薄煤層機械化采煤技術(shù)探討

張新建

（山西蘭花沁裕煤礦有限公司，山西 高平 048000）

現(xiàn)階段我國的煤炭呈現(xiàn)出存儲量大、形態(tài)多元化的特點，現(xiàn)有的儲存量是98億噸，在這些煤炭中薄煤層的存儲量占總存儲量的19%，但在實際開采中薄煤層的開采量只占到總煤炭開采量的10%。因此，要想我國的煤炭行業(yè)今后可以持續(xù)發(fā)展，使用快速、有效的薄煤層機械化采煤技術(shù)是今后煤炭企業(yè)的發(fā)展方向。

一、目前煤炭開采中出現(xiàn)的問題

按照煤層的薄厚程度，將煤層厚度不大于1.3米的煤層劃分為薄煤層。從實踐工作中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段我國的薄煤層采煤中主要的問題有四點:

第一點，在實際開采薄煤層中，往往會受到薄煤層周圍的地理環(huán)境與分布的空間影響，在使用機械設(shè)備開采的過程中難度系數(shù)較大，并且受到開采薄煤層空間的影響，施工人員工作范圍十分有限，由于瓦斯、灰塵等有害氣體排放困難，因此產(chǎn)生的安全隱患很多，容易引起安全事故，對施工人員的人身安全造成了一定的威脅。

第二點，因為開采薄煤層時煤層的厚度較低，所以開采薄煤層的速度很快，有關(guān)機械設(shè)備的工作周期也隨之縮短，機械設(shè)備工作的頻率加快，是開采薄煤層的工作變得十分緊張。

第三點，和煤層厚度較大的煤礦相比，投入到薄煤層中的開采資金較大，然而開采薄煤層并不是一點好處沒有，開采薄煤層的主要優(yōu)勢是:薄煤層工作的工作面頂板位移很小、控制較容易、開采薄煤層時不會造成大面積塌方并且不會給周圍的煤層帶來太大的影響。

第四點，與煤層厚度加大的煤礦相比，薄煤層的產(chǎn)量較少、拋灑煤礦造成浪費的現(xiàn)象嚴(yán)重，薄煤層周圍的地理環(huán)境多樣且復(fù)雜，這對開采薄煤層的生產(chǎn)量造成較大影響。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，開采薄煤層的生產(chǎn)量只有較厚煤礦的33%左右。

二、現(xiàn)階段開采薄煤層使用的機械化技術(shù)

就現(xiàn)階段開采薄煤層使用的機械化技術(shù)來說，主要有三種采煤技術(shù)，主要包括螺旋鉆機采煤技術(shù)、刨煤機采煤技術(shù)、采煤機采煤技術(shù)、刨煤機采煤技術(shù)。開采薄煤層機械化水平最高的國家主要使用螺旋鉆機和刨煤機開采煤礦。

（一）螺旋鉆機采煤技術(shù)。在開采薄煤層中使用螺旋鉆機是現(xiàn)階段采煤過程中使用比較廣的機械化設(shè)備。螺旋鉆機這種機械設(shè)備主要用在煤層厚度為0.4m-0.8m的煤層開采中，它的出現(xiàn)使施工現(xiàn)場無人看守這一目標(biāo)得以實現(xiàn)，全部開采薄煤層的施工人員都能在巷道內(nèi)工作，這不僅加強了施工人員工作時環(huán)境的安全指標(biāo)，還可以高效的防止瓦斯爆炸事故與頂板坍塌事故的產(chǎn)生。螺旋鉆機這種機械化采煤技術(shù)的廣泛應(yīng)用實現(xiàn)了資源、人力投入少和效力。產(chǎn)量提高大的雙贏局面，與傳統(tǒng)的采煤技術(shù)相比，螺旋鉆機采煤機技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單、維護容易、安全性強。并且是一種全新的無人看守工作面的采煤技術(shù)，可以使煤層的厚度有0.8m延伸至0.4m，對煤層較松軟的煤礦開采有很高的使用性。

