薄煤層綜采工藝現(xiàn)狀與技術(shù)改進研究

郭 鵬 孟 磊

皖北煤電集團恒源股份任樓煤礦

薄煤層綜采工藝現(xiàn)狀與技術(shù)改進研究

郭 鵬 孟 磊

皖北煤電集團恒源股份任樓煤礦

煤炭資源是我國主要的能源之一，我國煤炭綜采工藝獲得快速的發(fā)展，目前我國大部分的煤炭企業(yè)開采中都實現(xiàn)了機械化，但是在薄煤層和埋藏地質(zhì)復(fù)雜的情況下，綜采技術(shù)很難得到有效的應(yīng)用，因此進一步加強對其的研究非常有必要。在實際應(yīng)用中需要不斷引進先進工藝和設(shè)備提高企業(yè)競爭力，結(jié)合企業(yè)本身進行工藝方面的創(chuàng)新，提高企業(yè)競爭力和經(jīng)濟效益?；诖吮疚姆治隽吮∶簩泳C采工藝現(xiàn)狀與技術(shù)改進。

薄煤層綜采工藝；現(xiàn)狀；技術(shù)改進

1、薄煤層開采技術(shù)研究現(xiàn)狀

隨著煤炭資源的枯竭，中厚煤層的資源儲量急劇下降，可以預(yù)見未來薄煤層以及較薄煤層將逐漸成為主要開采煤層。但是薄煤層開采空間小、安全性能差、開采效率低等都直接影響了綜采技術(shù)的應(yīng)用。近年來我國薄煤層綜采技術(shù)主要包括以下幾種，刨煤機配液壓支架綜采法;滾筒采煤機配合液壓支架綜采法以及螺旋鉆采煤法，這三種方法都各自具備一定的優(yōu)勢。

刨煤機配液壓支架綜采法實現(xiàn)了落煤、裝煤和運煤的機械化，極大地提高了薄煤層煤炭開采的效率。例如刨煤機的切割速度能夠達到3m每秒，截深可達250mm。其次相關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，投入使用后的維護成本較低。另外操作人員在工作面的順槽里操作，無須跟機作業(yè)，極大地提高了工人的安全，對于瓦斯突出的危險作業(yè)得到有效的控制。加之配備了可靠的液壓支架控制系統(tǒng)，基本實現(xiàn)了采煤作業(yè)的自動化。

滾筒采煤機配合液壓支架綜采法最初是由原蘇聯(lián)引進的，在我國有幾十年的發(fā)展歷史，現(xiàn)在能夠滿足0.8m至1.8m薄煤層開采的需要。該綜采技術(shù)工作面長度要求短，能夠適應(yīng)煤層厚度變化較大的開采作業(yè)，對煤層頂?shù)装宓淖兓m應(yīng)性強。而且故障少，綜采設(shè)備可靠性較高，維護維修都十分便利。因此在國內(nèi)許多薄煤層中都有廣泛的應(yīng)用。但是該技術(shù)由于電機功率小，經(jīng)常會出現(xiàn)生產(chǎn)能力不足的情況。

螺旋鉆采煤法屬于較為成熟的綜采方法，其最大的特點是無須人員在采煤工作面作業(yè)，只需在支護良好的巷道內(nèi)作業(yè)，徹底改變了工人在薄煤層中爬行的工作狀態(tài)，極大地保障了生產(chǎn)人員的安全，也降低了工人的勞動強度，改善了勞動環(huán)境?？蛇m用厚度0.45m至1.5m的煤層。但是該綜采方法掘進率高，丟煤多，需要在未來的發(fā)展中不斷完善。

2、薄煤層綜采工藝

(1)移架

薄煤層綜采面的移架方式確定準(zhǔn)則是確保操作人員有足夠的操作空間。合理的移架操作方式為鄰架操作，這樣可以確保操作人員的安全和操作方便；

(2)割煤緩傾斜薄煤層綜采工作面的割煤方式應(yīng)該是能夠雙向割煤，這樣既有利于采煤機自開缺口進刀，也有利于采煤機裝煤；

(3)裝煤采煤機未設(shè)弧形擋煤板，依靠采煤機滾筒旋轉(zhuǎn)和刮板輸送機鏟煤板裝煤，以便降低采煤機高度。采用雙向割煤，可獲得較好的裝煤效果和推溜效果。

