極薄煤層采煤工藝技術探析

段軍

【摘 要】本文對極薄煤層采煤工藝的現狀及特點進行了詳細的論述，以期能夠為煤炭企業提供一點技術借鑒。

【關鍵詞】極薄煤層；特點；采煤工藝；優化

我國是個煤炭大國，我國薄煤層儲量占煤炭總儲量的20%，而產量僅占總產量的10%左右。長期以來，由于薄煤層開采困難、效率低、成本高、工作環境差，所以薄煤層尤其是極薄煤層的開采技術問題一直未能得到很好地解決。因此，探索試驗薄及極薄煤層開采新工藝、新方法和新設備，最大限度地回收有限的煤炭資源，顯得越來越重要。

一、極薄煤層資源的開采現狀及特點

所謂的極薄煤層主要是指煤層厚度在0.6m到0.8m之間，極薄煤層一直以來都是煤炭開采當中的難點，一些煤礦由于技術和設備的限制沒有極薄煤層的開采能力，導致很多極薄煤層在發現以后被閑置和浪費。在上世紀90年代，受到技術和設備的限制我國極薄煤層開采的極少，多數煤炭企業將開采的重心放在了厚煤層和中煤層上，只有極少數的企業具備極薄煤層開采條件。但是隨著最近幾年，煤炭資源的逐漸枯竭，煤炭企業對極薄煤層的開采愈發重視，技術和設備有了不同程度的進步和發展。極薄煤層與厚煤層、中煤層相比，也有自身明顯的特點，這些特點主要表現在以下幾個方面：第一，在開采的過程中礦工只能在工作面上爬行或者臥姿開采；第二，開采的條件非常差，設備移動比較困難；第三，工作面的接替工作相對較難，掘進效率比之其他煤層相對較高；第四，投入和產出比較低。

二、極薄煤層采煤工藝的優化設計

（1）長壁采煤工藝。長壁采煤工藝在極薄煤層的開采過程中可以使用普采和綜采兩種方法，也可以使用滾筒采煤機和刨煤機，但是這些工藝和機械在使用的過程中不可避免地要受到極薄煤層厚度的限制。其中滾筒采煤機是一種破煤能力很強的工藝，目前在我國煤礦生產當中大概有二十多種滾筒采煤機，但是只有爬底板式適用于極薄煤層的采集，其他的并不適合，其他的主要用于薄煤層的開采。刨煤機是長壁采煤工藝當中另一種重要的機械，這種機械是用沿煤層切削的刨刀刨落煤炭，而被刨下的煤是靠犁形板裝入刮板運輸機當中，這種運輸機械的動力裝飾一般在面端部的平巷內。刨煤機相對滾筒采煤機，它具有能耗少、效率高、粉塵少、產量高的特點，這種機械本身的造價和檢修成本就比較低，目前在極薄煤層采集當中應用的非常廣泛。長壁采煤技術隨著應用最近幾年得到良好的改進，比如說在現在普遍應用的用點柱或帶冒點柱，同時增大了支柱的間排距，液壓支架一般是薄頂面，這就為挖掘創造了更多的作業空間。此外，在這種開采工藝使用過程中，為了提高掘進效率，一般采用對拉工作面布置和沿空留巷。（2）螺旋鉆機采煤工藝。螺旋鉆機采煤是一種最簡單的極薄煤層采煤工藝。這種極薄煤層的開采工藝，需要先在極薄煤層當中開掘出平巷，然后再用螺旋鉆機向巷道兩側的煤層中鉆進，在掘進的時候螺旋鉆進的鉆頭一般裝有截齒，在掘進的時候一般起到的是鉆進和截割，螺旋鉆桿鉆入煤體。這種采煤工藝最重要的是根據煤層及地質構造需要選擇合適的螺旋鉆頭，一般來說煤層厚度和賦存穩定性決定鉆頭的大小，只要鉆頭比煤層厚度小5cm～l0cm，一般就能滿足極薄煤層的采煤要求。這種技術是利用螺旋葉片將開采的煤帶出來，然后將裝進順槽運輸機內，運到地面存儲地點。（3）連續采煤機房柱式采煤工藝。從上世紀末開始，國內從美國引進連續采煤機房柱式采煤工藝技術，這種技術主要適用于0.7m～0.8m的極薄煤層，其成本、效率等方面都比較高，對于各種地質環境的適應性也比較強。這種采煤工藝的最突出的特點就是實現了采掘合一、邊掘邊采，同時在采煤的過程中能夠充分利用煤柱作為臨時或者永久支撐頂板來保證采煤過程中作業面的穩定與安全。并且在采煤結束以后所有的煤柱能夠全部回收，提高煤炭資源的利用率。主要設備有采煤機、轉載機、帶式輸送機和錨桿機等。（4）急傾斜煤層鋼絲繩鋸采煤工藝。急傾斜煤層鋼絲繩鋸采煤工藝主要用于1.2m，傾角在85°的急傾斜薄煤層的采煤中，但是隨著技術的進步，這種技術在最近幾年也開始應用到極薄煤層采煤中。這種采煤工藝工作面單產1600t/M，直接工效8t/I。這種采煤工藝的工作面是走向布置，一般來說是斜長l0m，走向長度150m，電機、絞車、對輪、導向輪和手動葫蘆等施工機械是布置在工作面下巷上的，采煤作業及運煤都是依靠牽引機械作業的，利用鋸齒在煤壁上拉出兩條煤溝槽。利用礦山本身的壓力作用使其自行脫落下來。這種采煤工藝在采過后一般那不需要進行支護，而是每隔15m左右留2m左右的煤柱來支撐頂板。主要用于頂底板堅硬、完整、穩定性好，煤質松軟、不粘頂、不含夾石層的極薄急傾斜煤層開采工作，具有開采效率高、開采能力強的特點。

極薄煤層的開采對采煤工藝、技術和機械提出了更高的要求，隨著科研投入的增加，長壁采煤等采煤工藝也得到了進一步發展和提高，在降低作業成本的基礎上大大提高了采煤效率和作業安全，有效的滿足了極薄煤層的開采需要。工前預想是應用現代安全管理技術和方法，對生產作業過程全面地進行事前分析，找出各種危險因素，并對可能產生的危險因素給予科學的論證和預測，制定最佳的預防措施，有效防止事故發生。