摘要:煤炭是我国的主要能源,在一次能源构成中占据着70%的份额。我国煤炭资源分布广阔,煤层赋存条件比较复杂,与国外相比,我国煤炭开采技术水平较低,仍是以劳动力密集型的开采为主,因此劳动强度大、开采成本高、安全事故频发,影响了煤炭开采效率和煤炭资源采出率。而综采工艺在每个环节和岗位都不再需要人力的参与,极大地提高了机械化程度和企业效益,因此值得大力开发与推广。基于此,重点研究了煤矿综采技术应用现状与发展的相关内容,仅供参考。
关键词:煤矿;综采技术;应用现状;发展
1我国煤矿综采技术的现状
当前我国应用较为广泛的先进综采技术设备主要有液压支架、采煤机、刮板输送机等,不仅在使用方面受到重视,在煤矿综采技术中也发挥积极作用,主要表现为以下几个方面:首先我国较薄煤层煤质较好,但分布范围小,一般情况的薄煤层开采技术主要采用滚筒采煤机和液压支架灯技术,部分煤矿在采用MG100/380-WD之间的采煤机后提高了生产面的工作产量,技术人员在操作面可以更加安全的操作,但随着开采的深入对适合薄煤层开采技术的设备还需要进一步研究开发,满足薄煤矿开采的各种需求。其次是中厚煤层,该煤层恶劣的断层环境,增加了开采的难度,我国传统的中厚层煤层开采技术单一,大大影响开采效率,中厚煤矿多数采用高产高效工作面的整套设备进行开采。第三是厚煤层的开采,厚煤层多数存在于地质条件复杂的环境中,为提高安全开采的目的,多数煤矿采用大型采高支架,但对煤矿巷道顶板的控制是煤矿大采高中亟待解决的问题。开采之后随之而来的充填工作,不仅有利于保护矿山周边环境,更可以避免资源的浪费,常采用膏体充填、高水材料充填和泥沙充填等方法对地表的塌陷进行处理,部分煤矿采用的膏体充填技术,双滚筒采煤机前方切割,后方进行充填,采掘充填同时进行,既可以提高采煤效率又可以降低对环境的伤害;另外还有的煤矿采用岩石填充及时,同样起到降低开采区沦陷和对环境的破坏,实现绿色开采。
2我国煤矿综采技术应用现状
2.1煤矿井下生产中的应用
对煤矿井下生产作业而言,远程自动化控制的最高目标是无人化系统。第一,位置检测。对采煤机在井下综采工作面上的位置信息进行检测是实现远程无人操作的前提和基础,可以借助光栅对采煤机的移位情况进行实时检测,其原理是通过信号处理装置及光学传感设备,在光照射下产生出莫尔条纹,再利用A/D转换技术,对采集的信号进行调整,从而准确感知出采煤机的位置信息。第二,截割煤作业自动化调整。在综采工作面上,通过对采煤机截割轨迹的实时动态调整,可以使采煤机依据煤层顶板的变化情况,进行仿形截割作业,由此能够满足现场的实际生产需要。当采煤机生成截割的完整路线轨迹后,在具体的工作循环中,可以使滚筒的调高实现自动化控制。第三,状态监控。采煤机是井下三机的重要组成部分之一,也是综采工作面的核心设备,它的运行状态稳定与否以及机械本身的健康情况,对高效、安全生产起着决定性作用。大体上可将采煤机分成两个部分,即截割部和牵引部,前者归属于机械结构的范畴,提高其传动减速机构的可靠性和抗磨损性能,可以使其整体结构得到有效的改善,同时,运用远程严控技术和作业现场可视化技术,能够使地面操作人员对井下巷道进行远程监视、监控,从而实现对采煤机关键部件的健康诊断,由此能够大幅度提升采煤机的智能化程度,进而满足综采工作面的需要。
2.2放顶煤开采技术的应用
