综合机械化采煤工艺及安全管理策略研究

孙方龙

摘要：在我国科学技术不断发展的今天，采煤工艺的机械化程度也越来越高。综合机械化采煤工艺的应用，不仅可以提高采煤作业效率，还可以减少采煤过程中各类安全事故的发生几率，提高企业的经济效益，促进企业的稳定健康发展。本文首先对综合机械化采煤工艺的应用进行了详细的分析，之后又提出了综合机械化采煤过程中的安全管理措施，希望可以给予相关人员以参考和借鉴。

关键词：煤矿，综合机械化采煤工艺，安全管理

煤炭资源的应用在促进我国社会经济发展等方面发挥着极为重要的作用。在我国社会经济发展速度不断加快的今天，对于煤炭资源的需求量也越来越大。如果一味的使用传统落后的采煤工艺，将无法满足不断升高的现代经济发展需求。在这种情况下，煤矿企业必须要探索全新的采煤工艺。而将综合机械化设备应用到采煤工艺当中，不仅可以提高采煤效率，保障采煤安全，还可以降低煤矿企业的采煤成本，为企业核心竞争力的提高提供保证。但是，综合机械化采煤工艺的应用具有一定的专业性和技术性，只有准确把握工艺应用要点，并做好相关安全管理，才能够将这一工艺技术的应用优势充分发挥出来。

一、综合机械化采煤工艺的应用优势

与传统的采煤工艺相比，综合机械化采煤工艺的应用能够显著提高煤炭资源的开采效率，实现煤炭资源的集中高效高产。所谓综合机械化采煤工艺，其实就是在一个或两个工作面上，对煤炭资源进行高度集中化开采的工艺技术。这种采煤工艺对于煤矿生产设备的使用率比较高，生产过程也相对稳定、安全、高效。在综合机械化采煤工艺应用过程中，由于对自动式液压支架进行了充分的应用，顶板更加稳固，安全系数更高，所以煤炭资源的开采效率与开采质量也更有保证。

另外，煤炭资源的开采容易受到的影响因素也比较多。目前，世界各国都围绕煤矿安全制定出了各自的考核标准，旨在加强煤炭资源开采过程中的安全管理工作[1]。但是，结合以往的安全管理经验，在煤炭资源开采过程中，使用的开采技术越落后，开采效率越低，现场开采人员的生命安全就越没有保障。而将综合机械化采煤工艺应用到煤炭资源开采过程中，则能够显著提高煤炭资源开采效率，保障煤炭资源开采效率，为煤矿企业的稳定健康发展提供保证。

二、综合机械化采煤工艺中的常用机械设备

（一）采煤机

在煤炭资源开采过程中，采煤机是非常重要的一类设备。这类设备通过电气技术、液压技术与机械技术的集合，对煤炭资源进行高效率开采。采煤机的结构比较复杂，能够适应多种不同的煤层环境。目前，我国常用的采煤机主要由两种。一种是刨煤机，另一种是滚筒式采煤机。其中，后者能够实现采煤、落煤、装煤等工作的集中性完成。

（二）运输机

在煤炭资源开采过程中，运输机是最主要的一类煤炭输送设备。采煤机的运行离不开工作面输送机的支撑。如果运输机在运行过程中，出现链条断裂或其他运行故障，那么采煤作业的开展将会受到严重的影响，甚至出现暂停开采现象。所以，必须要对输送机的维修与维护予以高度的重视[2]。近几年来，在我国煤炭资源开采过程中，刮板式运输机的应用最为普遍。这类运输机强度较大，且可以在一定范围内弯曲，能够满足长距离铺设需求。

（三）液压支架

液压支架也是综合机械化采煤工艺中必须要使用的一类设备。液压支架的主要作用就是控制采煤机械的压力。液压支架对顶板进行安全支撑，增强开采工作面的安全系数，能够为煤炭资源开采作业的有序进行提供保证。另外，将液压支架与其他采煤机械设备进行联合应用，也能够进一步提高煤炭资源的开采效果。

三、综合机械化采煤工艺的应用要点

（一）顶板管理

顶板是综合机械化采煤工艺应用中必不可少的存在。一般情况下，如果开采人员面临的煤层倾角超过35°，且煤层厚度不均，煤层平整度较差，那么要想将顶板的支撑作用充分发挥出来，就需要对顶板进行慎重的选择。例如，与北方地区相比，南方地区的煤矿存在着严重的煤层断层、煤层“碎片化”等问题。在这种情况下，开采人员如果没有对顶板的应用予以高度的重视，没有加强顶板管理，将有可能在正式开采后出现煤岩塌落问题[3]。如果开采人员没有对煤岩塌落问题进行妥善的处理，随着问题继续恶化，就会引起顶板漏空、煤壁片帮、局部片帮等更为严重的事故。此时，如果这些问题依旧没有得到控制，还会继续发展为冒顶、倒架、瓦斯涌出等事故，使现场开采作业被迫停止，使开采人员的生命安全遭受威胁。

（二）液压支撑稳定

如果煤层倾角超过25°，在利用综合机械化采煤工艺的过程中，可能会因为液压支架稳定性降低而出现下滑、倒架、倾斜、挤压变形等安全事故。因为支架接顶不平、不实、将会降低支架对围岩或顶板的控制力度。如果不能保证液压支架的稳定性，一旦发生安全事故，不仅不能正常开采煤炭资源，还会威胁到现场所有人员的生命安全。而合理选择采煤设备的型号，并提升液压支架的防滑、防倒效果，做好液压支架管理工作，则能够有效解决这一问题。

