煤礦薄煤層開采之我見

王俊鵬

摘 要 在我國，煤礦經(jīng)過多年開采，不少礦井中厚煤層已近枯竭，薄煤層的開采正規(guī)?；剡M行，如何發(fā)展好薄煤層開采技術(shù)對于開發(fā)利用煤炭資源，延長礦井開采年限和實現(xiàn)高效開采都具有十分重要的意義。本文分析了重點薄煤層開采的工作面設(shè)備選擇及開采工藝的選擇，并對目前應(yīng)用較廣的刨煤機配液壓支架綜合機械化開采方法、螺旋鉆采煤法、滾筒采煤機配液壓支架綜合機械化開采法三種薄煤層開采技術(shù)作了詳細介紹。

關(guān)鍵詞 薄煤層開采 設(shè)備 工藝技術(shù)

煤礦薄煤層開采之我見

（冀中能源峰峰集團大社礦 河北·邯鄲 056201）

中圖分類號：TD823 文獻標(biāo)識碼：A

1前言

據(jù)統(tǒng)計，在我國一些地區(qū)薄煤層儲量比重很大，某些礦區(qū)薄煤層的煤炭儲量占了其煤炭資源的50%以上。盡管薄煤層都有較好的儲存條件，但由于受開采勞動強度大、安全系數(shù)低、機械化程度低、工作效率低等因素的影響，薄煤層的采煤量比例僅占薄煤層儲煤量的10%，產(chǎn)儲比例嚴(yán)重失調(diào)，也造成煤炭資源的嚴(yán)重浪費。如何解決薄煤層開采的關(guān)鍵性技術(shù)問題，降低薄煤層開采成本，提高薄煤層開采產(chǎn)量，降低采煤工人的勞動強度，是每一個煤礦開采技術(shù)人員都值得研究的問題。

2薄煤層開采的特點及問題

2.1薄煤層開采的特點

由于薄煤層的開采厚度小，與中厚及厚煤層的開采相比，主要存在以下特點：一是煤層薄、采高低、煤質(zhì)硬、勞動效率低。薄煤層的煤層厚度多在1.3米以下，并且煤層硬度多大于3～4，使得采掘人員在進入工作面及作業(yè)時，作業(yè)空間狹小，嚴(yán)重制約著采掘設(shè)備的發(fā)揮，一些采掘設(shè)備在采掘過程中，連移動都十分困難，采煤工人更是舉步維艱，無形中增加了勞動強度和采掘難度。二是薄煤層的采掘比例大、掘進率高，造成采掘接替緊張。另外，隨著煤層的厚度、角度的變化，以及褶曲、斷層等構(gòu)造，都會對采煤工藝選擇產(chǎn)生較大的影響。

2.2薄煤層開采存在的主要問題

近年來，在我國薄煤層開采技術(shù)上有了一定的發(fā)展，但是還存在著以下一些問題，亟待解決。一是開采機械化程度低，由于薄煤層采煤工作面空間小，工作條件差，給采掘設(shè)備的設(shè)計制造和井下移動帶來諸多困難，導(dǎo)致很多薄煤層開采以人工為主；二是開采效率低下，薄煤層由于煤層厚度變化、斷層等地質(zhì)構(gòu)造，對煤層開采有很大影響，生產(chǎn)能力低下，一般薄煤層單產(chǎn)只為中厚煤層的1/3甚至更少；三是投入產(chǎn)出比低，由于效率低，其開采成本明顯高于中厚煤層。發(fā)展機械化、實現(xiàn)綜合機械化采煤，也是實現(xiàn)薄煤層開采高產(chǎn)高效的唯一出路。

3薄煤層開采的設(shè)備及開采工藝選擇

3.1開采設(shè)備及開采工藝的選擇

盡管提高采煤機械化水平是煤礦高產(chǎn)高效的必由之路，但由于薄煤層地質(zhì)復(fù)雜，很對機械設(shè)備不能合理高效利用，故應(yīng)根據(jù)薄煤層的實際情況選擇合理的采煤工藝及參數(shù)，否則會出現(xiàn)采煤機組不適應(yīng)地質(zhì)條件或不配套、勞動作業(yè)循環(huán)不容易組織等問題。對煤厚在1.0～1.3米且具有簡單的緩傾斜或傾斜的薄煤層，應(yīng)該選擇綜合機械化開采，并結(jié)合現(xiàn)有的國內(nèi)薄煤層刨煤機開采的實踐，應(yīng)用刨煤機全自動化開采裝置。

