煤礦薄煤層開采之我見

王俊鵬

摘 要 在我國，煤礦經過多年開采，不少礦井中厚煤層已近枯竭，薄煤層的開采正規(guī)模化地進行，如何發(fā)展好薄煤層開采技術對于開發(fā)利用煤炭資源，延長礦井開采年限和實現(xiàn)高效開采都具有十分重要的意義。本文分析了重點薄煤層開采的工作面設備選擇及開采工藝的選擇，并對目前應用較廣的刨煤機配液壓支架綜合機械化開采方法、螺旋鉆采煤法、滾筒采煤機配液壓支架綜合機械化開采法三種薄煤層開采技術作了詳細介紹。

關鍵詞 薄煤層開采 設備 工藝技術

煤礦薄煤層開采之我見

（冀中能源峰峰集團大社礦 河北·邯鄲 056201）

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A

1前言

據統(tǒng)計，在我國一些地區(qū)薄煤層儲量比重很大，某些礦區(qū)薄煤層的煤炭儲量占了其煤炭資源的50%以上。盡管薄煤層都有較好的儲存條件，但由于受開采勞動強度大、安全系數(shù)低、機械化程度低、工作效率低等因素的影響，薄煤層的采煤量比例僅占薄煤層儲煤量的10%，產儲比例嚴重失調，也造成煤炭資源的嚴重浪費。如何解決薄煤層開采的關鍵性技術問題，降低薄煤層開采成本，提高薄煤層開采產量，降低采煤工人的勞動強度，是每一個煤礦開采技術人員都值得研究的問題。

2薄煤層開采的特點及問題

2.1薄煤層開采的特點

由于薄煤層的開采厚度小，與中厚及厚煤層的開采相比，主要存在以下特點：一是煤層薄、采高低、煤質硬、勞動效率低。薄煤層的煤層厚度多在1.3米以下，并且煤層硬度多大于3～4，使得采掘人員在進入工作面及作業(yè)時，作業(yè)空間狹小，嚴重制約著采掘設備的發(fā)揮，一些采掘設備在采掘過程中，連移動都十分困難，采煤工人更是舉步維艱，無形中增加了勞動強度和采掘難度。二是薄煤層的采掘比例大、掘進率高，造成采掘接替緊張。另外，隨著煤層的厚度、角度的變化，以及褶曲、斷層等構造，都會對采煤工藝選擇產生較大的影響。

2.2薄煤層開采存在的主要問題

近年來，在我國薄煤層開采技術上有了一定的發(fā)展，但是還存在著以下一些問題，亟待解決。一是開采機械化程度低，由于薄煤層采煤工作面空間小，工作條件差，給采掘設備的設計制造和井下移動帶來諸多困難，導致很多薄煤層開采以人工為主；二是開采效率低下，薄煤層由于煤層厚度變化、斷層等地質構造，對煤層開采有很大影響，生產能力低下，一般薄煤層單產只為中厚煤層的1/3甚至更少；三是投入產出比低，由于效率低，其開采成本明顯高于中厚煤層。發(fā)展機械化、實現(xiàn)綜合機械化采煤，也是實現(xiàn)薄煤層開采高產高效的唯一出路。

3薄煤層開采的設備及開采工藝選擇

3.1開采設備及開采工藝的選擇

盡管提高采煤機械化水平是煤礦高產高效的必由之路，但由于薄煤層地質復雜，很對機械設備不能合理高效利用，故應根據薄煤層的實際情況選擇合理的采煤工藝及參數(shù)，否則會出現(xiàn)采煤機組不適應地質條件或不配套、勞動作業(yè)循環(huán)不容易組織等問題。對煤厚在1.0～1.3米且具有簡單的緩傾斜或傾斜的薄煤層，應該選擇綜合機械化開采，并結合現(xiàn)有的國內薄煤層刨煤機開采的實踐，應用刨煤機全自動化開采裝置。

3.2確定采煤工作面的工藝參數(shù)

