以来国家大力倡导低碳经济和技术革新的背景下,新的、效能更高的全综采配套设施不断得到研发和投产,在世界范围内也逐渐占据了举足轻重的地位,这对于中国能源产业向集中化、产业化、现代化的方向发展意义重大。

    不可否认的是,实际作业过程中中国综采技术的运用和机械设备的操作管理水准依然存在一些问题,这主要是由中国地质构造的特殊性和科技水平的有限性造成的。其具体说来主要包括以下几方面:

    虽然中国的综采设备在近几十年来进步巨大、提升明显,但与国际先进水准相比依然有着相当大的差距,如可靠程度和工作性能差、装机功率低、配套能力弱等。同时,中国综采设备的使用年限也远远不如产煤技术相对先进国家的相应设备,在运用采煤新工艺和新技术的过程中差距也相当大,这一点在自动化技术领域体现得尤为明显。

    综采工艺和技术也存在着很大差距,如截止2004年,中国尚未建设成功超过300m的综采工作面,而直N2007年才试验成功第一个400m综采工作面。反观美国和澳大利亚,在2004年时美国综采工作面大部分已超过300m,更有甚者能达到4000m以上;而澳大利亚在2002年就已达到了长壁工作面平均长度227m的较高水平。从这些数据可明显看出,产煤技术发达国家的煤矿生产均有着产量大、工作面宽、走向长、采区储量大等特点。

    中国地域十分辽阔,有着相当复杂的水文地质条件,由此导致煤层坡度较大、厚度不均,这无疑会造成综采作业难度的提升,也限制了综采设备的展开和使用。

2 煤矿综采工艺技术流程与模式分析

    作为危险性和复杂程度均相当高的工作,煤矿企业必须严格依照相关安全规范来进行综采作业。a)综采工艺涵盖了切煤、落煤、装煤、运煤、前移支架、推移输送机、强行放顶等诸多环节,因此在作业过程中必须结合矿井实际情况进行采煤、装煤、运煤等各个工艺流程的优化和调整。同时,对采煤作业面的优化也十分关键,施工技术人员应参考煤层厚度、进刀方式、工作面长度等实际情况来选择最合理的综采工艺,在保障采煤工作持续、不间断的同时,尽可能提升采煤效率;b)很多企业在综采过程中都倾向于采用三八制的工作模式,但也有部分企业青睐灵活性、流动性更强的四六制。实际上,倒班制模式的合理选择对于采煤工作面准备、结合、交接、检修等工序时间的缩短有着重要意义;c)企业还应注重人员的合理调配,安排熟悉不同工种的工人负责相应环节,尽可能做到分工细化和责任明确,通过作业规范程度与工作人员责任意识的提升来为采煤效率与安全可靠性的强化提供有力保障。

3 煤矿综采工艺技术分析

    3.1 短壁综合机械化开采

    这一工艺相对较为常见,其针对的主要是复杂程度较高或环境较恶劣的矿井和工作面,对煤层形状相对不规则情况下进行的机械化开采意义重大。主要特点如下:a)工作面长度较小,工作方式大多选择后退式开采;b)大多使用双滚筒采煤机,确定其工作模式时主要参考的是滚筒螺旋的方式和次序,且为确保开采作业顺利展开,还要结合煤层实际情况增加开采深度;c)应尽可能确保设备运输与整理的便捷程度,这对于煤矿综采的效率有着很大影响。

    3.2 长壁综合机械化开采

    长壁综合机械化开采针对的是坡度缓、断层少、稳定程度相对较高、顶板状态良好的煤层,大多数此类工艺的设计都选用的是超长工作面和2部采煤机。同时,刮板输送机的主要设计方案有两类:a)将刮板输送机安放在同一采煤面之上,并分别用于上下两部分煤层采煤面的切割;将中间巷道用于运输,并在上下两半部煤面上分别配备1台输送机,从而构成相向输送体系。与短壁综合机械化开采相比,这一技术主要有两点区别:后者的煤层工作面更长,有利于降低工作面中各类工序引发的负面作用,还能通过单刀切割的增加来提升其产量与工效;b)在确定其工作面时,长壁综合机械化开采与工作面所处的地理环境及输送机长度有着密切关系,同时也要考虑到煤矿日产量的影响,因此必须高度重视其工作面长度的合理把握。只有通过实地调查和客观评估,才能确保其工作面长度的设计足够合理,最终实现生产效率的大幅提升。

    3.3 端头作业与快速搬家

    在煤矿综采过程中,载机转移和端头支护有着最大的影响,其效率将直接决定综采效率。随着中国煤矿产业综采水平的普遍提升,割矿速度越来越快,端头支护工作的重要性也日益彰显出来。若端头作业出现问题,煤矿综采效率将受到严重抑制,其产量也得不到保障。同时,综采工作面的快速搬家也必须得到高度重视,其水平的高低是综采工艺技术的直接体现。在这一方面中国已有了极为可观的进步和发展,能通过选择合理的设备支架搬运设备来为快速搬家工作提供有力保障,继而大大缩短设备搬家所需的时间,确保综采工作面生产作业的连续性,最终提升煤矿综采的产量与效率。

4 结语

    在当今社会工业竞争日趋激烈的大背景下,煤矿企业如果想要提升自身竞争力、更好地生存和发展,就必须高度重视技术的创新。对于煤矿开采来说,其综采工艺技术的整体水平将直接决定企业的工作效率和经济收益。所以,只有着力引入更先进的技术和设备、勇于创新、开拓进取,才能促进和保障企业竞争能力和综合效益的稳步提升,进而更好地为社会主义现代化事业做出贡献。

责任编辑:程玥
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