劉魯強(qiáng)，王福文，沈洪偉

（兗礦能源集團(tuán)股份有限公司濟(jì)寧二號煤礦，山東 濟(jì)寧 272072）

隨著工業(yè)化的發(fā)展和國家對能源的需求，煤炭成為國民經(jīng)濟(jì)的重要能源，但傳統(tǒng)的采煤方式存在安全隱患和效率低下等問題，因此煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝應(yīng)運(yùn)而生。煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝是一種綜合利用先進(jìn)機(jī)械設(shè)備，實(shí)現(xiàn)采煤、支護(hù)、運(yùn)輸?shù)榷囗?xiàng)作業(yè)的采煤方式，已經(jīng)成為煤礦采煤的主流技術(shù)之一。本文將對煤礦綜合機(jī)械化采煤設(shè)備及工藝進(jìn)行介紹和分析，以期為煤礦采煤提供一些思路和參考。

1 煤礦綜合機(jī)械化采煤設(shè)備分析

1.1 轉(zhuǎn)載機(jī)

轉(zhuǎn)載機(jī)是煤礦綜合機(jī)械化采煤中的重要設(shè)備之一，主要用于采集和轉(zhuǎn)載煤炭，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)采煤、運(yùn)輸和支護(hù)等多項(xiàng)工作。轉(zhuǎn)載機(jī)的結(jié)構(gòu)一般由機(jī)身、機(jī)架、轉(zhuǎn)載斗、行走機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)等組成。其中，轉(zhuǎn)載斗是轉(zhuǎn)載機(jī)的核心部件，能夠?qū)崿F(xiàn)自動卸煤和定量卸煤等功能，大大提高了采煤效率和安全性。同時(shí)，轉(zhuǎn)載機(jī)的行走機(jī)構(gòu)采用履帶式或輪式行走，可以適應(yīng)不同的地質(zhì)條件和采煤需求。

1.2 輸送設(shè)備

根據(jù)輸送方式的不同，輸送設(shè)備可以分為皮帶輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)、斗式輸送機(jī)等不同類型。其中，皮帶輸送機(jī)是應(yīng)用最廣泛的一種輸送設(shè)備，具有輸送距離長、輸送量大、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種采礦條件和要求。刮板輸送機(jī)適用于低煤層采礦和限制煤柱采礦等情況下的輸送，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。螺旋輸送機(jī)適用于煤粉、煤灰等顆粒狀物料的輸送，具有輸送距離短、輸送量小、輸送速度慢等特點(diǎn)。斗式輸送機(jī)適用于大塊煤的輸送，具有輸送量大、輸送距離長等特點(diǎn)。輸送設(shè)備在煤礦綜合機(jī)械化采煤中的作用主要是將采集的煤炭從采煤工作面輸送到地面，以實(shí)現(xiàn)采煤作業(yè)的高效、連續(xù)、穩(wěn)定進(jìn)行。輸送設(shè)備能夠根據(jù)采煤機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)和要求，調(diào)整輸送速度和輸送量等參數(shù)，確保采煤作業(yè)的正常進(jìn)行。同時(shí)，輸送設(shè)備還可以通過分級輸送、曲線輸送等技術(shù)手段，滿足不同采煤條件下的輸送需求。

1.3 液壓支架

液壓支架是一種利用液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)支撐和控制采煤機(jī)械的設(shè)備，根據(jù)其結(jié)構(gòu)和支撐方式，可以分為單柱式液壓支架、雙柱式液壓支架、四柱式液壓支架、超高支架等不同的類型。其中，單柱式液壓支架適用于煤層傾角較小、支架高度較低的采礦條件，雙柱式液壓支架適用于煤層傾角較大、支架高度較高的采礦條件，四柱式液壓支架和超高支架則具有更高的支撐能力和更大的支架高度，適用于深部采礦和高煤壓條件下的采礦。液壓支架在煤礦綜合機(jī)械化采煤中的作用主要是支撐和控制采煤機(jī)械。液壓支架通過液壓油缸將支架推動到煤層下方，實(shí)現(xiàn)支撐和固定采煤機(jī)械。液壓支架還可以通過調(diào)整液壓油缸的壓力和流量等參數(shù)，控制支架的高度和位置，保證采煤機(jī)械在煤層中的穩(wěn)定和安全操作。

