综采工作面开采工艺优化及生产效率提升实践

王世英

山西乡宁焦煤集团元甲煤业有限公司

摘要：综采工作面是煤矿井下核心生产单元，其开采工艺合理性、设备匹配性、工序衔接性直接决定矿井产能、回采率与安全生产水平。当前多数煤矿综采生产存在工艺参数固化、采运设备匹配不足、工序衔接冗余、特殊地质适应性差、设备故障率高等问题，导致工作面推进速度慢、生产效率偏低、资源浪费严重。为破解生产瓶颈，本文结合井下综采作业实际，分析制约综采工作面生产效率的核心因素，从采煤工艺参数优化、设备协同匹配、工序流程再造、特殊地质适配、智能管控运维等方面提出系统性优化方案，并通过现场实践验证优化成效。

关键词

综采工作面；开采工艺；参数优化；工序衔接；生产效率

一、引言

随着煤炭行业智能化、集约化、高效化开采模式不断普及，传统粗放型综采工艺已难以适配现代化矿井高产稳产需求。综采生产流程涵盖割煤、推溜、移架、支护、运输、端头维护等多道工序，各环节相互关联、相互制约。

在煤炭保供增效与安全生产双重要求下，通过工艺优化、流程优化、设备优化、管理优化提升综采生产效率，成为煤矿提质增效的核心抓手。本文依托矿井综采工作面现场生产实践，精准梳理工艺短板与效率瓶颈，制定可落地、可复制的工艺优化体系，通过现场应用实现工作面高效、安全、连续开采，对提升矿井整体生产效益、推动综采技术标准化升级具有重要现实意义。

二、制约综采工作面生产效率的主要因素

（一）开采工艺参数固化，适配性不足

多数工作面长期采用固定截深、牵引速度、移架步距等传统参数，未结合煤层厚度、硬度、倾角变化动态调整。煤层较软时牵引速度偏低造成设备闲置，煤层偏硬或含夹矸时参数过大易导致采煤机震动、截齿磨损加剧、割煤卡顿，不仅影响割煤效率，还增加设备故障停机概率。同时部分工作面截深设置不合理，出现留底煤、割顶煤现象，降低资源回采率。

（二）工序衔接混乱，无效作业时间过长

综采循环工序存在衔接不紧凑、交叉作业不合理的问题。移架滞后割煤、推溜不及时、端头支护耗时过长、设备等待现象频发，造成大量无效工时。传统作业模式多为单工序串行作业，未实现平行作业、交叉作业优化，导致单个循环作业周期长、每日循环次数受限，工作面整体推进速度难以提升。

（三）采运设备匹配性差，系统产能失衡

采煤机、刮板输送机、转载机、皮带运输机产能不匹配是效率短板的关键。部分工作面采煤机割煤效率高，但刮板输送机输送能力不足，出现堆煤、堵煤问题；或运输系统空载运行、采煤机间歇停机等待，造成设备效能浪费。同时液压支架移架速度、初撑力匹配不佳，支护速度跟不上割煤进度，成为工作面推进的主要瓶颈。

（四）特殊地质条件工艺滞后

工作面遇断层、褶曲、变薄带、夹矸区时，原有常规开采工艺无法适配，未制定专项优化方案。过构造期间多采用降速、减量、反复修整的保守模式，工艺繁琐、推进缓慢，且易出现顶板破碎、支护困难、片帮掉顶等隐患，进一步制约开采效率，增加安全管控压力。

（五）设备运维与现场管理薄弱

设备日常巡检、预防性保养不到位，采煤机、液压支架、运输设备故障率偏高，故障处置耗时久、复产慢。现场班组作业标准化不足，人员操作不规范、工序随意性大，缺乏标准化作业流程与量化考核，导致生产节奏不稳定，难以形成连续高效的生产态势。

