试论煤矿综采工艺
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摘 要:随着综采装备的不断进步,综采工作面单产和效率日益提高,特别是八十年代以来国内外综采技术和装备发展很快,高产高效综采工作面矿井层出不穷。本文就煤矿长壁综合机械化开采以及综采工作面的端头作业与快速搬家工艺进行阐述。
关键词:煤矿;综采;工艺;长壁;短壁
中图分类号:TD63 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2010)020(C)-0187-01
一、概述
综合机械化采煤工艺,是指回采工作面中采煤的全部生产工艺,如破煤、装煤、运煤、支护和顶板管理等采煤过程都实现了机械化。此外,顺槽运输也相应的实现了机械化,以便充分发挥综采设备的效能。实现矿井高产高效集中化生产是煤炭井下开采的发展方向。而实现矿井高产高效的前提是提高综采工作面的单产,实现工作面高产高效,达到一矿一面或一矿二面的高度集中化生产。实现综采工作面高产高效应以提高综采工作面的开采强度和采煤机的有效开机率为目标,其技术途径有:提高综采工作面配套设备的小时生产能力,增加工作面的出煤点,提高综采设备及矿井生产系统的可靠性,减少工作面辅助工序的影响时间。实现综采工作面的高产高效主要有单一长壁综采工作面的高产高效和实现综采放顶煤工作面的高产高效。
二、煤层的开采条件
开采煤层条件优越是实现工作面高产高效的前提。高产高效工作面一般应具备以下条件:一是煤层赋存稳定,开采煤层的平均厚度不小雨2.0m,最好是开采单一煤层。二是地质构造比较简单,煤层倾角一般在8°以下,不超过12°。三是开采煤层顶板中等稳定以上,为低瓦斯矿井或煤层。
三、煤矿综采工艺
(一)长壁综合机械化开采
近年来,随着采煤机械化程度的不断提高,我国长壁工作面采煤工艺方式已打破了过去以普采为主的状况,逐步过渡到以综采为龙头、高档普采为主体、普采和炮采为辅的综合性采煤工艺方式,其机械化程度有了长足地发展。
一般来说,加大综采工作面的长度,增加采煤机割一刀的煤量,相应地可减少工作面斜切进刀及端头作业等工序对生产的影响时间,因此能获得较高的产量。确定综采工作面的合理长度,一般以工作面日产量最高或吨煤成本最低为准则,制约工作面长度的主要因素是工作面地质条件和刮板输送机的铺设长度。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。
增加采煤机截深可有效地提高每刀的产量,减少端头作业等辅助工序的影响时间和采煤机割时的牵引速度,使支护速度与割煤速度易于相匹配,便于组织管理,从而提高工作面的产量和效率。
采用大能力的新型综采装备来实现长壁综采工作面高产高效,也是今后采煤机械化的发展方向,其装备的主要特点是:(1)设备能力大。大功率(>800kW)电牵引采煤机的小时生产能力在1000―1200t以上,运输机、转载机、破碎机的小时生产能力在500―2000t以上。(2)自动化程度高,实现了机电一体化。为了适应采煤机快速割煤的要求,采煤机具备自动调高等功能;液压支架采用电液控制,能实现采煤机、刮板输送机和液压支架的自动控制。(3)设备性能好、可靠性高。(4)工作面采用2300V以上的供电电压。(5)实现回采巷道的快速掘进和支护,能满足工作面快速推进的要求。
(二)综采工作面的端头作业与快速搬家
影响综采工作面生产的主要辅助工序为上、下出口的端头支护、移转载机等。随着综采工作面采煤机割煤速度和工作面推进速度加快,端头作业问题越来越突出,解决综采工作面端头的开采技术,实现综采工作面上下端头的快速作业(包括端头支护、端头切割和端头设备转移),是综合机械化采煤工艺的关键之一,主要可以采取以下技术途径:上、下顺槽掘进大断面巷道,巷道宽度应不小于4.550m,并采用锚杆或组合锚杆支护。综采工作面端头采用普通液压支架(加长顶梁)支护。
组织工作面快速搬家对最大限度的增加综采工作面的连续生产时间,提高工作面单产和效率是非常有效的。实现综采工作面快速搬家的关键是先进的搬家设备、搬家工艺和组织管理。其主要技术措施是:(1)工作面设备的运输和撤装采用无轨运输车、拖车和单轨吊等运输设备。(2)改进采煤系统,缩短设备搬迁距离,减少运输环节。加大巷道断面,使液压支架等大型设备进行整体搬家。(3)合理组织搬迁工序,尽可能组织平行作业。工作面的搬迁工艺包括停采前的顶板维护、撤架的通道支护或掘进,工作面支架的撤装、支架运输、新工作面安装等。
结束语:综上所述,随着综采设备性能和装机功率的不断提高,在传统的综合机械化采煤工艺的基础上,其使用范围(如对采高、煤层倾角及地址构造的适应性)有了很大的扩大。这些现代化的综采工艺的成功应用,给煤矿企业带来极大的经济效益,更是对煤矿行业的发展起着积极的推动作用。但是,就目前的国情和具体地质条件及煤层赋存条件看,并非采用越高水平的采煤工艺方式越好,因其选择要受到多因素的制约,因此,只有综合考虑各种因素,结合地质条件、设备供应、技术管理水平等选择,才能充分发挥其效能,获得良好的技术经济指标。
作者单位:顾桥矿综采二队
参考文献:
[1]万长慈.煤矿机电安全技术[M].煤炭工业出版社.1990.
[2]任秉钢.综采生产管理手册[M].煤炭工业出版社.1994.
[3]煤矿安全规程.2006年修订版.
[4]齐俊德,郝彬彬,王春红.快速高效实现工作面设备安装施工[J].煤矿机械,2007.
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