薄煤層采煤工藝技術(shù)研究

王俊杰

【摘 要】對(duì)我國(guó)薄煤層開采技術(shù)的現(xiàn)狀及工藝進(jìn)行了分析探討，并對(duì)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】薄煤層；采煤技術(shù)；現(xiàn)狀；影響因素；趨勢(shì)

一、薄煤層采煤技術(shù)的影響因素

我國(guó)薄煤層的產(chǎn)量只占總產(chǎn)量的8%～10%，極薄煤層產(chǎn)量所占的比例更少，薄煤層的開采存在諸多困難：一是采煤機(jī)械化水平較低，采煤工作面空間比較狹小，工作的條件惡劣，給設(shè)備的移動(dòng)及下井工作帶來(lái)困難；二是煤炭的產(chǎn)出效率較低，多數(shù)煤層的厚度變化及斷層的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，給薄煤層的開采帶來(lái)影響，造成生產(chǎn)的能力不足。通常薄煤層的單產(chǎn)只有中煤層或是厚煤層的三分之一左右；三是投入大、安全難保障、效率低，致使開采的成本高，而產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)效益卻比不上中厚煤層的高。采煤工人的安全得不到保障，煤礦事故頻發(fā)，造成我國(guó)的煤礦企業(yè)在進(jìn)行開采時(shí)存在巨大挑戰(zhàn)。