（二）刨煤機采煤技術(shù)。使用刨煤機這種機械化采煤技術(shù)也是目前開采薄煤層中使用較為廣泛的采煤技術(shù)之一。刨煤機這種采煤技術(shù)不僅可以保證煤礦開采質(zhì)量，還能使煤礦的采煤效率得到有效提高。刨煤機這種機械化采煤技術(shù)主要使用在煤層傾斜角度不大于25°的煤礦開采中，并且煤礦的硬度不大于25MPa，煤礦硬度要小于底板硬度，煤礦周圍的地理環(huán)境要穩(wěn)定。刨煤機工作時運行的最快速率為3m/s，切割煤礦時的功率大于400KW，切割時每刀深度為0.25m。刨煤機這種機械化采煤技術(shù)裝煤、落煤、運煤的一體化，不需要技術(shù)人員跟機工作，對容易出現(xiàn)瓦斯爆炸的薄煤層可以實現(xiàn)安全開采。另外，刨煤機的機械結(jié)構(gòu)簡單，維修容易。

（三）采煤機采煤技術(shù)。采煤機這種采煤技術(shù)和之前兩種機械化采煤技術(shù)相比較略有不同，它作業(yè)是既需要大運轉(zhuǎn)功率與運轉(zhuǎn)空間，同時也需要刨煤機本身有切割各種煤礦的功能。現(xiàn)階段開采薄煤層使用的采煤機主要是爬底板式與騎輸送機式兩種，其中騎輸送機式作業(yè)時主要通過傳輸鏈牽引工作，爬底板式作業(yè)時主要是讓采煤機的機身放置在機道內(nèi)完成煤礦開采，因此采煤機又叫滾筒采煤機。爬底板式采煤機對過煤空間要求較高，這不僅僅加大了采煤機的運轉(zhuǎn)功率，也是煤礦開采工作面的通風(fēng)截面加大，從而進一步的提升了煤礦開采時的安全系數(shù)。

（四）刨煤機采煤技術(shù)。刨煤機這種采煤技術(shù)是現(xiàn)階段開采薄煤層中極為重要的機械化采煤設(shè)備。其主要的優(yōu)點為:能夠?qū)崿F(xiàn)薄煤層綜合化機械開采，實現(xiàn)薄煤層開采中的自動化開采；在采煤過程中可以連續(xù)工作，利用時間的能力較高，作業(yè)時產(chǎn)生的煤塵較少，刨煤機的機械化內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，維護容易。

三、薄煤層機械化采煤技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著改革發(fā)展的不斷深入，市場經(jīng)濟與科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，我國現(xiàn)階段開采薄煤層的機械化技術(shù)在長時間的工作中，已經(jīng)獲得了很大提高，其主要表現(xiàn)在機械化設(shè)備的創(chuàng)新突破上，新時代要有新的采煤技術(shù)，主要包括:采刨機、滾筒式懸臂采煤機。

（一）采刨機。采刨機結(jié)合了采煤機和刨煤機采煤技術(shù)的優(yōu)點，是一種新型的薄煤層機械化采煤技術(shù)，其使用了采煤技術(shù)相對成熟的技術(shù)，例如:記憶切割、無線分段遙控技術(shù)、遠(yuǎn)程通訊技術(shù)等；并且還使用了刨煤機相對成熟的技術(shù)，例如:使用煤礦下壓落煤類提升裝煤效率，將牽引功能安裝在傳輸機的頭部和尾部以便提升其工作時的安全性和可維修性，采刨機這種新型的機械化采煤技術(shù)的生產(chǎn)力基本處在我國生產(chǎn)的開采薄煤層機械設(shè)備和進口自動化刨煤機機械化設(shè)備之間，可以將自動化控制有效的實現(xiàn)。

（二）滾筒懸臂式采煤機。當(dāng)薄煤層最高的開采下線為0.8m時，滾筒懸臂式這種機械化采煤機開采薄煤層最高的采煤下限可以達(dá)到4.5m，搖臂厚度也能達(dá)到4.5m，同時切割煤層時的最大功率能達(dá)到200千瓦，滾筒懸臂式采煤機在開采薄煤層時還可以使用無齒軌鏈牽引以及錨鏈牽引等多種形式的牽引方式。

結(jié)語

綜上所述，伴隨全球化經(jīng)濟的迅速發(fā)展，薄煤層的采煤技術(shù)已經(jīng)受到社會各級的廣泛關(guān)注，成為有關(guān)專家學(xué)者研究的重要課題。因此，我們要從我國的基本國情出發(fā)，努力將采煤中存在的問題解決，加強機械化采煤技術(shù)的發(fā)展。

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