三、综采工作面开采工艺优化关键技术措施

（一）动态优化开采工艺参数

摒弃固定参数开采模式，建立因地适配、动态调参的工艺体系。根据煤层硬度、厚度、夹矸分布实时调整采煤机牵引速度与截割深度：松软煤层适当加大截深、提升牵引速度，提高单次割煤产量；坚硬煤层、含夹矸区域降低牵引速度、减小截深，保证割煤平稳，减少设备冲击磨损。统一规范移架步距，确保移架、推溜、割煤参数高度匹配，杜绝留煤、欠割、超割问题，提升单次循环开采质量与效率。同时优化滚筒转速参数，降低割煤扬尘与设备噪音损耗，实现高效平稳割煤。

（二）再造工序流程，推行平行交叉作业

重构综采循环作业流程，打破传统串行作业模式，推行割煤、移架、推溜、支护平行作业。采煤机正常割煤过程中，滞后机身及时跟进移架、护帮支护，实现割煤与移架同步开展；工作面中部割煤作业时，端头同步开展支护、清理、设备检修工作，压缩整体循环时长。规范各工序衔接时限，明确割煤、移架、推溜、收尾各环节标准耗时，减少设备等待、人员闲置、工序空档等无效时间，大幅提升单班循环次数。优化端头、超前支护工艺，简化冗余支护工序，采用快速支护工艺，缩短端头作业耗时，打通工作面推进瓶颈。

（三）优化采运设备协同匹配体系

以工作面最大产能释放为目标，匹配采煤、运输、支护设备性能参数。根据采煤机最大割煤产能，合理调整刮板输送机、转载机、皮带机运行速度，实现煤流输送连续稳定，杜绝堵煤、堆煤、空载运行问题。优化液压支架动作参数，提升移架速度与响应灵敏度，保证支护速度紧跟割煤节奏，消除支护滞后短板。建立设备联动联控机制，实现割煤、输送、支护设备协同启停、智能调速，形成高效联动的开采系统，最大化发挥成套设备作业效能。

（四）制定特殊地质条件专项开采工艺

针对断层、变薄带、夹矸、顶板破碎等复杂地质区域，制定专项优化工艺。过断层期间采用浅截深、慢牵引、快移架、强支护的开采方式，减少对顶板与围岩的扰动，杜绝片帮冒顶；对夹矸区域提前预判，优化割煤轨迹，避免强行硬割造成设备损坏。完善破碎顶板支护方案，加密护帮、超前支护，提升支护稳定性，保障复杂区域连续推进，减少停产修整时间。通过专项工艺适配，大幅降低地质构造对生产进度的制约。

（五）强化设备运维与现场标准化管理

建立设备全周期预防性运维机制，制定日巡检、周保养、月检修制度，重点排查采煤机截齿、行走机构、液压管路、运输链条等易损部位，提前消除设备故障隐患，提升设备开机率与连续作业能力。推行班组标准化作业管理，统一操作流程、工序标准、作业规范，杜绝违规操作、随意作业。建立生产效率考核机制，将单班循环次数、推进进度、设备故障率、回采率纳入班组考核，激发班组提质增效积极性，稳定生产节奏。

四、现场应用成效分析

将上述工艺优化方案应用于矿井综采工作面生产实践后，工作面整体开采水平得到显著提升，提质增效成果突出。一是循环作业效率大幅提升，单循环作业时间明显缩短，单班有效循环次数显著增加，工作面月推进度稳步提升；二是设备运行稳定性提高，采煤机卡顿、堵煤、设备故障停机频次大幅下降，设备开机率显著提升，无效停产时间大幅减少；三是资源开采质量提升，工作面留底煤、割顶煤问题得到解决，煤炭回采率有效提高，资源浪费问题明显改善；四是复杂地质适应能力增强，过断层、夹矸区域推进速度显著加快，有效破解特殊地段生产瓶颈；五是生产成本有效降低，设备磨损、维修费用、人工无效工时大幅减少，实现安全、高效、经济开采。整体来看，工艺优化完全适配现场生产条件，技术成熟、落地性强，综合效益显著。

五、结论

实践证明，科学合理的工艺优化体系，无需大规模设备改造，即可实现工作面提质、增效、降本、保安的多重效果，适配各类常规及复杂地质综采工作面。未来生产中，可结合智能化开采技术，持续优化自动割煤、智能调参、无人值守运维模式，进一步释放综采工作面产能潜力，为矿井安全高效、绿色可持续生产提供坚实技术保障。

参考文献

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