（三）输送机和采煤机布置

都没有在技术方面提出过于苛刻的要求。只要现场开采人员能够准确把握煤层倾斜角度，并做好设备参数的调整与优化，就可以保证这些采煤设备的稳定运行。但是，如果煤层倾斜角度超出一定范围，那么采煤机依然会在运行过程中出现倒滑问题，并因此引起输送机的位置发生偏离工作面、输送机与运输机槽输送机之间不能维持合理的搭接距离等问题[4]。更为严重的，工作面输送机的启动都会出现异常。所以，开采人员必须要加强输送机位置的调控，降低输送机位置的偏离几率，为工作面原煤的有效运输提供保证。

四、综合机械化采煤工艺的安全管理策略

（一）顶板安全管理

针对顶板的安全管理，建议从以下几方面入手。首先，在煤炭资源开采过程中，要对压力数据、顶底板移近量数据进行全方位的收集。然后再利用现代化技术对这些收集到的数据进行分析和整理，然后根据最终的分析结果，采取相应的防控措施。如此，可以将各类重大安全事故，例如冒顶、煤壁片帮等的发生几率降到最低。如果煤层倾角比较大，在实际的煤炭资源开采过程中，需要对矿压监测管理工作的开展予以高度的重视。其次，将压力表设置到煤架上，然后对支架压力进行定期检查。在支架支撑力较差的时候，在第一时间进行补液。这样做的目的是对支架支撑力进行提升，保证顶板支撑需求得到满足。如果现场条件允许，还可以引入矿压监测系统，借助相关软件进行相关数据信息的传输、分析与研究。这样，既可以更好的了解动作面的动压，还可以对顶板进行超前管控，将冒顶事故的发生几率降到最低[5]。再次，为了提升端头支护质量，使其处于安全可靠运行状态，需要对上端头、下端头、巷道三角区间支护等方面予以重点关注与管理。最后，对工作面伪倾角进行控制，使其始终处于3°--18°之间。这样，不仅可以对支架进行有效的控制，对输送机下滑问题进行有效的预防，并保证支护的稳定性与顶板的有效控制，还能够推进快速移架，保证顶板的稳定性。

（二）液压支架安全管理

在煤炭资源开采过程中，液压支架的稳定性与抗组性受到相关安全管理工作质量的影响。近几年来，各种轻量型材料在液压支架中的应用，提高了液压支架运输、转移与安装等工作的便利性。为了保证液压支架的安全管理，需要从以下几方面入手。首先，做好液压支架的选择工作。在这一过程中，需要对相关材料的重量、强度等因素进行重点控制，消除液压之间变形问题。其次，在液压支架运行过程中，最容易出现变形问题的部位，主要有三个：第一支架顶梁、第二尾梁、第三掩护架。分析这些部位液压支架的变形原因，主要与液压支架稳定性过低有关[6]。在这种情况，只有对侧护板进行合理的应用，并将支架顶梁的间距控制在合理范围内，就可以大幅度增强液压支架的稳定性。最后，如果出现支架下滑现象，这一下滑力通常会作用到两个部位：一个是防滑千斤顶，另一个是侧护板。所以，如果煤层倾角在25°以上，不仅要对侧护板的力度进行重点增强，还要将防滑千斤顶安装到侧护板相邻底座上，以此来满足支架下滑的控制需求。

（三）采煤机与输送机的防滑处理

在煤炭资源的综合机械化开采过程中，如果煤层倾角非常大，甚至超出了40°，那么则需要对工作面的伪倾角进行控制。必要时，可借助单向推移输送机等外部设备的辅助，加强下滑问题的控制。开采人员还需要对液压支架的工作性能进行分析，评估其承重能力，然后在采取针对性的管控措施，减少液压支架运行异常等问题的出现，提升输送机运行的稳定性。另外，在采煤机选型方面，需要重点考虑采煤机爬坡能力、制动能力的基础上，选择出合适的采煤机型号。

结语：

综上所述，与国外相比，国内的煤炭资源开采作业，近几年来才开始引入综合机械化设备。所以，整体而言，我国综合机械化采煤工艺技术发展水平相对落后。为了提高煤炭资源的开采效率与开采安全，在应用综合机械化采煤工艺的时候，不仅要对采煤机、运输机和液压支架等设备进行科学合理的选择与应用，还要加强顶板管理，提高液压支撑稳定性，优化输送机和采煤机的布置。另外，为了加强综合机械化采煤工艺的安全管理，减少各类安全事故的发生几率，还需要对顶板和液压支架进行全面的安全管理，做好采煤机与输送机的防滑处理。

参考文献：

[1] 郭兆瑞. 大倾角综合机械化采煤生产工艺及安全管理研究[J]. 科技创新导报,2020,17(14):161-162.

[2] 徐海. 浅谈机械化采煤与煤矿生产安全[J]. 商品与质量,2021(2):239.

[3] 柏明明. 煤矿采煤中的综合机械化采煤工艺分析[J]. 能源与节能,2023(7):207-209.

[4] 刘坦,徐丰,冯超. 煤矿综合机械化采煤工艺及安全生产研究[J]. 智能建筑与工程机械,2023,5(6):39-41.

[5] 李冬. 浅析综合机械化采煤的安全生产管理及技术措施[J]. 城市建设理论研究（电子版）,2014(18):23-23.

[6] 王磊. 综合机械化采煤工艺及安全管理[J]. 工程技术研究,2022,4(9):55-57.

[7] 石永生,石春生,史文强. 综合机械化采煤工艺及安全管理分析[J]. 电脑爱好者（普及版）（电子刊）,2020(5):735-736.