机械工程机械化在采煤工艺中的应用研究

胡荣

摘要：煤炭采矿技术是在科技进步的基础上不断发展起来的。文章阐述了目前煤矿开采工作面支护技术存在的问题，并对其进行了理论上的归纳和归纳，进而给出了工作面两巷、顺槽支护和顶板支护的具体方法和方法，以期为煤矿开采中的支护技术提供帮助，提升煤矿开采中的支护保护水平，降低生产中的人员死亡和财产损失。

关键词：机械工程；机械化；采煤工艺；应用研究

引言

随着时间的推移，人类对煤炭的需求越来越大，也促使了煤矿行业的发展越来越快，而在这种情况下，开采技术也将面临新的挑战。在煤矿工业的转型升级中，仍然要继续重视煤矿的安全生产和管理，这就要求对煤矿的支护工艺和技术进行研究和实施。由于中国大多数的煤矿都是以井下采矿为主，因此，地下采矿技术具有比较长期的发展历史。煤炭生产技术从最初的大炮采矿，到如今的综合采矿，再到智能采矿。煤炭资源的集中程度大大增加，同时，煤炭资源的安全利用和高效利用也大大增加。因此，在我国煤炭资源开发中，可以采用的方法也越来越多，并且具有一定的规模和相对成熟的特点。

一、煤矿综采技术概况

机械化采煤技术与常规采矿技术相比，具有明显的区别。煤矿综合机械化工艺流程可以实现煤矿破碎、运煤、支护等煤矿各个环节的机械化，保证煤矿作业各个环节的工作效率，可以对有关人员的生命安全进行有效地保护。采用一体化机械开采技术，不但可以节省人力，节省资金，而且还可以产生较大的经济效益。在煤炭生产中，采用机械化一体化开采是一种很有前途的开采方法。在常规煤炭资源有限的情况下，煤炭资源受到矿山环境的制约，既制约着煤炭资源的开发，又给煤炭资源的开发带来了巨大的风险，制约着煤炭资源的开发利用。该技术能使开采过程完全自动化，并能降低地质条件、煤层高度和坡度对开采难度的影响。由于采矿技术的不断进步，采矿活动对采矿活动的影响越来越小，因此，采矿活动对采矿活动的影响越来越小。矿井实现了矿井的智能化，为矿井的安全生产发挥了重要作用。

二、煤矿综合机械化采煤工艺的优势分析

与常规的采矿方法相比较，综合机械化采矿方法具有更高的安全性和更高的工作效率，它拥有一个完善的生产机制，并重视使用竞争机制。综合机械化采煤工艺能够对矿井采煤技术的品质和综合化水平进行有效提升，对采煤工艺技术机制进行优化，从而提升矿井的开采效率，并将其扩大到更大的经济规模。同时，采用一体化机采技术，可以保证单个工作面的平稳生产，大大减少了单个工作面的生产周期，提高了整体生产效益。引入及应用综合机械化采煤设备及工艺能够提升工艺水平，使采煤技术达到更高的水平，对资源结构进行优化，从而达到集约化生产的目的。

三、对煤层开采方式及工艺的选取

为了取得良好的采煤成效，必须综合多种影响因子，对采煤方法和工艺进行科学的选择。在选择采煤方法和采煤技术时，必须以矿井的总体地质特点和地质情况为基础，对矿井的地质结构进行详细的调查，并与矿井的地质特点相结合，从而确定出最适合矿井生产的方法和技术。身为煤炭企业，必须要在煤炭开采的过程中，对其进行充分的考量，不能将煤炭的开采进行无限制的扩张，要对煤炭的开采进行科学的控制，这样才能从根本上防止出现入不敷出等一系列问题。因为采煤需要耗费大量的时间和成本，所以要与煤炭企业的投资成本相联系，选用适当的采煤方法和采煤技术，力求以最小的成本，提升煤炭的生产质量和生产效率，保证煤炭的回采量。要对煤炭公司所采用的采矿技术进行适时的升级，以符合煤炭生产的本质要求，同时，采煤人员的职业技能也会对煤炭生产的方式和技术的选用产生一定的影响。与矿山开采的规模、成本等因素相联系，选择适合的采煤方法及采煤技术，组建出与之相适应的开采队伍，这样才可以保证矿山开采的顺利进行。