1.4 移動變電站和乳化液泵站

移動變電站和乳化液泵站是煤礦綜合機(jī)械化采煤中的配套設(shè)備，主要用于提供電力和乳化液等必要的物質(zhì)。根據(jù)變電站的移動方式和功率等級，移動變電站可以分為輪式移動變電站和履帶式移動變電站兩種類型。輪式移動變電站是一種移動性較強(qiáng)的設(shè)備，適用于平坦、較為開闊的采礦區(qū)域，功率等級一般在1000kW 以下。履帶式移動變電站則具有較強(qiáng)的越野性能，適用于地勢崎嶇、交通條件較差的采礦區(qū)域，功率等級一般在2000kW以上。移動變電站在煤礦綜合機(jī)械化采煤中的作用主要是為綜合機(jī)械化采煤提供電能，以滿足采煤機(jī)械、輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)等設(shè)備的電力需求。移動變電站通過變壓器、開關(guān)柜等設(shè)備將高壓電能轉(zhuǎn)換為低壓電能，并通過電纜輸送到采煤工作面上的各個(gè)設(shè)備。移動變電站的使用可以提高采煤作業(yè)的效率和安全性，保障采煤作業(yè)的正常進(jìn)行。根據(jù)泵站的流量和使用場合，乳化液泵站可以分為小型乳化液泵站和大型乳化液泵站兩種類型。小型乳化液泵站一般流量在30m3/h 以下，適用于小型綜合采煤機(jī)械化作業(yè)面上的乳化液輸送。大型乳化液泵站則流量在100m3/h 以上，適用于大型綜合機(jī)械化采煤作業(yè)面上的乳化液輸送。乳化液泵站在煤礦綜合機(jī)械化采煤中的作用主要是將乳化液輸送到采煤工作面上，為采煤機(jī)械、支架、刮板輸送機(jī)等設(shè)備提供潤滑和冷卻。乳化液是一種由水、油、乳化劑等混合而成的液體，能夠在采煤作業(yè)過程中起到潤滑、降溫、防塵等作用。乳化液泵站可以將乳化液輸送到采煤工作面上的各個(gè)設(shè)備，提高采煤效率和作業(yè)安全性。同時(shí)，乳化液泵站還可以通過控制乳化液的流量和壓力等參數(shù)，調(diào)整液體的配比和使用效果，滿足不同采煤條件下的使用需求。

1.5 采煤機(jī)

采煤機(jī)是煤礦綜合機(jī)械化采煤的核心設(shè)備，主要用于采集煤炭和煤巖混合物，并實(shí)現(xiàn)切割、截割和輸送等多項(xiàng)作業(yè)。根據(jù)采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)和采煤方式，采煤機(jī)可以分為單邊機(jī)和雙邊機(jī)兩種類型。單邊機(jī)只能采煤機(jī)械在一個(gè)方向上進(jìn)行采煤，采煤效率較低，但是結(jié)構(gòu)簡單，適合于采取局部采礦的方式。雙邊機(jī)采煤機(jī)械可以在兩個(gè)方向上進(jìn)行采煤，采煤效率高，適合采取全面采礦的方式。此外，采煤機(jī)還可以根據(jù)采煤方式的不同，分為剪切式采煤機(jī)、碎煤式采煤機(jī)、剝離式采煤機(jī)等不同的類型。采煤機(jī)通過采煤機(jī)頭上的刀盤、煤翻板等工具對煤層進(jìn)行切割、破碎等作業(yè)，然后通過輸送機(jī)將采集到的煤炭運(yùn)輸?shù)降孛?。采煤機(jī)具有高效、安全等優(yōu)點(diǎn)，能夠提高采煤效率和采煤質(zhì)量，降低人工勞動強(qiáng)度和采煤事故的發(fā)生率。另外，采煤機(jī)還可以根據(jù)需要進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，以適應(yīng)不同采礦條件和要求。例如，為了適應(yīng)低煤柱采礦的需求，目前研發(fā)了一種新型的低煤柱采煤機(jī)，它具有自動升降、自動定位、自動調(diào)整等功能，可以在煤層厚度較低的情況下實(shí)現(xiàn)高效采煤作業(yè)。

2 煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝的優(yōu)勢分析

煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝相較傳統(tǒng)的手工采煤和單一機(jī)械采煤，具有以下優(yōu)勢。

2.1 提高采煤效率，降低勞動強(qiáng)度

煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝可以利用各種機(jī)械設(shè)備，如轉(zhuǎn)載機(jī)、輸送設(shè)備、采煤機(jī)等，實(shí)現(xiàn)采煤、運(yùn)輸和支護(hù)等多項(xiàng)工作，大幅提高采煤效率和作業(yè)速度。傳統(tǒng)的手工采煤需要大量的人力，勞動強(qiáng)度大，存在安全隱患。而煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝可以減少人力投入，降低勞動強(qiáng)度，保障采煤作業(yè)人員的安全和健康。

