大型礦山綜合機械化的開采
大型礦山綜合機械化的開采
摘 要 礦山綜合機械化開采技術(shù)對于煤礦行業(yè)的持續(xù)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。本文首先介紹了礦山綜合機械化開采的發(fā)展現(xiàn)狀，然后闡述了諸如長壁、短壁以及放頂煤等礦山綜合機械化開采工藝，最后探討了綜合機械化開采的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞 大型礦山；綜合機械化；開采
0 引言
改革開放以后，我國開始了工業(yè)化革命的進程，在各個行業(yè)中開始重視機械化和自動化的發(fā)展，使自身能夠跟上現(xiàn)代化時代的潮流。目前，由于我國石油資源短缺，天然氣能源匱乏，導(dǎo)致涉及到能源的行業(yè)基本仍以煤炭為主要能源，這便使得對煤炭的依賴程度越來越高。因此，為確保煤礦行業(yè)的安全運營，需加大力度提高礦山的綜合機械化水平。
1 礦山綜合機械化開采的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1機械化綜合配套設(shè)備大量應(yīng)用
目前一些礦井開始大量投入機械化綜合配套設(shè)備，其優(yōu)點在于具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，并且在開采煤礦資源的過程中能夠適應(yīng)較為惡劣的工作環(huán)境。大型礦山想要保證高效穩(wěn)定的產(chǎn)量，需要擴大其開采面積，由于新型機械化綜合配套設(shè)備具備較高的自動化程度，所以能夠很好的滿足要求。同時，機械化綜合配套設(shè)備在工作過程中很好的結(jié)合了機電一體化，例如電液控制的液壓支架，它能夠自動智能控制刮板輸送機和采煤機，優(yōu)化了設(shè)備性能。
1.2礦山提升機械自動化
煤礦提升機方面，一些規(guī)模較大的礦井已經(jīng)采用膠帶運輸方式，并輔以膠套輪蓄電池機車、高速架空人車、單軌吊等進行輸煤工作。在綜采工作面搬家方面，傳統(tǒng)的軌道運輸需要25～45天，而膠帶運輸方式僅1～2周便可完成。在膠帶運輸中，運用可控硅-電動機直流調(diào)速、交流變頻調(diào)速等方式。應(yīng)用計算機實現(xiàn)對煤礦提升機械的統(tǒng)一操控、故障狀態(tài)監(jiān)控，整個提升機系統(tǒng)能夠應(yīng)對軌道跑偏和制動剎車等情況。
1.3采掘機械自動化
隨著傳感器技術(shù)的日趨成熟以及計算機技術(shù)的高速發(fā)展，一些規(guī)模較大的礦井開始逐步使用計算機對采掘機械進行控制，統(tǒng)一控制工作面運輸機和采煤機，進而實現(xiàn)采煤工作的一體化。此外，應(yīng)用計算機后，還可以對設(shè)備實施狀態(tài)檢測，能夠準確及時確定故障出處。采煤機最初使用液壓牽引方式，然后逐漸過渡到電
牽引方式，電牽引的供電逐步從直流過渡到交流，以提升其總裝機功率，使其達到1500kW。工作面運輸機逐漸朝更大的動力方向發(fā)展。控制采煤工作面礦山壓力的液壓支架逐漸朝耐壓發(fā)展。用于開鑿礦道的掘進機逐漸開始應(yīng)用邏輯與可編程控制器，以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制。
2礦山綜合機械化開采工藝
2.1長壁綜合機械化采煤
其工作面要求具備較好的通風(fēng)性能，它的巷道布置主要針對于開切眼、運輸平巷以及回風(fēng)平巷。為了增加產(chǎn)量，往往需要增加單向一刀割煤量，并將綜合機械化采煤的工作面進行延伸，其延伸程度取決于刮板輸送機的鋪設(shè)長度、產(chǎn)量需求、每單位產(chǎn)煤成本、工作面地質(zhì)地貌等。增加工作面的推進長度是減少工作面搬家次數(shù)最有效的方法。制約工作面走向長度增加的主要因素是回采巷道的掘進和支護、可伸縮帶式輸送機的鋪設(shè)長度以及采場的地質(zhì)構(gòu)造。
2.2短壁綜合機械化采煤
其主要應(yīng)用于緩傾斜中小型礦井厚煤層或回采塊段較小的大型礦井。利用這種技術(shù)可以輕松實現(xiàn)在綜采面的上端頭、下端頭以及回采巷道的快速化作業(yè)。
2.3短長壁綜合機械化采煤
作為一種新式采煤法，它主要將長壁工作面布置于已掘巷道巷柱式開發(fā)區(qū)內(nèi)，然后再用綜合機械化采煤設(shè)備對煤柱進行回采。
2.4綜合機械化放頂煤