四、矿井路面支撑技术在实际运用过程中出现的问题

在工程建设中，由于采取了公路保护措施，常常会遇到滑坡变化、沉积岩破坏、沉积岩横向扩展和变形等问题（采掘工作面）。这不仅会对路面的保护物质及构造造成不利的影响，而且还会对路面造成重大的损害。究其原因，一是采场施工区域的地质状况较好，采用防护技术已不存在难度；由于围岩开挖过程中所处的地质条件比较复杂，因此，围岩保护技术在围岩开挖中的运用将受到很大的影响。第二，建造工艺会对附属工艺产生作用。比如，在隧道开挖时，通常使用的是螺旋式爆炸方式及爆破工艺，在这段时间内，需要对爆炸荷载进行严格的控制，并要对其进行喷浆。

五、托架种类和参数的选取

(一)支持体的种类。有很多种支架，按照不同的划分准则，其表现形式也不尽相同。按其构造及使用特征，最常用的水力支撑可分成支撑遮蔽型、支撑型、遮蔽型等。对于30~50 m、缓倾斜中厚煤层和厚煤层放顶煤的液压支架等，按照使用范围的深度来划分。支撑结构种类繁多，给工程中支撑结构的选择带来困难。它的选取要根据工作面的采矿形式和地质构造来决定，例如，在瓦斯量较大但工作面顶板完好的情况下，可以采用支撑式液压支架，如果开采工作面顶板比较破碎，可以采用掩护式液压支架来保护。

(二)托架的技术要求。在选用支护时，应按最高顶板比煤的最高顶板高，最低顶板比煤的最低顶板低的原则进行。只有在这种情况下，支撑的作用才能达到最大。此外，为了确保工作面的安全，还必须精确地对支架的工作阻力展开测定和分析，在开始阶段，重点要调研并获得煤矿工作面顶板和基本顶的各种级别的变化数据，之后再对其进行设计，使其具有比煤矿工作面所要求的更大的支护阻力，从而确保煤矿的稳定。

六、在特殊条件下的技术运用

伴随着煤炭行业的全面发展，我们国家对于煤炭资源的开采已经越来越多，但是煤炭资源的过度开采很可能会造成资源枯竭，环境破坏等一系列问题。要做到这一点，就必须要站在更深的层面上对煤炭资源进行勘探，并与矿井建设的实际环境与情况相联系，来选择相应的煤炭开采技术。在特定的矿区，采用不同的采矿工艺，将极大地影响到矿井的生产效率和生产品质。比如，在居民区内进行的煤炭采矿作业，要利用支护技术和先进的煤炭采矿设备进行辅助，减少对周围居民生活、工作的影响，在保证煤炭采矿安全的前提下，稳定地进行施工。

七、结束语

由于矿井开采规模的不断扩大，矿井中的公路施工将会受到一些客观条件的制约。外加应力场的存在，不但会导致隧道破裂变形，影响隧道施工的安全，而且还会影响隧道施工的进度。所以，为了改善矿山的掘进性和有效性，必须结合具体的条件，选用合适的支护技术，这对于提升煤炭公司的工作效率和经济效益，以及使矿山的整体机械化程度达到最大化都是十分必要的。大力发展机械，提高采掘工艺水平，改进采掘工艺，改进矿井综合机械设计。完全的集中化制造，完善的质量保证体系，引进了竞争选择的机制。通过几年来的研究与实践，使该工艺日趋成熟，在煤矿生产中发挥了巨大的作用与价值。

参考文献

［1］杨会兵.倾斜厚煤层机械化采煤技术研究［J］.能源与节能，2022(9)：123-125.

［2］马飞，段向丰.综合机械化放顶煤开采技术应用［J］.江西煤炭科技，2020(3)：115-118.

［3］马建军.浅谈煤矿开采中井下采煤技术及采煤工艺选择［J］.当代化工研究，2021(12)：135-136.