目前来看,放顶煤是世界上厚及特厚煤层安全高效开采领域的主要开采手段之一。在这一领域,我国中煤科工集团于2003年率先提出了大采高综采放顶煤技术,并一举实现了10m以上厚度煤层的总和机械化开采。目前这一技术仍然普遍应用在14～20m厚度煤层的开采领域。“十一五”期间,国家资金支撑的特厚煤层综放开采成套技术与装备课题收获了成果。这一课题专门针对14～20m厚度的特厚煤层,成功研制出千万吨级大采高综放开采成套技术及设备。
例如ZF1500/25/52四柱大采高综放液压支架,能将开采工作面的高度提升到5m,一次性采出厚度接近20m。课题研究成果在某公司塔山煤矿进行集中试验和展示,试验工作面成功实现了千万吨的年产量目标,证明我国在大采高综放领域走在世界前列。就目前我国在这一领域的发展水平来看,配备全套国产设备的综放工作面年产值可达5～10Mt,这一水平在世界上属于领先水平。这也证明了大采高综放技术在国内外厚及特厚煤层中有着良好的应用前景。
2.3短壁机械化开采技术的应用
短壁式采煤法是专门针对不规则煤柱或块段区域的一项开采技术,在这一技术领域,我国普遍采用旺格维利采煤法以及连续采煤机短壁机械化开采技术。这一技术于20世纪90年代由澳大利亚引入我国,并已经得到广泛利用。我国相继研制出WD13梭车、LY系列连续运输系统、CMM系列四臂锚杆钻车、XZ系列履带行走式液压支架和EBH/J-13型掘采一体机等,目前,我国已经能够生产成套短壁机械化开采装备,“短壁机械化连续系统设备与工艺”具备国际领先水平。以短机身单滚筒采煤机、掘采一体机短壁开采技术、连续采煤机短壁开采技术为核心,我国形成了短壁开采技术体系,以有效回收煤柱及不规则块段等煤炭资源。并且长壁开采与短壁开采互为补充,实现了不规则块段的机械化开采。
3煤矿综采技术的发展方向及对策
3．1煤矿综采技术自动化和一体化管理
自动化智能化已经成为目前社会经济发展的主要方向,煤矿开采业不例外,我国的煤矿开采技术实现自动化可以有效的节省煤矿的开采成本,降低安全事故,提高开采的效率和质量,煤矿企业只有注重自动化水平的提高,利用先进技术和设备,建立统一监管系统,为开采提供科学依据;机电管理传统的管理模式是针对设备事后的管理和维修,当设备出现故障时才采取相应措施,这种模式已经无法满足现代开采的需求,为了更好的发展建立以经济效益为核心的价值体系,重视设备的使用和维护,不断完善设备的后期管理工作,制定相应的机电设备维护工作,为煤矿的发展奠定基础。实现经济效益的同时加强利用综合手段开创煤矿生产的新局面,成为我国煤矿经济发展的主要方向,面对日益激烈的竞争,煤矿综采企业要把握商机,追求卓越,创造重型化、自动化和智能化的煤矿综采机械设备成为煤矿综采机械设备发展的必然趋势。
3．2推动综采技术的创新．改进机电设备的管理技术
在煤矿综采作业中实现自动化开采是保障开采质量的关键,企业要重视信息技术的应用,建立机电设备信息数据库,从而更加全面的掌握相关数据;开采过程中不同煤层采用不同的技术,中厚煤层采用水式采矿技术,重视新技术和装备的使用,实现技术创新,提高矿井的开采能力;结构简单煤层稳定的区域采用旱采技术,促进煤矿开采的合理性和科学性,积极改进管理技术,实现综采机电设备管理一体化,促进管理工作水平。
结束语
综采工作面设备的自动化和智能化发展是实现高效高产、保障安全作业的发展方向,综采智能系统的开发与研究不仅为企业带来良好的经济效益,同时为我国现代发展提供技术保障。因此企业要加强技术创新,认识综采技术存在的问题与不足,更加开采的需要,及时采取技术改进和创新,加大技术管理力度,推动煤矿综采技术得到更好的发展。
参考文献:
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