2.2 提高采煤質(zhì)量以及安全性

采煤機(jī)具有高效、精準(zhǔn)的采煤能力，可以實(shí)現(xiàn)煤炭和煤巖混合物的快速分離和采集，避免煤炭的浪費(fèi)和損失，提高采煤質(zhì)量和收益。煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝采用了先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備和支護(hù)技術(shù)，可以保障采煤作業(yè)面的安全和穩(wěn)定。同時(shí)，由于采煤機(jī)可以遠(yuǎn)離采煤現(xiàn)場，降低了人員接觸煤塵、有害氣體等的風(fēng)險(xiǎn)，提高了采煤作業(yè)的安全性。

3 煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝的應(yīng)用分析

3.1 薄煤層綜采工藝

薄煤層綜采工藝是利用采煤機(jī)械在工作面上進(jìn)行掘進(jìn)、切割和裝煤等作業(yè)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)支架的移動和定位。這種工藝將采煤機(jī)械與綜采技術(shù)相結(jié)合，采用綜合支架來支撐和控制采煤機(jī)械，實(shí)現(xiàn)對煤層的連續(xù)、高效、安全地采礦作業(yè)。薄煤層綜采工藝需要的主要設(shè)備包括采煤機(jī)、支架、輸送機(jī)、通風(fēng)設(shè)備等。其中，采煤機(jī)是薄煤層綜采工藝中的核心設(shè)備，它具有切割、破碎、裝煤等多種功能，可以對煤層進(jìn)行快速高效的采掘。支架是支撐采煤機(jī)械的重要部件，通過調(diào)整高度、升降等方式，使采煤機(jī)械能夠順利進(jìn)行煤礦的采掘作業(yè)。輸送機(jī)主要用于將采煤機(jī)采集的煤炭運(yùn)輸?shù)降孛?，通風(fēng)設(shè)備則是為了保證工作面通風(fēng)，保障采煤作業(yè)的安全進(jìn)行。在薄煤層綜采工藝的應(yīng)用中，需要注意以下事項(xiàng)。首先，要進(jìn)行充分的前期調(diào)研和規(guī)劃，制定合理的采礦方案和施工方案。其次，要嚴(yán)格執(zhí)行安全生產(chǎn)規(guī)章制度，加強(qiáng)安全培訓(xùn)和安全督導(dǎo)，保障工人的人身安全。此外，還需要保持設(shè)備的良好狀態(tài)，定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，以確保設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命。

3.2 長臂綜合機(jī)械化采煤工藝

煤礦長臂綜合機(jī)械化采煤工藝是一種利用大型挖掘機(jī)械化采煤的技術(shù)。采煤機(jī)械在工作面上通過煤墻底部的采煤機(jī)支架連接長臂機(jī)構(gòu)，將機(jī)械的掘進(jìn)頭向煤體深處伸出，進(jìn)行采掘作業(yè)。同時(shí)，支架通過擺動、升降等動作來完成采煤機(jī)的移動和定位，使采煤機(jī)能夠順利開采煤礦，提高采煤效率。煤礦長臂綜合機(jī)械化采煤工藝需要的主要設(shè)備包括挖掘機(jī)、采煤機(jī)、支架等。其中，挖掘機(jī)是煤礦長臂綜合機(jī)械化采煤工藝中的核心設(shè)備，它具有掘進(jìn)、輸送和裝載等多種功能，可以對工作面上的煤礦進(jìn)行快速高效的采掘。采煤機(jī)是采煤過程中的主要設(shè)備之一，它可以對煤礦進(jìn)行割煤、碾壓、裝煤等作業(yè)。支架是支持采煤機(jī)、挖掘機(jī)等設(shè)備的重要部件，它通過調(diào)整高度、升降等方式，使得采煤機(jī)械能夠順利進(jìn)行煤礦的采掘作業(yè)。在煤礦長臂綜合機(jī)械化采煤工藝的應(yīng)用中，需要注意以下事項(xiàng)。首先，要保持設(shè)備的良好狀態(tài)，定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，以確保設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命。其次，要合理調(diào)整和控制采煤機(jī)械的工作參數(shù)，避免因工作參數(shù)設(shè)置不當(dāng)而引起的采煤事故。此外，還需要在采煤過程中加強(qiáng)安全防范，采取必要的安全措施，確保采煤作業(yè)的安全性。

3.3 巷道布置技術(shù)

