井下采煤工艺参数对煤矿生产效率的影响与忧化研究

井下采煤工艺参数对煤矿生产效率的影响与忧化研究

李波

富源县能源局综合执法大队  云南省曲靖市 655500

摘要：井下采煤工艺参数是煤矿生产中至关重要的因素之一，它们对煤矿生产效率起到关键性的影响。本文旨在研究井下采煤工艺参数对煤矿生产效率的影响，并探讨如何优化这些参数以提高生产效率。通过文献综述，本文首先总结了目前主流的井下采煤工艺参数及其对生产效率的影响。最后，基于研究结果，提出了一些优化建议，以指导煤矿管理者在采煤工艺参数选择和调整时做出科学决策。

关键词：井下采煤；工艺参数；煤矿生产效率；影响因素；优化建议

引言

煤炭作为世界上最重要的能源资源之一，在全球经济发展中具有重要地位。煤矿生产效率的提高对于保障能源供应、促进经济增长和减少环境污染具有重要意义。井下采煤工艺参数作为影响煤矿生产效率的关键因素之一，对于提高生产效率具有直接影响。然而，目前对井下采煤工艺参数的研究还较为有限，尚需深入探索其对煤矿生产效率的影响与优化。

1.井下采煤工艺参数的定义

井下采煤工艺参数是指在井下采煤过程中，对采煤工艺和操作进行控制和调整的各种参数。这些参数可以影响煤矿的生产效率、煤炭提取率、能耗、安全性以及环境保护等方面的指标。指采煤机刀盘的旋转速度，通常以每分钟转数（rpm）表示。指采煤机在工作面上的移动速度，通常以米/分钟（m/min）表示。指采煤机刀盘在煤层中切割的最大深度，通常以毫米（mm）表示。指输送带的运行速度，通常以米/分钟（m/min）表示。指井下通风系统中送入工作面的新鲜空气量，通常以立方米/分钟（m³/min）表示。指井下矿井中空气流动的速度，通常以米/秒（m/s）表示。指井下通风系统中的空气流量，通常以立方米/分钟（m³/min）表示。指煤层的厚度，通常以米（m）表示。指煤层与水平面之间的夹角，通常以度数（°）表示。指煤层的物理和化学性质，如灰分含量、硫含量等。

2.井下采煤工艺参数对生产效率的影响

2.1切割速度

切割速度是指在井下采煤过程中，采煤机械在单位时间内切割煤层的速度。切割速度对煤矿生产效率有着直接的影响，较高的切割速度可以加快煤炭的开采速度和采出量，从而提高煤矿的生产效率。快速切割可以减少采煤周期，使矿工能更快地采出更多的煤炭。提高切割速度可以减少每单位煤炭的生产成本。通过提高开采速度，可以降低能源消耗和人力投入，从而减少生产过程中的成本开支。较高的切割速度可能会对煤炭的切割质量产生一定影响。过快的切割速度可能导致煤炭切割不均匀、粉化和粉尘生成增加等问题，降低煤炭的品质。过高的切割速度可能会导致采煤设备的磨损和损坏加剧，增加设备维护和更换的频率，从而导致生产效率下降和成本增加。

2.2支护方式

支护方式是指在井下采煤过程中用于保护煤壁稳定和确保工作区安全的方法和装置。选择合适的支护方式对井下采煤的生产效率有重要影响，合适的支护方式能够有效地保护煤壁稳定和防止煤层塌方，确保工作区域的安全性。支护方式之间的稳定性和耐久性差异会直接影响到煤矿的生产效率。不同的支护方式在施工的便捷性方面也存在差异。一些支护方式可能更容易安装和调整，可降低施工时间，提高生产效率。有些支护方式更适合与自动化或机械化设备进行配合使用，如内外架式支护。这样的支护方式可以提高生产效率，减少人力投入，并使整个采煤过程更加连续、高效。支护方式对煤炭回收率也有影响。某些支护方式可能会限制煤炭回收的程度，导致一定程度的资源浪费。

2.3运输速度

较快的运输速度可以加快煤炭的运输速度和投入量，从而提高煤矿的生产效率。通过增加运输速度，可以缩短煤炭从采煤工作面到井口或其他地点的时间。高运输速度可以减少各个环节的等待时间，如采煤机械的等待、煤炭堆放的等待等。这样可以更好地使整个生产过程连贯、无缝，并提高生产效率。过高的运输速度可能导致输送设备的过载和损坏，增加设备故障的发生概率。因此，在确定适当的运输速度时需要充分考虑设备的承载能力和安全性，避免造成不必要的设备故障和停工。较快的运输速度可能会影响煤炭的堆积和质量。过快的运输速度可能导致堆积不均匀或堆积损坏，从而影响煤炭的质量和市场价值。

3.井下采煤工艺参数的影响因素

3.1设备性能

设备的切割速度是根据其设计和机械性能确定的。不同型号和规格的采煤设备具有不同的切割速度范围，需要在该范围内进行合理选择。进给速度指的是采煤设备在切割过程中前进的速度。设备的进给速度取决于其最大推力和设备链板的运行特性。支护方式的选择需要考虑设备的承载能力和适用性。不同的采煤设备对支护方式有着不同的要求，需要确保设备能够与所选的支护方式配合良好。输送设备的输送能力会影响煤炭的运输速度和生产效率。设备的输送能力与输送带宽度、速度以及输送机的类型有关。

