淺談云南省薄煤層機械化開采

趙青　王飛

摘 要：文章介紹了我國及西南地區極薄煤層采煤技術的現狀，及適合薄煤層機械化開采的一些設備。文章闡述了薄煤層采煤設備的適應條件及一些成功案例。

關鍵詞：薄煤層；機械化；高檔普采；綜采

根據《煤礦安全規程》，地下開采時厚度1.3m以下的煤層為薄煤；其中0.8m以下厚度煤層按照煤炭工業技術政策規定稱為極薄煤層。我國薄煤層資源豐富，分布面廣，而且煤質較好；據有關方面統計，全國薄煤層的儲量占全部可采儲量的20%；在西南地區薄煤層儲量所占比重更大，如四川省占60%，云南省40%，貴州省占37%。歷年來我國薄煤層開采一般是采用炮采采煤工藝；薄煤層的機械化采煤工藝存在煤層采高低、工作面條件差、設備移動困難、通風斷面小、人員出入工作面及作業非常困難等系列缺點，造成薄煤層機械化開采技術發展相對緩慢。對于煤礦企業來說，薄煤層投入產出比相對于中厚、厚煤層來說較高，經濟效益較差。

西南地區由于受地質條件影響，煤層賦存比較復雜，薄煤層所占比重較大，中小型礦井居多；近年來小型煤礦因管理、刻意追求經濟效益等方面原因引起一些重大安全事故；國家相繼出臺一些列相關產業政策如（安減總煤監[2014]44號、（發改運行[2014]893號）文等。云南省積極響應國家政策要求，并于2014實施煤炭產業結構調整轉型升級方案：缺煤地區煤礦規模達到9萬噸/年，及以上，其他地區達15萬噸/年及以上；煤礦全面推行井下采煤機械化、掘進機械化工藝，推廣“一井一面”、“一井兩面”生產模式。按照2014煤炭產業結構調整轉型升級方案要求，對于云南省大部分小型煤礦企業來說，提高采煤工作面機械化程度已經是迫在眉睫的問題，尤其是對于煤層賦存較差，煤層較薄的煤礦，建設安全高產高效生產礦井，采取機械化采煤工藝尤為重要。

我國煤炭企業長期以來為提高薄煤層采出率，減少煤炭資源浪費，在探索薄煤層機械化開采方面開展了大量研究和實踐，特別是近年來隨著煤機制造技術的快速發展、先進的煤機設計理念和關鍵技術的開發，適應這些煤層的機械化裝備可靠性和安全性大大提高，薄煤層機械化開采技術得到迅速發展，工作面單產和工效均有大幅度提高，安全得到質的保障。下面就西南地區一些煤礦企業在薄煤層機械化開采方面較成功的案例，供大家研究探討。

1 厚度0.8m以下煤層（極薄煤層）機械化開采

1.1 高檔普采采煤工藝

重慶永榮礦業公司MG100-TP爬底板采煤機專為極薄煤層機械化而生產的新一代采煤機；采用側面固定單滾筒，錨鏈牽引，沿煤層傾斜爬底板穿梭割煤，煤沿螺旋滾筒輸入裝煤部，裝煤部轉入工作面運輸機；電動機為兩端偏心出軸，分別傳動牽引部和截裝部。

MG100-TP爬底板采煤機技術參數：采高范圍08-0.5m；煤層傾角<25°，生產能力100～75t/h，裝機功率100kW，滾筒直徑800～540mm，截深800mm，整機重量7t；工作面配備SGD420/22型刮板輸送機，技術參數：設計長度100m，輸送量60t/h；中部槽1200mm× 420mm×150mm；支護配備單體液壓支柱+金屬鉸接頂梁。目前在重慶永榮礦業公司永川煤礦、四川達竹煤電公司柏林煤礦均有采用，可實現工作面單產最高達15萬噸/年，資源回收率達95%。