確定采煤工作面合理的工藝參數(shù)，是綜采配套設備實現(xiàn)工作面高產的基礎。需要考慮的工藝參數(shù)主要有以下幾個：

3.2.1支護與移架方式

薄煤層開采的支護宜采用鄰架操作，及時支護。在采煤機割過后，先移支架撐住頂板，然后再移輸送機。結合煤層厚度掌握加長桿伸縮范圍，以便以合理架位及高度支護頂板。當頂板情況允許時，要順序移架與隔架移架相結合，保證移架速度滿足采煤機割煤速度，以實現(xiàn)連續(xù)快速割煤的需要。

3.2.2截深的選擇

截深要充分考慮采煤機的功率、煤層厚度及采高、煤質硬度系數(shù)、支撐壓力、支架支護方式等因素。通過認真分析工作面地質條件和設備配套情況，確定截深。當頂板節(jié)理發(fā)育、片幫嚴重時，每刀拉架時要進行超前支護，以提高循環(huán)單產。

3.2.3采煤機進刀方式的選擇

在薄煤層的開采中，可采用采煤機落煤，單向采煤，中部斜切進刀方式。前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，自開缺口。

4薄煤層開采的幾項常用技術

近幾年，我國薄煤層開采的綜合機械化水平已經大幅提高。目前，主要應用的開采方式有以下三種：刨煤機配液壓支架綜合機械化開采方法、螺旋鉆采煤法、滾筒采煤機配液壓支架綜合機械化開采。

4.1刨煤機配液壓支架綜合機械化開采方法

這種開采技術的核心部件是刨煤機。刨煤機在薄煤層開采中的應用十分廣泛，主要適用于煤層傾角小于25度、工作面坡度穩(wěn)定、煤體硬度小于25兆帕、煤體硬度小于底板硬度以及地質條件穩(wěn)定的煤層。刨煤機具有塊煤率高、煤塵小，結構簡單、運行平穩(wěn)可靠、易于維護和相對較低的能量消耗，采煤過程連續(xù)進行，工作時間利用率高等優(yōu)點。刨煤機可采煤高度厚度僅僅相當于滾筒采煤機可采煤層厚度的60%，因此相對于其他薄煤層開采設備而言具有較大優(yōu)勢。

4.2螺旋鉆采煤法

螺旋鉆采煤法是一種新型無人工作面采煤方法，適用于開采緩傾斜薄煤層，可將煤層可采厚度由0.6～0.8米下延到0.4米，主要適于開采松軟煤層。螺旋鉆采煤法的主要優(yōu)點有：投資低，經濟適用；人員和機組設備全部在工作巷內，人員在寬敞直呼良好的巷道內就可將煤采出，安全狀況良好；煤的可采范圍較廣，可達總面積的95%以上，可以多出煤，提高生產效率，并且能夠使瓦斯得到充分釋放。

4.3滾筒采煤機配液壓支架綜合機械化開采方法

這種開采技術的核心部件是滾筒采煤機，主要適于煤層厚度變化大的工作面，對煤層頂?shù)装迤鸱兓m應性強，對含有夾矸煤層的回采效果好，過斷層能力強以及對工作面長度要求比刨煤機短。滾筒采煤機由于適應性強、效率高、便于實現(xiàn)綜合機械化作業(yè)，因而發(fā)展迅速。它的整體結構、適應能力、性能參數(shù)、可靠性等諸多方面，較之以往都有了較大創(chuàng)新和提高。

5結束語

綜上所述，對于我國資源儲量比較大的薄煤層來說，隨著國內外采礦設備制造水平的提高，在采用大功率、高可靠性工作面設備的基礎上，根據當?shù)氐拿簩淤x存情況，因地制宜地選擇采煤設備和工藝，尤其對中小礦井而言，精選適合薄煤層開采的液壓支架、采煤機、運輸機等"三機"配套設備，提高工作面的自動化操作和控制，是實現(xiàn)礦井增產增效的有效手段。

參考文獻

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[2] 梁洪光.薄煤層綜采技術發(fā)展現(xiàn)狀[J].煤礦開采，2009，14（1）：9-11.