薄煤層機械化采煤技術的具體應用分析

趙亞軍

（大同煤礦集團雁崖煤業公司，山西 大同 037031）

引言

煤礦開采具有較高風險，發生事故的幾率遠高于其他行業。只有對采煤技術進行革新升級，全面促進機械化建設，才能切實提高煤礦開采的效率和質量。對薄煤層而言，應該結合自身特點與生產實際，合理進行采煤技術的機械化。

1 薄煤層采煤現存問題

1.1 產出不高

薄煤層的采煤產出比較低，相較厚煤層而言，平均產出只有厚煤層的33%左右［1］。引發這一現象的原因是多方面的，主要原因可以分為兩個。第一是薄煤層的賦存較厚煤層而言較少，即整體煤炭資源不如厚煤層，因而導致產出不及厚煤層。第二就是薄煤層采煤作業難度較低，機械化建設程度不夠，導致不能完全對薄煤層進行開采，存在煤層留余現象。不論是哪一個方面的原因，對薄煤層的采煤作業而言都是極其負面的影響。

1.2 安全問題

安全問題是煤礦生產一直強調的問題，但是現狀依舊不容樂觀。雖然近些年出臺了不少提升煤礦生產安全的規章制度，但是真正得到落實的并不多。不僅如此，對薄煤層而言，由于機械化程度不夠高，在采煤作業中需要投入更多人力，人為因素就會上升，導致安全事故的幾率增加。安全問題不僅僅是由人為因素引起的，薄煤層自身特點也是引起安全問題的關鍵，由于作業空間較小，瓦斯、粉塵等危險物質的處理工作不容易落實到位，都會引起安全問題。

1.3 資金投入多

資金投入一般是按照單位產煤量進行計算的，即整體投資金額除以整體產煤量。和厚煤層相比，薄煤層的單位產煤資金投入是很高的。雖然資金投入會降低煤企的經濟效益，但是可以發揮出更多作用。單位產煤資金投入高就表示在支護、管理等方面投入較多，這些工作都是可以提升采煤安全的重要環節。基于此，煤礦應該加快機械化建設，提升采煤作業的機械化程度，減少相關環節的資金投入，促使煤企經濟效益不斷提高。

1.4 進度過快

進度過快的問題在薄煤層采煤中是十分常見的，一是因為薄煤層的開采難度相對較低，進度比厚煤層要快；二是因為薄煤層的經濟利益較小，相關企業在開采過程中有意提升作業進度，以便迅速完成采煤進行其他項目。進度過快會給采煤機械設備帶來很大的壓力，導致相關設備長時間超負荷運轉［2］。采煤設備長時間超負荷運轉，會導致相關設備的維修養護工作不到位，采煤作業的性能出現下滑，造成安全風險發生幾率的升高。因此，進度過快的問題是一把雙刃劍，在提升企業經濟效益的同時，也會危及作業安全，需要企業進行合理掌控。

2 機械化采煤對薄煤層的重要意義

機械化采煤就是通過機械設備實現采煤作業，減少采煤作業中人力投入，提升采煤作業的效率和安全性，促進企業經濟效益增長。但是，實現機械化采煤的意義不僅僅在于提升安全和經濟效益，它還可以在更多方面發揮作用，這需要進行深入分析加以辨別。

在薄煤層中，煤層厚度普遍較低，開采難度不高，不少企業沒有升級相關開采作業技術，也沒有引進先進的采煤設備。這在很大程度上導致薄煤層開采作業發展進度緩慢，難以符合煤礦開采的發展需求。薄煤層開采機械直到上世紀九十年代才逐步出現，但是表現出的實用性并不高，沒有得到全面推行。在相關技術進步發展的背景下，薄煤層開采設備的機械化程度不斷提高，適應性逐漸增強。比如MG100／238－BWD 型采煤機，就是性能較為突出的一款薄煤層采煤機械。以這款機械設備為首，又陸續出現了大量薄煤層采煤機械設備，促進了采煤作業進步發展。

薄煤層的特點十分明顯，運用機械化采煤設備需要根據特點進行。比如，薄煤層的厚度較小，適合的采煤機械作業空間是0.85～1.55m，大部分機械超出這一范圍就無法正常工作。采煤機械設備基本上使用了液壓系統，行走依靠液壓系統調節齒輪銷軌實現。不僅如此，薄煤層采煤機械設備的保護功能比較齊全，過載、過熱以及過壓等情況下都可以實現全方位保護。不僅可以保障機械設備的安全，還能保證采煤作業的安全。適用于薄煤層的采煤機械結構非常簡單，功率大、尺寸小，液壓系統和傳動各系統具有較高的裕度，可以保證采煤作業安全可靠［3］。

