煤 矿 技 术
２０１４年０２（上）
科技创业家
大型煤矿综合机械化开采的分析
李天罡
（中国神华能源股份有限公司 北京 100011）
摘 要：煤炭资源属于我国社会经济发展的重要能源，在我国能源结构中占有极为重要的地位。随着煤矿开采技术的不断发展，煤矿开采逐渐向大型化、系统化、集约化及自动化方向发展。综合机械化开采属于大型煤矿现代化的重要标志。综合机械化开采技术的应用，极大降低了煤矿开采劳动强度，提高了煤矿开采的安全性及生产效率。在分析我国煤矿综合机械化开采技术发展的基础上，对大型煤矿综合机械化采煤方法进行探究，展望综合机械化开采未来发展的趋势。关键字：大型煤矿 综合机械化 开采
1 煤矿综合机械开采技术的引进与发展
综合机械化开采属于当前最为先进的采煤工艺，在采煤工作面全过程中应用机械进行操作，其开采效率较高。随着科学技术的不断发展，我国煤炭工业已经由最初的劳动密集型煤矿开采向综合机械化开采方向发展。在上世纪七十年代，我国引进第一套综合机械化开采设备并应用于大型煤矿开采作业中，其后我国综采设备机械化与自动化水平不断提高。在我国大型煤矿中，多设置大功率综采工作面，应用综采机械，提高煤矿开采效益。当前，在我国大型煤矿中，其综合机械化率超过了９５％，实现了良好的煤矿开采效益。
2 综合机械化采煤方法研究
2. 1综合机械化放顶煤采煤法
综合机械化放顶煤采煤法在大型煤矿开采中的应用，表现出巷道掘进率低、综采工作面生产能力强等优势，但这种采煤工艺在上世纪九十年代被很多发达国家淘汰。引起这种现象的主要原因在于，随着煤矿开采强度及深度增加，煤矿顶层煤炭资源逐渐进入枯竭，煤炭开采成本较高，且综合机械化放顶煤采煤法在开采过程中其煤炭资源开采率较低，容易出现支架稳定性差、煤炭自燃发火等问题，对生态环境所产生的负面影响较大。然而在我国，综合机械化放顶煤采煤法应用较为普遍，可以在不同煤矿条件下实现较高的煤炭开采，且综合机械化放顶煤采煤法相对分层综采法，其掘进率较好，在工作面其吨位煤成本较低，相关配套设施及材料成本偏低，应用综合机械化放顶煤采煤法可以降低工作面数量，优化煤矿开采工艺，在稳定性较差的倾斜煤层中适应性较强，综合开采效益较好。然而在应用中，综合机械化放顶煤采煤法也存在着一定问题，如工作面较大，顶煤从放煤口产生较大粉尘，需要采取喷雾等措施进行防治，该开采工艺采出率偏低，整体煤质偏低，在开采过程中容易出现瓦斯聚集问题，影响开采作业的安全性。2. 2分层综合机械化采煤法
在我国大型煤矿开采中，分层综合机械化采煤法应用较为广泛，与综合机械化放顶煤采煤法构成我国煤矿开采的主要方式。在实际应用中，我国分层综合机械化采煤技术仍与国家发展水平存在着较大差距，且我国煤层条件较差，在大型煤矿开采中，多采取综合机械化放顶煤采煤法与分
层综合机械化采煤法综合方式，提高煤矿
综采机械化程度。
2. 3大采高一次采全厚综合机械化采煤法
在实际应用中，我国大采高一次采全厚综合机械化采煤技术发展较为成熟，在厚煤层开采中应用效果较为突出，然而大采高一次采全厚综合机械化采煤法在应用中仍存在着较多问题，如工作面丢三角煤、大采高液压支架稳定性不足、采煤产量偏低等。
2. 4工作面应用综合机械化开采的矿压特征研究
应用综合机械化放顶煤采煤法，其工作面矿压特征主要表现为：工作面直接顶逐层垮落；初次来压与煤层条件存在着紧密关系；其支架阻力较之分层综合机械化采煤法较小；在一定煤层条件下容易出现冒顶事故；工作面来压强度低于分层综合机械化开采。应用分层综合机械化采煤法，其工作面矿压特征表现为：煤矿采场支架静荷载较大，动荷载较小；工作面老顶来压步距减小，其强度逐渐降低；在煤矿开采作业中，工作面开采速度对下沉面产生较大影响；煤层顶板与底板移近量较大。应用大采高一次采全厚综合机械化采煤法，其工作面的矿压特征表现为：随着煤矿开采高度增加，直接顶初次垮落步距则会逐渐降低，工作面来压则会逐渐增加；煤矿采场顶板压力较大；老顶初次来压步距较小，来压持续时间增加，来压强度与影响范围增加。
随着科学技术及综合机械化开采技术
的发展，综合机械化开采未来发展趋势主要表现在两个方面：第一，综合机械化开采自动化集中控制。实现综合机械化开采集中控制，应用计算机技术及监控技术，实现监控中心对综合化开采技术的控制，采煤控制技术主要包括以太网技术与自动化程度较高的采掘设备，通过监控中心，对自动化设备发布指令，实现机械化开采集中控制，进一步提高煤矿开采作业安全性。第二，综合机械化开采现场信息自动化控制。通过应用高度集成传感器及先进仪器设备，应用控制技术及通信技术等，实现现场信息自动化控制，监控中心服务器实现实时接收现场现场，通过人机界面、数据传输系统、监控系统等，实现对综合机械化设备集中控制与管理，以实现生产的安全性与生产效率。
5 结语
大型煤矿综合机械化属于我国煤矿开采发展的主要趋势，在提高煤炭开采效率，保障开采安全，实现煤矿开采综合效益等方面发挥着重要的现实意义。在概述煤矿综合机械开采技术的引进与发展的基础上，对综合机械化采煤方法、综合机械化开采方法选择原则、综合机械化开采未来发展趋势进行分析。综合机械化开采技术的应用，推动着煤矿开采向大型化、系统化、集约化及自动化方向发展，相信随着科学技术的发展，其自动化水平及机械化水平将会得到进一步发展，综合效益更为明显。
3 综合机械化开采方法选择原则
综合机械化开采属于现代大型煤矿发
展的主要趋势，但在煤矿实际生产中，选择何种采煤工艺应根据实际情况进行判断。综合分析煤矿地质条件，研究煤层构造及煤质特征，在选择综合机械化开采方法时，应遵循以下原则：采煤工艺的选择由煤矿煤层赋存条件为主要依据，应用与煤矿煤层相适应的采煤工艺，从而提高煤矿工作面生产能力，提高矿井生产集中化、机械化与自动化水平；加强科技研究与创新，不断研究综合机械化开采的新技术、新工艺及新材料，不断提高机械化、自动化与综合化水平；煤矿开采安全是根本，为避免出现安全事故，应加强安全管理，保证采煤方法与安全管理相适应；提高煤矿开采效率，降低资源损失。
参考文献
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4 综合机械化开采未来发展趋势
科技创业家 ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬ ＰＩＯＮＥＥＲＳ125