薄煤層綜采的綜合創(chuàng)新技術(shù)

徐衛(wèi)華

(山西陽(yáng)城陽(yáng)泰集團(tuán)竹林山煤業(yè)有限公司，山西陽(yáng)城048100)

0 引言

目前，我國(guó)可開采的薄煤層儲(chǔ)量有60 多億t，雖然薄煤層的可開采量較大，但是由于薄煤層特殊的地質(zhì)條件和水文條件的影響，薄煤層的開發(fā)難度較大，同時(shí)由于薄煤層開采的機(jī)械化水平不高，開采方式單一，導(dǎo)致其開采的效率低下。近年來，隨著煤炭資源需求量的增加，薄煤層開采也受到越來越多的關(guān)注。如何有效利用薄煤層現(xiàn)有的地質(zhì)條件和開采技術(shù)，促進(jìn)薄煤層開采效率的提升是當(dāng)前亟待解決的重要問題。

1 薄煤層綜采開采技術(shù)

1.1 長(zhǎng)壁采煤技術(shù)

在地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單的薄煤層中最為常用的是長(zhǎng)壁采煤技術(shù)，而且開采的效果也較為理想。一般長(zhǎng)壁開采技術(shù)可以分為走向長(zhǎng)壁技術(shù)和傾斜長(zhǎng)壁技術(shù)，在實(shí)際的運(yùn)用過程中，可以根據(jù)地質(zhì)情況，按照不同的工作面走向，沿著工作面進(jìn)行推進(jìn)開采。在薄煤層開采中運(yùn)用長(zhǎng)壁技術(shù)時(shí)布置較為簡(jiǎn)單，而且回采工作面的布置也是相對(duì)應(yīng)的，一般一個(gè)工作面的長(zhǎng)度在150～200 m 左右;如果沿著工作面進(jìn)行繼續(xù)布置，可以使工作面的長(zhǎng)度達(dá)到1 000 ～1 500 m。對(duì)于一些地質(zhì)條件相對(duì)較好的礦井，通常應(yīng)用長(zhǎng)壁采煤技術(shù)較為廣泛，主要的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在:第一，巷道的布置簡(jiǎn)單，因此在掘進(jìn)和維護(hù)的費(fèi)用方面都較低，可以在短時(shí)間內(nèi)完成巷道掘進(jìn)。第二，具有良好的運(yùn)輸系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)，煤礦開采的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都較高。第三，采用長(zhǎng)壁采煤技術(shù)使用的支架、輸送設(shè)備在安裝和拆卸方面都較為簡(jiǎn)單，不會(huì)對(duì)煤炭開采效率產(chǎn)生較大的影響。需要注意的是，長(zhǎng)壁采煤技術(shù)也有一定的弊端，尤其是傾斜長(zhǎng)壁采煤技術(shù)，如果傾斜巷道過長(zhǎng)，輔助運(yùn)輸和人行走都比較困難。長(zhǎng)壁采煤技術(shù)中需要運(yùn)用到破煤設(shè)備，需要滾筒采煤機(jī)和刨煤機(jī)，這兩種設(shè)備的空間高度都會(huì)受到煤層厚度的影響。實(shí)際上，可以在薄煤層開采中，在礦用刮板輸送機(jī)的底板運(yùn)行爬底式采煤機(jī)，有效降低空間高度，降低薄煤層對(duì)采煤機(jī)高度的要求。

1.2 刨煤機(jī)

刨煤機(jī)是一種常用的采煤設(shè)備，沿著煤層逐漸遞進(jìn)開采，利用刨刀將煤層剝落，這種開采方式的能耗小、粉塵小，能夠降低工人開采的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效提高開采效率。需要注意的是使用刨煤機(jī)進(jìn)行開采時(shí)，需要注重對(duì)刨煤機(jī)裝機(jī)功率的有效提升，只有不斷增強(qiáng)刨煤機(jī)刨刀的能力，才能提高連接環(huán)的強(qiáng)度，從而提高煤炭開采的效率。目前，我國(guó)在薄煤層開采中應(yīng)用的刨煤機(jī)經(jīng)過不斷優(yōu)化，已經(jīng)使刨刀的耐磨性有很大程度的提高，有效的降低了開采事故的發(fā)生率。

1.3 螺旋鉆采煤法

螺旋鉆采煤法針對(duì)極薄煤層的開采有著較強(qiáng)的適應(yīng)性，一般適用于0.45 ～1.5 m 厚度的薄煤層開采工作，是當(dāng)前無(wú)人采煤工作面中應(yīng)用較為廣泛的一種方法，尤其是針對(duì)圍巖不穩(wěn)定的薄煤層開采和邊角煤的回收方面，有著廣泛的應(yīng)用。螺旋鉆采煤法主要的特點(diǎn)在于其不需要回采工作面，只要在巷道的掘進(jìn)過程中就可以將巷道兩側(cè)的薄煤層進(jìn)行采出。同時(shí)，采用螺旋鉆進(jìn)行開采可以降低煤礦開采的危險(xiǎn)性，只要做好巷道的支護(hù)工作，便可以提升開采的安全性，保護(hù)開采人員的生命和健康安全，也能夠降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度?？偟膩碚f，螺旋鉆采煤法具有開采效率高、安全性高、工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度小等特點(diǎn)，可以有效提高薄煤層開采的效率。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，螺旋鉆設(shè)備也在不斷地更新與改進(jìn)，這也將促進(jìn)薄煤層開采效率的持續(xù)提高。