3.2確定采煤工作面的工藝參數(shù)

確定采煤工作面合理的工藝參數(shù)，是綜采配套設(shè)備實現(xiàn)工作面高產(chǎn)的基礎(chǔ)。需要考慮的工藝參數(shù)主要有以下幾個：

3.2.1支護與移架方式

薄煤層開采的支護宜采用鄰架操作，及時支護。在采煤機割過后，先移支架撐住頂板，然后再移輸送機。結(jié)合煤層厚度掌握加長桿伸縮范圍，以便以合理架位及高度支護頂板。當(dāng)頂板情況允許時，要順序移架與隔架移架相結(jié)合，保證移架速度滿足采煤機割煤速度，以實現(xiàn)連續(xù)快速割煤的需要。

3.2.2截深的選擇

截深要充分考慮采煤機的功率、煤層厚度及采高、煤質(zhì)硬度系數(shù)、支撐壓力、支架支護方式等因素。通過認真分析工作面地質(zhì)條件和設(shè)備配套情況，確定截深。當(dāng)頂板節(jié)理發(fā)育、片幫嚴(yán)重時，每刀拉架時要進行超前支護，以提高循環(huán)單產(chǎn)。

3.2.3采煤機進刀方式的選擇

在薄煤層的開采中，可采用采煤機落煤，單向采煤，中部斜切進刀方式。前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，自開缺口。

4薄煤層開采的幾項常用技術(shù)

近幾年，我國薄煤層開采的綜合機械化水平已經(jīng)大幅提高。目前，主要應(yīng)用的開采方式有以下三種：刨煤機配液壓支架綜合機械化開采方法、螺旋鉆采煤法、滾筒采煤機配液壓支架綜合機械化開采。

4.1刨煤機配液壓支架綜合機械化開采方法

這種開采技術(shù)的核心部件是刨煤機。刨煤機在薄煤層開采中的應(yīng)用十分廣泛，主要適用于煤層傾角小于25度、工作面坡度穩(wěn)定、煤體硬度小于25兆帕、煤體硬度小于底板硬度以及地質(zhì)條件穩(wěn)定的煤層。刨煤機具有塊煤率高、煤塵小，結(jié)構(gòu)簡單、運行平穩(wěn)可靠、易于維護和相對較低的能量消耗，采煤過程連續(xù)進行，工作時間利用率高等優(yōu)點。刨煤機可采煤高度厚度僅僅相當(dāng)于滾筒采煤機可采煤層厚度的60%，因此相對于其他薄煤層開采設(shè)備而言具有較大優(yōu)勢。

4.2螺旋鉆采煤法

螺旋鉆采煤法是一種新型無人工作面采煤方法，適用于開采緩傾斜薄煤層，可將煤層可采厚度由0.6～0.8米下延到0.4米，主要適于開采松軟煤層。螺旋鉆采煤法的主要優(yōu)點有：投資低，經(jīng)濟適用；人員和機組設(shè)備全部在工作巷內(nèi)，人員在寬敞直呼良好的巷道內(nèi)就可將煤采出，安全狀況良好；煤的可采范圍較廣，可達總面積的95%以上，可以多出煤，提高生產(chǎn)效率，并且能夠使瓦斯得到充分釋放。

4.3滾筒采煤機配液壓支架綜合機械化開采方法

這種開采技術(shù)的核心部件是滾筒采煤機，主要適于煤層厚度變化大的工作面，對煤層頂?shù)装迤鸱兓m應(yīng)性強，對含有夾矸煤層的回采效果好，過斷層能力強以及對工作面長度要求比刨煤機短。滾筒采煤機由于適應(yīng)性強、效率高、便于實現(xiàn)綜合機械化作業(yè)，因而發(fā)展迅速。它的整體結(jié)構(gòu)、適應(yīng)能力、性能參數(shù)、可靠性等諸多方面，較之以往都有了較大創(chuàng)新和提高。

5結(jié)束語

綜上所述，對于我國資源儲量比較大的薄煤層來說，隨著國內(nèi)外采礦設(shè)備制造水平的提高，在采用大功率、高可靠性工作面設(shè)備的基礎(chǔ)上，根據(jù)當(dāng)?shù)氐拿簩淤x存情況，因地制宜地選擇采煤設(shè)備和工藝，尤其對中小礦井而言，精選適合薄煤層開采的液壓支架、采煤機、運輸機等"三機"配套設(shè)備，提高工作面的自動化操作和控制，是實現(xiàn)礦井增產(chǎn)增效的有效手段。

參考文獻

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