3 薄煤層機械化采煤技術的具體應用

3.1 螺旋鉆機在薄煤層采煤中的應用

螺旋鉆機在薄煤層采煤作業中運用十分廣泛，主要適用于0.4～0.8m 厚度的薄煤層。憑借螺旋鉆機，薄煤層采煤作業可以實現無人作業。實現無人作業意味著生產環節的人力投入可以大幅降低，提升企業的經濟效益。在進行采煤作業時，操作人員只需在巷道中操作螺栓鉆機即可，不需要與鉆機同處作業面。這種采煤方式在遭遇突發情況時，可以確保采煤作業人員安全。在薄煤層采煤作業中，螺旋鉆機的出現使人機分離成為現實，有效排除了人為因素在作業中的影響。通過螺旋鉆機在薄煤層開采中的實際應用，表現出了安全可靠、易于操作和維護等特點，具有很高的實用性。

3.2 刨煤機在薄煤層采煤中的應用

在薄煤層開采中，刨煤機也是一種十分常用的機械化采煤設備。圖1所示為三一重型裝備公司最新研制的BH38／2x400全自動刨煤機機組的示意圖。該產品已成功在陜西府谷縣煤礦實現工況生產，工業性試驗3個月內，總運行313h，進尺525m，共產原煤20萬t，運行情況良好。

圖1 BH38／2x400刨煤機示意圖

從圖1不難看出，刨煤機與軌道形成了綜合聯動，兩者構成了一個高效安全的自動化滑行采煤生產系統，這一形式也是薄煤層開采中刨煤機的最新形式。從生產實際而言，刨煤機在硬度低于25MPa和傾斜角低于25°的煤層中性能最為優良。刨煤機的使用對地層條件要求較高，不僅需要平整穩定，還需要具備一定的硬度。在刨煤機進行作業時，速度需要控制在3m／s之內，切割深度以0.25m 為宜，功率一般在400kW 以上。刨煤機的生產綜合性高，可以將落煤、裝煤和運煤這幾個環節的工作實現一體化，大大提升了采煤效率。

刨煤機的優點可以分為三點：第一，自動化程度高，便于構建綜合采煤作業系統。第二，刨煤機能夠連續進行采煤作業，對維持較高的開采進度具有很大作用，還有利于提高企業經濟效益。第三，刨煤機結構簡單，維修養護十分方便。

3.3 采煤機在薄煤層采煤中的應用

采煤機和螺旋鉆機、刨煤機的區別比較明顯，是一種比較大型的采煤機械設備。圖2 所示為MG100／240－BW 型采煤機。

圖2 MG100／240－BW 型采煤機

該型采煤機由液壓牽引，橫向布置多電機。從上圖中不難看出，采煤機尺寸較大，在進行采煤作業時需要的空間比刨煤機以及螺旋鉆機要大，對應的功率也比較大。在薄煤層的采煤作業中，采煤機的使用主要有兩種形式，分別是騎輸送機和爬底板。騎輸送式是通過傳輸鏈牽引采煤機進行作業，而爬底板是在采煤機道內設置采煤機，使其通過機道進行采煤作業。這兩種方式雖然存在一定區別，但是采煤效率都十分良好。在薄煤層的開采中，應該根據實際情況進行選取。值得注意的是，爬底板采煤對空間需求較大，可以提升薄煤層的通風能力，有助于提升采煤安全。

不論采煤機、刨煤機亦或是螺旋鉆機，在薄煤層的開采中都可以發揮出良好的效果。在進行薄煤層機械化開采的過程中，需要結合實際情況選擇對應的機械設備，加強生產作業質量。

4 結語

實現機械化采煤是符合薄煤層開采作業趨勢的，這需要對薄煤層開采的現存問題進行剖析，明確機械化對薄煤層開采的重大意義，通過采煤機、刨煤機和螺旋鉆機等設備加強薄煤層開采，促進機械化采煤進步發展。

［1］蘭永磊.薄煤層綜采機械化裝備配套及關鍵技術問題的研究［J］.河南科技，2013（7）：36－37.

［2］李現民，劉建國.薄煤層機械化采煤技術的應用［J］.中州煤炭，2010（9）：62.

［3］李銳.薄煤層機械化采煤技術的應用［J］.科技傳播，2012（2）：29－32.