首先，其開采應(yīng)按照先由采煤機截煤、再由推移輸送機移煤，在進行截煤時，每經(jīng)過3刀后需暫停一下，按照順序?qū)⒅Ъ苌戏琶捍翱诖蜷_，進行放頂煤操作，如若有矸石出現(xiàn)，應(yīng)馬上將放煤窗口關(guān)閉。頂煤放完后，綜采工作面便可繼續(xù)向前推進。但是，在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，綜合機械化放頂煤采煤法仍存在一些問題，例如：因采煤工作面大，極易導(dǎo)致通風(fēng)斷面與液壓支架之間過渡臨近，致使風(fēng)速急劇增大，頂煤過程中有很多煤塵從放煤口產(chǎn)生，此時便需增加注水、噴霧等環(huán)節(jié)；放頂煤開采采出率低，且煤炭質(zhì)量不高；頂煤冒落極易引起瓦斯匯集，如若擠進工作面，將會增大瓦斯?jié)舛�，用高炮崩落頂煤時很有可能產(chǎn)生爆炸事故；被扔掉的頂煤還有可能引起火災(zāi)事故。
2.5優(yōu)化過斷層的方式
遇到諸如煤層變薄處或全巖段，可采用起底打眼爆破配合挑頂?shù)姆椒�，以達到逐步抬高輸送機的目的。
2.6采煤機過煤高度優(yōu)化
若采煤機滾筒切割下來的煤無法第一時間由采煤機下方的輸送機運走，將增加支架和輸送機之間的浮煤，人工清理起來，不但費力費時，而且還會影響到移架等一系列工序的進行，進而影響采出率。為此，可以提升采煤機過煤高度，具體可適當加高采煤機滑靴，并輔以加高采煤機行走輪。
3 礦山綜合機械化開采的發(fā)展趨勢
3.1礦井作業(yè)過程自動化的集中控制
礦井作業(yè)過程自動化的集中控制，即使礦井集中監(jiān)控中心配備一流的采煤控制技術(shù)，采煤控制技術(shù)主要由兩部分構(gòu)成，分別是自動化程度較高的采掘設(shè)備以及工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，這樣，礦井集中監(jiān)控中心便可以實現(xiàn)對礦井設(shè)備的實時操作，進而實現(xiàn)礦井作業(yè)過程的集中監(jiān)控。為使不同系統(tǒng)及設(shè)備能夠互相通訊，需將不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的協(xié)議，并利用統(tǒng)一的組態(tài)軟件進行編程。當現(xiàn)場出現(xiàn)故障時，監(jiān)控中心能夠及時診斷出遠程故障的出處，便于礦井工作人員能夠有時間做出反應(yīng)，在一定程度上提高了礦井作業(yè)的安全性。
3.2現(xiàn)場信息自動化控制
實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制自動化的基礎(chǔ)是設(shè)備的高度自動化，生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的遠程控制與集中控制的基本要求是現(xiàn)場信息的高度集成。這種高度集成實現(xiàn)的基礎(chǔ)是配備高智能化的傳感器和儀器儀表、穩(wěn)定的用于控制通訊的現(xiàn)場總線以及高速的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。其發(fā)展方向是通過建立一套由信息網(wǎng)、控制網(wǎng)和設(shè)備網(wǎng)組成的立體信息化網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，使礦山設(shè)備實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和信息化。礦山生產(chǎn)現(xiàn)場的一些數(shù)據(jù)通過傳感器采集，執(zhí)行機構(gòu)通過執(zhí)行主控器發(fā)出的指令而動作，再利用現(xiàn)場總線將各個現(xiàn)場的信息聯(lián)系起來，利用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)整個工作現(xiàn)場的網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，即用1000M工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)與基于工業(yè)總線的控制器的連接，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)測與控制，這樣，監(jiān)控中心的服務(wù)器便可以接收現(xiàn)場信息，再通過人機界面、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)等監(jiān)控軟件便可以實現(xiàn)對礦井內(nèi)現(xiàn)場設(shè)備的集中控制和管理。
4結(jié)論
煤炭是我國的主要能源，因此，必須高效可持續(xù)的對礦山進行開采。但是，我國在礦山綜合機械化開采方面與國外發(fā)達國家仍有不小的差距，這便要求我們要致力于研究先進的開采和控制技術(shù)，在實踐中不斷發(fā)展礦井綜合機械化開采水平，不斷提高和深化我國礦山開采水平。
參考文獻
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