目前云南省多數煤礦高檔普采已在推行單體液壓支柱+π型頂梁支護頂板，π型頂梁兩根一對，一梁三柱，一對六柱，相互交錯前竄。對于開采薄煤層來說，工作面采高本身有限，如果采用金屬鉸接頂梁，再加上背板、塑料網，將會盡一步壓縮回采空間，甚至對采煤機割煤也造成一定影響。在薄煤層高檔普采支護中應用π型頂梁代替金屬鉸接頂梁更具有優勢：一是可以節約回采空間；二是π型頂梁相對于金屬鉸接頂梁較簡單，在有限的空間內可減少復雜繁瑣的工序，三是卸載支柱后空間相對更加寬敞，對頂板管理有利。因此MG100-TP爬底板采煤機可配備DW系列單體液壓支柱+π型頂梁支護頂板開采極薄煤層。

MG100-TP爬底板采煤機也存在一些不足，其裝機功率較小，對大傾角煤層不具有很強的適應性，尤其是在采面出現地質構造（如小斷層、沖刷帶）時，還需放震動炮，影響產量和工效；采煤機后浮煤較多，需人工輔助裝煤等缺點。

1.2 綜采采煤工藝

達竹集團與遼源煤機制造有限公司合作研制了MG110/130-TPD型爬底板電牽引采煤機，在一定程度上解決了MG100-TP爬底板采煤機的一些缺陷：具有較大功率，高截割能力，較大的牽引力；能防止過載、過溫、有可靠的降塵結構；在大傾角（35°以下）極薄煤層的復雜地質條件下，適應性更強。

MG110/130-TPD型爬底板電牽引采煤機技術參數：采高范圍0.8～0.52m；煤層傾角<35°，生產能力315t/h，裝機功率128.5kW，滾筒直徑800～550mm，截深600mm，整機重量11t；工作面配備SGB520/2×55型刮板輸送機，技術參數：設計長度200m，輸送量100t/h；中部槽1500×520×190mm，機頭機尾驅動裝置能互換，整機左右工作面能互換；支護配備ZY2400/5.5/12液壓支架，支護強度0.41MPa，支撐高度550～1200mm，支架采用整體層疊頂梁結構，降低了頂梁厚度，增加了過機空間，滿足大傾角煤層開采條件，安全可靠，工作空間大。

目前，該套極薄煤層綜采設備2009年已在四川達竹煤電公司下屬小河嘴煤礦、斌郎煤礦投入使用，可實現工作面單產20萬噸/年，資源回收率達98%；有效解決了設備幾何參數與設備能力之間的突出矛盾，減小了設備外形尺寸，加大了過煤、過機及工作空間。

2 厚度1.3m～0.8m煤層機械化開采

厚度1.3m～0.8m煤層機械化開采一般采用薄煤層雙滾筒采煤機，大量用于薄煤層綜采和高檔普采工作面，從目前已有的機型看，傾角45°以下、煤厚0.75～1.3m的薄煤層都有應用。常用的機型有雞西煤礦機械制造有限公司生產的MG100/240-BW型薄煤層液壓牽引采煤機、遼源煤機制造有限公司生產的MG80/188-BWD薄煤層交流變頻電牽引采煤機、天地科技上海分公司生產的MG100/238-WD型薄煤層交流變頻電牽引采煤機等；與這些機型相配套的薄煤層綜采設備也比較完備。

3 薄煤層機械化開采展望

目前西南地區薄煤層機械化開采技術應用還不廣泛，特別是針對采高0.8m以下厚度的煤層開采；現薄煤層機械化開采主要存在缺點：一是采用機械切割頂底方式人為增大采高，這種方法會影響工作面效率和單產，同時也會對煤質產生較大影響；二是采用小型機化裝備盡量控制采高（比如爬底式采煤機），這種方法受設備外形尺寸所限，造成回采空間較小，不利于安全管理；三是存在“三角煤”割不透的問題、操作人員安全性和舒適性問題等。今后逐步實現工作面自動化、無人化采煤將會是薄煤層機械化開采主體發展方向。

參考文獻

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[2]曲開智，蔣金泉，等.復雜結構薄煤層高效綜采關鍵技術[M].徐州：中國礦業大學出版社，2010.