巷道布置技術(shù)是指根據(jù)煤層賦存的情況，將煤炭采掘區(qū)域進(jìn)行劃分，設(shè)計(jì)出合理的巷道布置方案，使得巷道的布置能夠最大化地發(fā)揮其應(yīng)有的作用。在巷道布置方案設(shè)計(jì)中，需要對煤層的賦存情況進(jìn)行詳細(xì)的了解和分析，以便設(shè)計(jì)出合理的巷道布置方案。例如，當(dāng)煤層較薄時(shí)，需要采用高巷和低巷交替布置的方式，從而保證巷道的穩(wěn)定性和通風(fēng)效果?？紤]采煤工藝的特點(diǎn)和要求，以便設(shè)計(jì)出能夠滿足采煤工藝的巷道布置方案。在采用割頂采煤工藝時(shí)，需要在煤層頂部進(jìn)行巷道布置，從而實(shí)現(xiàn)煤層的完整割斷。考慮通風(fēng)、排水等因素，以便設(shè)計(jì)出合理的巷道布置方案。需要對巷道的橫斷面、 ※縱斷面進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便保證通風(fēng)、排水的有效性和安全性。

3.4 煤礦集中化開采技術(shù)

煤礦集中化開采技術(shù)是指將多個(gè)小型煤礦整合成一個(gè)大型煤礦，采用先進(jìn)的技術(shù)手段，對整個(gè)煤礦進(jìn)行統(tǒng)一管理和開采。通過整合多個(gè)小型煤礦，將其煤炭資源進(jìn)行優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)整個(gè)煤礦的資源最大化利用。同時(shí)，還可以避免由于單個(gè)小型煤礦規(guī)模小、資源不足而導(dǎo)致的生產(chǎn)停滯、設(shè)備閑置等問題。在整合小型煤礦的過程中，可以對其設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的升級改造。這樣可以大幅提升設(shè)備的效率和精度，從而提高整個(gè)煤礦的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。需要對原有的人員進(jìn)行培訓(xùn)，使其能夠適應(yīng)新的生產(chǎn)環(huán)境和管理模式。通過培訓(xùn)，可以提高人員的工作技能和素質(zhì)，從而保證整個(gè)煤礦的生產(chǎn)和管理質(zhì)量。

3.5 放項(xiàng)煤綜合機(jī)械化采煤工藝

放項(xiàng)煤綜合機(jī)械化采煤工藝是一種綜合運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)手段的高效采煤工藝，采用現(xiàn)代化的采煤機(jī)和支架設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對煤炭的全面機(jī)械化采掘。這種機(jī)械化采煤方式具有采效高、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，大大提高了采煤效率和質(zhì)量。在采煤過程中，煤炭需要及時(shí)運(yùn)輸?shù)骄?，以便后續(xù)加工和出售。放項(xiàng)煤綜合機(jī)械化采煤工藝采用了現(xiàn)代化的輸送設(shè)備，如皮帶輸送機(jī)和卡板式輸送機(jī)等，實(shí)現(xiàn)了對煤炭的高效運(yùn)輸。采煤過程中，需要對巷道進(jìn)行支護(hù)和通風(fēng)，以確保工人的安全和采煤效率。放項(xiàng)煤綜合機(jī)械化采煤工藝采用了現(xiàn)代化的支護(hù)設(shè)備和通風(fēng)系統(tǒng)，確保了采煤過程中的安全性和高效性。傳統(tǒng)的人工采煤方式效率低下，而放項(xiàng)煤綜合機(jī)械化采煤工藝采用機(jī)械化采煤方式，可以大大提高采煤效率。煤炭的機(jī)械化采掘、輸送和支護(hù)等環(huán)節(jié)均得到了優(yōu)化，從而使得采煤效率大幅提高。并且可以大幅降低煤炭破損率和煤粉率，使工人遠(yuǎn)離煤炭采掘區(qū)域，從而降低了工人的安全風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語

煤礦綜合機(jī)械化采煤工藝是一種先進(jìn)、高效、安全的采煤方式，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種采煤場合。通過各種機(jī)械設(shè)備和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，煤礦綜合機(jī)械化采煤可以實(shí)現(xiàn)采煤、運(yùn)輸、支護(hù)等多項(xiàng)工作，大幅提高采煤效率和作業(yè)速度，同時(shí)降低勞動強(qiáng)度和采煤成本，保障采煤作業(yè)人員的安全和健康。未來，隨著科技的不斷發(fā)展和技術(shù)的不斷創(chuàng)新，煤礦綜合機(jī)械化采煤將會進(jìn)一步提高效率和安全性，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。