2 薄煤層綜采技術(shù)需要注意的要點(diǎn)

2.1 工作面的過斷層措施

在薄煤層開采經(jīng)過斷層時(shí)需要使用爆破松動(dòng)的方法先將開采范圍內(nèi)的巖層進(jìn)行處理，避免使用采煤機(jī)械強(qiáng)行生硬地進(jìn)行巖土開采，避免由于煤層開采而對(duì)周圍地質(zhì)產(chǎn)生影響。挑頂落底的高度應(yīng)保證不小于1 m，才能保證采煤機(jī)順利進(jìn)入到開采工作面中，并且保證機(jī)械輸送的穩(wěn)定性。同時(shí)對(duì)于斷層外部的支護(hù)處理要及時(shí)，并且盡量減少支護(hù)暴露在外的時(shí)間和面積，同時(shí)確保支護(hù)的作用得到充分發(fā)揮，確保安全閥的設(shè)置滿足煤礦開采生產(chǎn)的需要，著重加強(qiáng)斷層位置的質(zhì)量管理。

2.2 防止支架傾倒的措施

在薄煤層開采時(shí)要保證支架的穩(wěn)固，因此需要對(duì)工作面的支架進(jìn)行調(diào)整，使支架始終處在穩(wěn)定的受力狀態(tài)下，以此保證支架的穩(wěn)定性。同時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)頂板的處理，預(yù)防空頂、冒頂?shù)葐栴}的發(fā)生;對(duì)于工作面的才高也要進(jìn)行合理的控制，要確保其處在支架合理的高度范圍內(nèi)，移動(dòng)支架時(shí)要保證支架的高度不會(huì)超過定量的厚度，并且預(yù)防由于支架的騰空而造成頂板的坍塌或者傾倒。

2.3 對(duì)我國(guó)薄煤層綜采技術(shù)的展望

薄煤層開采技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于我國(guó)煤礦開采事業(yè)的發(fā)展有著重要的意義，而針對(duì)薄煤層的開采技術(shù)創(chuàng)新，可以從以下幾個(gè)方面考慮。①在薄煤層開采過程中，裝機(jī)功率、機(jī)面高度和過煤空間是影響其開采效率的三個(gè)重要因素，也是影響薄煤層開采機(jī)械設(shè)備更新的重要因素，除了促進(jìn)新型開采機(jī)械的技術(shù)更新意外，也應(yīng)當(dāng)對(duì)這幾個(gè)要素進(jìn)行更加深入的研究，對(duì)以往煤機(jī)的布置方法進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，也是一個(gè)重要的途徑。②在采煤機(jī)械設(shè)備的改進(jìn)方面，要對(duì)以往的變頻調(diào)速電機(jī)牽引技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，按照不同煤層的開采需求，發(fā)展與之相適應(yīng)的開采電機(jī)牽引方式，以此促進(jìn)開采效率的提高。③爬地板采煤機(jī)的應(yīng)用功率較大，而且其適應(yīng)性較差，對(duì)于某些特殊的薄煤層地質(zhì)條件無(wú)法有效運(yùn)用，因此，為了提高薄煤層開采的效率，應(yīng)當(dāng)不斷改進(jìn)爬底板采煤機(jī)的性能，而且在此基礎(chǔ)上注重對(duì)騎刮板輸送機(jī)采煤機(jī)的技術(shù)改進(jìn)。④為了促進(jìn)國(guó)內(nèi)采煤技術(shù)的快速發(fā)展，需要引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和方法，促進(jìn)我國(guó)采煤結(jié)構(gòu)不斷簡(jiǎn)化，降低煤炭開采的難度。同時(shí)，薄煤層開采過程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，對(duì)周圍的環(huán)境和井下作業(yè)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，因此在新時(shí)期，要注重對(duì)煤礦開采降塵技術(shù)的研究，減少煤礦開采對(duì)環(huán)境造成的影響，從而促進(jìn)我國(guó)煤炭開采技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

薄煤層綜采技術(shù)的有效運(yùn)用可以使我國(guó)煤炭資源獲得充分的開發(fā)和利用，而且可以提高采煤的安全性、降低噸煤生產(chǎn)成本，也可以為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)提供更多能源。然而，薄煤層開采過程中也存在著一些問題亟待改進(jìn)，而且薄煤層開采技術(shù)也需要不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，總之，薄煤層綜采技術(shù)的改進(jìn)與創(chuàng)新，對(duì)于提高我國(guó)煤炭開采效率有著重要的意義，通過薄煤層綜采技術(shù)的創(chuàng)新可以促進(jìn)煤炭開采效率的提升，實(shí)現(xiàn)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。

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