二、薄煤層采煤技術(shù)的現(xiàn)狀

我國(guó)的薄煤層開采技術(shù)方式較多，總體而言可分為：滾筒采煤機(jī)與刨煤機(jī)及螺旋鉆采煤機(jī)這三大類的開采技術(shù)。（1）薄煤層中有關(guān)滾筒采煤機(jī)的技術(shù)。一是滾筒采煤機(jī)優(yōu)點(diǎn)。首先，其結(jié)構(gòu)為積木式的無(wú)底托架，液壓螺母比較緊固、截割的電動(dòng)機(jī)采用橫向布置方式，抽屜式的部件安裝技術(shù)，讓其在采煤時(shí)，更能適應(yīng)地形復(fù)雜及環(huán)境惡劣的開采條件，在小型煤礦的開采時(shí)，采用滾筒采煤機(jī)開采技術(shù)比較適用。二是采煤的工藝特點(diǎn)。滾筒采煤機(jī)要求其機(jī)身矮且短，且功率必須得到滿足，以便能適應(yīng)各煤層結(jié)構(gòu)起伏的開采。薄煤層的采煤機(jī)可分為爬底板式與騎輸送機(jī)式兩種。前者由輸送機(jī)的機(jī)槽支承與導(dǎo)向，用于開采厚度在0.8米至0.9米以上的煤層。而爬底板式的采煤機(jī)，過(guò)煤空間較高，電機(jī)功率也可增大，生產(chǎn)的能力也比較大，在進(jìn)行開采的工作時(shí)，安全性較高，通常用于開采0.6米到0.8米的煤層。三是滾筒采煤機(jī)存在的不足及發(fā)展趨勢(shì)。電動(dòng)機(jī)的功率大小程度決定了采煤機(jī)中單機(jī)的效能，功率大則效能高。因此，如何使?jié)L筒采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)得到動(dòng)態(tài)的優(yōu)化及設(shè)計(jì)是應(yīng)值得關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。完善滾筒采煤機(jī)的液壓系統(tǒng)、確保電動(dòng)機(jī)的性能得到改進(jìn)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，使其能較好地解決遙控及采煤機(jī)的自動(dòng)化問(wèn)題，并逐漸由有鏈牽引過(guò)渡到無(wú)鏈牽引甚至是電牽引的方向來(lái)發(fā)展。（2）刨煤機(jī)。薄煤層中的刨煤機(jī)，其日產(chǎn)量最大可達(dá)到5千噸以上，其優(yōu)點(diǎn)為較好地實(shí)現(xiàn)薄煤層中的開采水平機(jī)械化、自動(dòng)化。一是刨煤機(jī)采煤的工藝特點(diǎn)。刨煤機(jī)的采煤工藝，是利用煤刨沿著工作面反復(fù)地進(jìn)行落煤以及裝煤，煤刨則靠工作面的輸送機(jī)進(jìn)行導(dǎo)向。二是存在的問(wèn)題與改進(jìn)。存在的問(wèn)題有刨煤機(jī)的刨硬煤能力比較差、刨頭的調(diào)向裝置不夠靈活。為此要提高刨煤機(jī)的刨硬煤能力，重要的關(guān)鍵點(diǎn)就是要提高刨煤機(jī)裝機(jī)的功率，進(jìn)而提高刨頭破煤的能力。（3）螺旋鉆采煤機(jī)。一是采煤的工藝特點(diǎn)。螺旋鉆采煤是通過(guò)螺旋鉆桿進(jìn)入煤層進(jìn)而實(shí)現(xiàn)采煤，并利用鉆桿把采好的煤運(yùn)出。此采煤方法具有投資少、人員與機(jī)組設(shè)備均在工作巷之內(nèi)，確保了人員能在條件安全的巷道內(nèi)進(jìn)行開采操作，也較能容易地出煤、確保瓦斯也能得到充分的釋放，使開采的安全狀況得到良好保障。二是螺旋鉆采煤技術(shù)面臨的問(wèn)題。采用螺旋鉆采煤技術(shù)進(jìn)行操作時(shí)，裝卸鉆桿的速度慢、效率低?；阢@桿是用單軌吊進(jìn)行起吊的，因此，人工需要進(jìn)行很好的對(duì)接。此采煤技術(shù)的不足是煤的采出率大大降低，進(jìn)行接長(zhǎng)與縮短鉆桿時(shí)所耗費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)，從而降低了對(duì)薄煤層采煤技術(shù)的開采效率。三是螺旋鉆采煤技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)所使用到的螺旋鉆采煤機(jī)在進(jìn)行裝卸鉆桿時(shí)所用的時(shí)間均在10分鐘以上，不但使采煤的效率大大降低，而且還加大了開采工人的開采難度、強(qiáng)度與增加了時(shí)間。因此，應(yīng)盡快研制出快速高效的鉆桿裝卸的裝置是必要的。與此同時(shí)，應(yīng)在采煤的過(guò)程中提高鉆頭過(guò)煤巖的能力，進(jìn)而提高機(jī)組的功率，優(yōu)化鉆頭的結(jié)構(gòu)、改進(jìn)相關(guān)的參數(shù)，進(jìn)一步增加鉆頭耐磨的性能，使薄煤層采煤技術(shù)得到較好的解決。最后，還要解決、處理好鉆孔充填的問(wèn)題，減低留煤量、提高產(chǎn)煤能力。在進(jìn)行采煤時(shí)，鉆孔之間還要按照頂板的實(shí)際情況，留有小煤柱臨時(shí)支撐頂板，處理好鉆孔充填的問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)低強(qiáng)度的頂板煤層進(jìn)行有效的開采，而且還使采煤量得到較大的提高。

三、薄煤層采煤技術(shù)的總體發(fā)展趨勢(shì)

薄煤層的開采高度較小，頂板的壓力也較小，由此可使今后薄煤層的高產(chǎn)及高效的采煤技術(shù)與方法，是以提高長(zhǎng)壁中工作面的自動(dòng)化水平為主。鑒于薄煤層中工作面內(nèi)的作業(yè)操作困難，所以，使薄煤層的工作面中的開采、支運(yùn)等工序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化、智能化，對(duì)于開采人員及單位而言，有著重要的作用及意義。采煤的技術(shù)盡快達(dá)到自動(dòng)化要求、并將計(jì)算機(jī)的智能控制引入開采環(huán)節(jié)，采用多種靈活的方式相互結(jié)合應(yīng)用，較快地實(shí)現(xiàn)我國(guó)薄煤層采煤技術(shù)的自動(dòng)化、規(guī)范化、智能化開采。

總之，應(yīng)不斷地提高我國(guó)薄煤層的開采工藝、實(shí)現(xiàn)開采技術(shù)朝先進(jìn)化、自動(dòng)化方向發(fā)展。改善薄煤層的開采方法，提高采煤技術(shù)水平、提高煤的產(chǎn)出率，滿足煤礦生產(chǎn)企業(yè)的自動(dòng)化的開采技術(shù)要求，更好地提高我國(guó)煤礦的開采能力。