制約薄煤層開采的主要因素與技術對策

崔學軍

(陜西延長石油礦業公司,陜西西安 710000)

制約薄煤層開采的主要因素與技術對策

崔學軍

(陜西延長石油礦業公司,陜西西安 710000)

我國薄煤層分布廣泛,在煤炭資源中所占比例重大,并且質量較好。但由于其厚度較薄,在開采時通常遇到技術因素的困擾和限制。本文就制約薄煤層開采的主要因素與技術進行探討,以提高薄煤層開采的效率。

薄煤層 制約因素 技術對策

我國薄煤層資源豐富,儲藏量較大,約占總煤炭的20%,在400多個礦井中有750層為薄煤層,厚度在0.8-1.3m共占86.2%,小于0.8的占13.98%。薄煤層還廣泛分布在我國的很多地方,如四川省占60%,山東省占52%,貴州省占37%,其他地區的儲藏量目前還在考察之中。薄煤層雖然儲藏量大,但目前的開采量僅占全國總儲量的10.4%。據此,本文就制約薄煤層開采的主要因素與技術對策進行如下分析。

1 我國目前的回采技術現狀

1.1 刨煤機配液壓支架綜合機械化開采方法

該回采法中的核心部件是刨煤機,主要適用于工作坡面較穩定,煤層傾角小于25度,煤硬度較小的煤層。此外,該技術采煤率較高,開采時煤塵較少,并且穩定可靠,工作效率較高。刨煤機可開采的厚度只相當于滾筒采煤機的60%,相對于其他設備來說具有較大的優勢。目前已被許多發達國家所采用。但也存在著明顯的不足,如開采范圍受到地質條件的限制,開采功率偏小,使用壽命較短,刨頭和輸送機間的摩擦阻力大,電動機功率利用率較低。

1.2 滾筒采煤機配液壓支架綜合機械化開采方法

該開采方法的核心部件是滾筒采煤機,適用于厚度變化較大的煤層,對煤層地板變化的適應性較強,對含有夾矸煤層的回采效果良好。并且適應性較強,運作效率高,便于機械化管理。但同時也存在著不足如留設鉆孔間煤柱和鉆孔組間煤柱,從而降低了采出率;接長和縮短鉆桿所用的時間占工作總時間的比重較大。

1.3 炮采

該采煤方式的工藝流程主要有四步驟,首先是破煤,由炸藥來完成;其次是裝煤,有人力裝煤和爆破裝煤兩種;再次是運煤,由刮板輸送機來完成;第四就是支護與放頂工序的人工操作。該采煤方式的優點是適應性強,在各種條件下采煤工作面均可應用。缺點是作業不夠安全,頂板事故多,產量及效率低下,工人勞動強度大等。

2 提高薄煤層開采效率的措施

2.1 對采區進行合理的規劃劃分

目前采區規劃劃分向著大走向、大采長的方向發展。該規劃具有生產能力強,搬家倒面次數較少及萬噸掘進率較低等特點。在薄層煤炭的開采中,如果應用這種規劃,對于其工作效率的提高具有重要的意義。

2.2 對采礦設備進行優化

采煤設備選型是否合理,直接影響到采煤效率,所以,在薄層煤開采時,應對相應的設備類型給予重視。具體方法如下:

(1)采煤支架進行優化。在采煤時,應根據煤層的具體構造及周圍的環境,合理選擇合適的支架類型。一般情況下,中等或中等以下的頂板適宜用掩護式支架,而其它的頂板則適宜用支撐式支架。在確定支架的高度時,應考慮到支架的最大高度及采煤時的最大高度,一般前者比后者高出0.1m以上,支架最小高度應小于采高0.3m以上,方才合格。此外,還得注意支架的頂底板比壓值是否符合要求,一般情況下,支架支護強度應大于頂板壓力,且支架對底板的比壓應小于實測底板比壓。這樣,才能確保薄煤層開采作業的穩定進行。

(2)對采煤機進行優化。在進行薄煤層煤炭開采時,要根據煤區的采高、傾角、以及煤層硬度等選擇合適的采煤機。由于薄層煤厚度較薄煤質堅硬等特性,在實際操作中,應當采用電牽引滾筒采煤機。該機器具有截割效率高、破煤能力較強等特性,已成為薄層煤炭開采中主要使用的機器設備。還可以采用旋鉆機,該機器適用于煤層厚度在0.4～0.8m的煤層。具有許多優點:①:實現工作面無人采煤,從而實現了才沒的安全性。②:采煤過程中,采煤人員不必進入到工作面,只在巷道內操作就能完成采煤作業,從而提高了作業環境,還減少了自然災害如頂板事故、瓦斯爆炸、自然引火等的發生。③:該機器構造簡單,容易維護和操作,從而為開采安全提供了保障。

(3)對運輸機等進行優化。依照三機配套原則,當支架和采煤機選擇好之后,就要對運輸機及轉載機進行優化選擇。根據薄層煤的特殊性,所以在選擇運輸機及轉載機是,要考慮到三機具有良好配套的情況。一般情況下,應選擇運輸能力大于綜采工作面最大生產能力的轉載機和運輸機,以確保薄層煤作業時三機具有良好的配合性能。

2.3 對采煤工藝進行優化

目前我國在薄層煤開采中,一般采用壁式采煤法。而國外采用柱式采煤法,但該法在我國的薄層煤的開采中使用的不多。壁式采煤法根據性質分為前進式和后退式兩種。前者適合于地質條件優越、采掘接替時間較充足及規模較大的煤區,如我國陜北地區的礦區等,都可以采用這種采煤方式。后者則適用于地質條件較為復雜多變、采掘接替時間較緊張、斷層較多及通風性能較好的煤區。

2.4 對回采工藝進行優化

薄煤層中使用的回采作業,其工藝應根據頂板類型進行合理確定,并且和工作面的走向及走長也要相匹配。對其進行優化,對于薄層煤開采效率的提高有著重要意義。其優化流程為:采煤機的切割方式應采用斜切方式;在推溜和移架時,遇到工作面出現頂板破損等不利情況時,應先拉前架,便會提高薄層煤的綜合開采效率。

2.5 加強對機器設備的維護

煤礦單位應根據薄層煤的實際操作情況,制訂合適的機器設備風險管理條例,并定期舉行設備的技能培訓及技術教授課程。這有利于提高單位員工安全作業的意識。另外,制訂健全的機器設備的維修制度,使每一個使用設備的人員加強責任意識,并能使設備和使用人員聯系在一起,當機器出現故障后能夠及時找到對應的人員。這將確保了機器的使用壽命。

3 結語

綜采技術是目前我國許多大型煤礦企業采用的主要方式,其具有生產能力強、安全系數高、穩定性好等優勢,已給我國的煤炭生產發揮了重大作用。但其并不適合我國薄層煤的生產作業,從而使我國薄層煤的生產效率及作業規模一直上不去。本文針對這種情況,就制約薄煤層開采的主要因素與技術對策進行了探討,希望有參考價值。

[1] 明小銳.提高薄煤層綜采工作面單產量的技術措施探討[J].中國新技術新產品,2013,12(3):171.

[2] 呂文玉.國內外薄煤層開采技術和設備的現狀及其發展[J].中國礦業,2009,18(11):60-62.