薄煤層綜合機械化采煤技術實踐研究

趙磊

摘 要：本文簡要介紹了實現薄煤層綜合機械化采煤的技術途徑，主要是對現有的綜采設備進行了分析，結合薄煤層綜合機械化采煤技術的實踐經驗，文章主要闡述的是該技術的工藝特性及技術機理，最后總結了提高薄煤層綜合機械化采煤技術水平的重要意義，以期對該工藝進行不斷改進和完善，從而保證薄煤層采煤工作的有序開展。

關鍵詞：薄煤層采煤；綜合機械化技術；設備；技術特性與機理

綜合機械化采煤技術自上世紀八十年代以來，由于其具備生產能力強、機械化程度高、安全系數穩定等諸多優點，備受國內煤礦行業的青睞，已經成為許多現代化煤炭企業的主要生產方式。特別是在中、厚煤層煤礦的開采中應用最為廣泛，但是近些年隨著中、厚煤層的枯竭，如何實現綜合機械化開采在薄煤層中的應用已經成為了能源行業關注的焦點。因此，探討和研究薄煤層綜合機械化采煤具有十分重要的現實意義。

一、薄煤層綜合機械化采煤的工藝特性

薄煤層綜合機械化采煤的工藝特性主要體現為一方面由于開采的煤層薄，工作面的采高較低，但支架體積較大，占用的空間大，所以操縱支架與支架升降范圍之間需要有一定的距離；另一方面則表現為采煤機割煤強度大，采煤設備的自動化程度高，機體相對較長較厚。為了維持綜合采煤設備正常的綜合空間高度，就現有的支架、采煤機、溜子類型而言，其組合幾何尺寸要保持在950毫米至1050毫米，而當工作面頂板或底板出現波狀起伏時，空間高度還需要相應增加150毫米至200毫米。操縱支架則需要使用鄰架控制。另外，在薄煤層開采中，由于回采工作面形成的礦山壓力對煤壁產生的破碎程度較低，而煤體質地硬度較大，所以需要采煤機截割滾筒具備足夠的切割能力和裝煤效果。

總的來說，薄煤層綜合機械化采煤技術的工藝特性就是采高低，設備占空間較大，作業環境狹窄，對開采設備的強度要求較高。

二、現有的煤層綜合機械化開采設備分析

（一）螺旋鉆采煤機

這是一種由用于露天開采的螺旋鉆機改造而成的采煤設備，其主要作用于工作面開采時單產水平較低的狀況，無法用于進行礦井主采，現在主要用來對邊角煤進行回收。

（二）爬底式單滾筒采煤機

四川某煤電集團在于2006年進行的爬底式單滾筒采煤機普采試驗中發現，該機組的適應性很不理想，無法用于現代煤礦的綜合機械化開采。

（三）刨煤機

在現有的煤層綜合機械化開采設備中來說，刨煤機是一種相對工作效率高、結構簡單、維護方便的設備。但是在實踐中發現，刨煤機對煤礦開采的要求較高，包括煤層厚度、傾角、頂底板條件等因素都會對其開采效果產生很大的影響，所以無法在市場中普遍推廣和使用。

（四）刮板輸送機

現有的刮板輸送機基本上可以滿足中厚煤層的生產需求，但不能用于薄煤層的開采，因為這些刮板輸送機多數具有槽寬大、中板厚且距底板位置高的特點，從而減少了工人的作業空間和刮板輸送機的過煤斷面，因此無法薄煤層開采的需求。

（五）支護設備

為了滿足生產需求，目前國內已經開發和應用了一系列適用于不同地質條件、不同配套設備的薄煤層工作面液壓支架產品。然而這些支護設備大多調高范圍小，無法用于薄煤層的開采，因為不能滿足薄煤層對煤空間、工人和過機的要求。

簡而言之，現有的綜合機械化開采設備無法滿足薄煤層的開采需求。因此，必須對開采設備的結構、配套性、參數及自動化進行全面深入探討和研究，特別是對于薄煤層綜合機械化采煤設備中的采煤機、液壓支架和刮板輸送機的研制以及采煤設備的總體配套和高效的綜合采煤工藝的研究，對于提高薄煤層的綜合機械化開采水平有十分重要的意義。

三、薄煤層綜合機械化采煤技術的工藝機理

薄煤層綜合機械化采煤技術回采應用的技術機理主要在于突破幾個重要的參數要求，包括工作面狹窄空間安裝支護設備所使用的液壓支架的操作方式及其結構形式、采煤機機面上方預留的過機空間富裕高度以及采煤機的截割強度和裝載效果等。

為了應對薄煤層工作面采高低、支架所占空間較大以及支架升降尺度范圍小，無法在它本架支架支護空間進行作業的問題，需要運用鄰架先導液控換向閥操作技術，方便工人不是在被操縱動作支架體下直接操控，一方面可以提高支架操作工人的安全性，另一方面也是支架的操作更為簡便。另外，要使用雙伸縮雙作用式支架油缸立柱，以增加支架升降距離和支架支護支撐高度的范圍。液壓支架的液控裝置要選用受業界廣泛認可的產品，比如凡爾礦業制造有限公司FHS125/16/31.5X型鄰架先導液控換向閥，這種換向閥的主閥公稱流量為125L/min，為了對液壓支架的升降支護的操縱和控制更安全、穩妥，換向閥的主閥公稱流量在薄煤層工作面液壓支架液控裝置的取值上要盡量偏小，以保證液壓支架的穩定性。

除此之外，針對煤體質地硬度大的問題，必須使用具備極強截割能力和裝載效果的采煤機滾筒，比如某礦采用JBX型楔形截齒搭配TZB改進型螺旋滾筒，在使用過程中發現其截割和裝載的能耗降低了30%，裝載效果高達86%，且明顯降低了粉塵。

四、薄煤層綜合機械化采煤技術的回采工藝的要求分析

1）采煤機的截深一般是500毫米到550毫米，以減少采煤機的負荷，避免其因長時間、高負荷的運行而造成安全事故發生。

2）在截割硬巖或割煤負載運行時，要適當放慢采煤機的行走速度，降低機器因強行硬割出現機體振動而發生故障的幾率。

3）為了確保工作面溜子機頭機尾和端頭支架有充足的富裕高度，要保證采煤機具有一定的采高范圍。

五、總結

綜上所述，綜合機械化開采技術對于提高薄煤層的開采質量有著十分重要的戰略意義。在實踐中一方面要不斷對薄煤層綜合機械化工藝進行總結與歸納，及時發現該工藝在實際操作中的不足并及時進行改正，另一方面要致力于對綜合機械化開采設備的創新與研究，以滿足薄煤層開采的硬件需求，從而提高我國薄煤層煤礦的開采質量，為煤電行業的健康發展提供有效的保障。

參考文獻：

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