3.2地质条件

地质构造、断层和岩层结构等地层稳定性因素会影响工艺参数的选择和调整。不同的地层稳定性要求不同的支护方式和支护强度。高瓦斯压力区域需要采取相应的瓦斯抽放和防治措施，这可能会对通风、切割速度和支护方式等工艺参数产生影响。存在水文压力的地区需要采取排水措施，以确保井下工作面的安全和正常运行。排水系统的设计和参数设置会受到地质条件的影响。不同的岩层性质会对切割速度、支护方式和运输方式等工艺参数选择产生影响。例如，较软、易崩落的岩层可能需要采取更加稳定的支护措施。合理评估和了解地质条件对采煤工艺参数的影响，对选择和调整工艺参数具有重要意义。根据地质调查和分析结果，选择适合地质条件的支护措施和工艺参数，以确保井下采煤的安全和高效进行。

4.井下采煤工艺参数优化方案

4.1采煤机速度的优化调整方案

收集并分析采煤机速度和相关生产数据，包括煤炭产量、提取率、能耗等。通过统计和分析数据，了解不同速度下的采煤效果和能耗情况。根据煤矿的实际情况和需求，制定采煤机速度的优化目标和指标。例如，提高煤炭提取率、降低能耗、减少故障率等。在井下工作面进行实地观察和检测，了解不同速度下的采煤机工作状态和煤层情况。通过观察和检测，获取采煤机速度调整的依据。根据煤层的硬度、厚度、倾角等特性，确定合理的速度范围。根据煤矿的生产目标，调整采煤机速度以提高煤炭产量和提取率。根据能耗数据，调整采煤机速度以降低能耗。考虑采煤机工作面的稳定性和安全性，调整速度以确保矿井安全。在实际生产中，根据优化调整方案，对采煤机速度进行调整，并进行监测和评估。通过实施和监测，评估优化调整方案的效果，并根据实际情况进行调整和改进。

4.2推进速度的优化调整方案

推进速度是井下采煤过程中另一个重要的工艺参数，对煤矿生产效率和煤炭提取率同样有着直接的影响。优化推进速度的调整方案可以提高采煤效率、减少工作面停顿时间和提高煤炭产量。收集并分析推进速度和相关生产数据，包括煤炭产量、提取率、工作面停顿时间等。通过统计和分析数据，了解不同速度下的采煤效果和生产状况。根据煤矿的实际情况和需求，制定推进速度的优化目标和指标。例如，减少工作面停顿时间、提高煤炭产量、提高煤炭提取率等。在井下工作面进行实地观察和检测，了解不同速度下的推进效果和煤层情况。通过观察和检测，获取推进速度调整的依据。根据煤层的稳定性、岩性和地质条件，确定合理的推进速度范围。根据工作面的停顿时间数据，调整推进速度以减少停顿时间，提高采煤效率。根据煤矿的生产目标，调整推进速度以提高煤炭产量和提取率。考虑工作面的稳定性和安全性，调整速度以确保矿井安全。在实际生产中，根据优化调整方案，对推进速度进行调整，并进行监测和评估。通过实施和监测，评估优化调整方案的效果，并根据实际情况进行调整和改进。

4.3切割深度的优化调整方案

优化切割深度的调整方案可以提高采煤效率、降低能耗和减少煤矸石的产生。收集并分析切割深度和相关生产数据，包括煤炭产量、提取率、能耗和煤矸石产量等。通过统计和分析数据，了解不同深度下的采煤效果和生产状况。根据煤矿的实际情况和需求，制定切割深度的优化目标和指标。例如，提高煤炭提取率、降低能耗、减少煤矸石产量等。在井下工作面进行实地观察和检测，了解不同深度下的采煤效果和煤层情况。通过观察和检测，获取切割深度调整的依据。根据煤层的厚度、坚硬程度和含矸情况，确定合理的切割深度范围。根据提取率的数据，调整切割深度以提高煤炭的提取率。根据能耗数据，调整切割深度以降低能耗。考虑煤矸石的产量和处理成本，调整切割深度以减少煤矸石的产生。在实际生产中，根据优化调整方案，对切割深度进行调整，并进行监测和评估。通过实施和监测，评估优化调整方案的效果，并根据实际情况进行调整和改进。

结束语

综上所述，井下采煤工艺参数对煤矿生产效率有着重要的影响。合理选择和调整工艺参数可以提高生产效率、安全性和经济效益。同时，随着科技的不断进步和研究的深入，针对井下采煤工艺参数的优化与研究也在不断进行。通过新技术的应用和改进，可以进一步提高井下采煤的生产效率和安全性。总之，井下采煤工艺参数的选择和调整对煤矿的生产效率至关重要。通过综合考虑各种因素，并结合科技和环境保护的要求，可以实现高效、安全和可持续的采煤工艺，为煤矿行业的发展做出贡献。

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