3、薄煤層綜采工藝技術(shù)及改進

3.1 薄煤層大功率采煤及主要設(shè)備選型

薄煤層綜合化采煤作業(yè)面，其高效率采掘設(shè)備的合理選型匹配，關(guān)鍵環(huán)節(jié)是所選作業(yè)設(shè)備能夠最大限度發(fā)揮作業(yè)功效，并真正實現(xiàn)采煤生產(chǎn)的高效率及穩(wěn)定的經(jīng)濟效益。1)刮板傳輸機選配。為滿足薄煤層開采需要，采煤時將刮板輸送機的機頭高度選取為0.8～1.0m；把傳送設(shè)備的馬達豎直設(shè)置在立向順槽中，防止出現(xiàn)把機體、風(fēng)巷的煤層割透情況發(fā)生，把機體頭部、機體尾部耳座部件確定為5個，能充分地與支架結(jié)合好。2)液壓支架選配。液壓支架是工作面裝備中對生產(chǎn)能力影響最大的設(shè)備，因此，必須把支架的可靠性放在首位。工作阻力及支護強度等參數(shù)要滿足頂?shù)装鍒杂矖l件下的薄煤層礦壓要求，最低采高實現(xiàn)1.2m，同時要保證三機配套的合理參數(shù)和最小過機空間。在液壓支架的選型上，應(yīng)充分考慮薄煤層開采時的技術(shù)特點及空間狹小的實際情況，結(jié)合地質(zhì)條件，以重點降低整體配套高度為目標(biāo)，同時滿足三機配套技術(shù)要求。

3.2 提高自動化、信息化水平，減人提效、減輕工人的勞動強度

薄煤層開采過程中，人員工作空間狹小，工人比在中厚煤層工作更加艱苦。因此，有必要通過研究攻關(guān)，在實現(xiàn)生產(chǎn)全過程機械化的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)全過程的自動化。這就需要對包括可視化技術(shù)和采煤機遠距離監(jiān)控技術(shù)在內(nèi)的相關(guān)技術(shù)進行深入研究。

3.3 加強技術(shù)研究

薄煤層綜采工作面由于其采煤機下方過煤空間狹小，經(jīng)常會出現(xiàn)煤炭在采煤機前方(機尾側(cè))淤積的現(xiàn)象。出于降低采煤機機面高度的考慮，將刮板輸送機的銷排采取了外掛的形式，并且銷排下方是開放的。采煤機前方發(fā)生煤炭淤積后，極易出現(xiàn)煤炭外溢落地現(xiàn)象。落地煤炭的清理既費力又費工。因此必須研究防溢煤技術(shù)。

3.4 加強管理

3.4.1 移架管理。一般綜采工作面都是采取先推溜后移架的順序施工，該面是先移架、后推溜。這樣支架與溜子之間就有一個行程左右的距離，便于工作面支架的二次移架。重視局部跟不到位的支架要進行二次移架并嚴(yán)禁空頂，有效地保護頂板加強頂板管理。工作面調(diào)斜的支架利用側(cè)護板配合單體進行調(diào)架。

3.4.2 提高開機率管理。加強系統(tǒng)內(nèi)機電設(shè)備的日常性維護與檢修，同時，提高職工的技術(shù)操作水平及管理干部的管理水平，把機械影響降至最低。工作面移架時做到少降快拉，支架跟到位不空頂，加強頂板管理，減少因頂板掉漏頂造成影響生產(chǎn)。工作面下三角擋風(fēng)簾擋好、擋嚴(yán)，減少漏風(fēng)；上三角充填工作要及時跟上、不滯后，做到接頂有勁。加強端頭工的操作能力和水平，以減少端頭作業(yè)占用時間。合理安排工序，進行平行作業(yè)，該面把放炮等工作與煤機割三角煤放在一起，從而避免時間浪費。面嚴(yán)格執(zhí)行班后驗收工作，堅決做好質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作，避免造成重復(fù)、返工等事情的發(fā)生。

總之，在薄煤層和埋藏地質(zhì)復(fù)雜的情況下，綜采技術(shù)很難得到有效的應(yīng)用，因此進一步加強對其的研究非常有必要。

[1]張立俊.薄煤層綜采面工藝方式選擇及參數(shù)優(yōu)化[J].煤礦開采，2006，04：32-34.

[2]張明，劉成濤.薄煤層綜采工藝探討與應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2010，03：87-88.

[3]劉峰，張啟軍.復(fù)雜地質(zhì)條件薄煤層綜采工藝應(yīng)用研究[J].科技視界，2012，15：248+223.