露天煤礦薄煤層開(kāi)采工藝方法點(diǎn)滴談

趙瑞璽

摘 要：我國(guó)擁有極為豐富的薄煤層資源，煤質(zhì)狀況優(yōu)良。在機(jī)械化水平不斷提升的過(guò)程中，薄煤層開(kāi)采水平得到了顯著提高。在煤炭資源日益緊缺的趨勢(shì)下，越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注露天煤礦薄煤層的開(kāi)采工藝。本文主要從薄煤層的開(kāi)采價(jià)值入手，對(duì)露天煤礦薄煤層的開(kāi)采工藝進(jìn)行了深入研究，為該領(lǐng)域的工作者提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：露天煤礦 薄煤層開(kāi)采 工藝方法

中圖分類(lèi)號(hào)：TD67 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）09（c）-0040-02

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)薄煤層在總煤層中所占比例約為20%。因?yàn)楸∶簩拥拈_(kāi)采成本比較高、開(kāi)采難度非常大，所以，我國(guó)煤炭開(kāi)采行業(yè)一直都在尋求提升薄煤層開(kāi)采工藝水平的路徑。從實(shí)際開(kāi)采來(lái)看，傳統(tǒng)的挖掘機(jī)開(kāi)采或穿孔爆破工藝容易產(chǎn)生煤矸混雜，影響煤炭質(zhì)量。在開(kāi)采過(guò)程中，人們需要單獨(dú)對(duì)薄夾矸層或薄煤層實(shí)施開(kāi)采活動(dòng)。基于此，針對(duì)露天煤礦薄煤層開(kāi)采工藝展開(kāi)研究是非常有必要的，對(duì)提升露天煤礦生產(chǎn)安全與生產(chǎn)效率具有重要意義。

1 薄煤層的開(kāi)采價(jià)值

在煤炭行業(yè)中，人們將厚度低于1.3m的煤層統(tǒng)稱為薄煤層。薄煤層的厚度非常薄，在分布上往往是斷斷續(xù)續(xù)的，無(wú)法展開(kāi)規(guī)模化、持續(xù)性的開(kāi)采。這些導(dǎo)致露天煤礦薄煤層的開(kāi)采效率非常低，生產(chǎn)成本高居不下，經(jīng)濟(jì)效益不佳。近年來(lái)，媒體行業(yè)的機(jī)械化水平顯著提升，給安全生產(chǎn)與提高生產(chǎn)效率創(chuàng)造有利條件。當(dāng)前，薄煤層的煤炭開(kāi)采量正逐步擴(kuò)大，開(kāi)采區(qū)域也更為廣泛。借助先進(jìn)的薄煤層開(kāi)采工藝，煤炭行業(yè)的資源回收率顯著提高，資源浪費(fèi)的現(xiàn)象得到遏制，煤礦的生命周期得以延長(zhǎng)。可以說(shuō)，先進(jìn)的薄煤層開(kāi)采工藝為社會(huì)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2 露天煤礦薄煤層開(kāi)采工藝分析

當(dāng)前，露天煤礦薄煤層的開(kāi)采工藝主要有：一是小型液壓挖掘機(jī)直接采掘工藝；二是大馬力前裝機(jī)直接采掘工藝；三是推土機(jī)（加裝松土犁）與前裝機(jī)聯(lián)合采掘工藝；四是露天采礦機(jī)直接采掘工藝。在整個(gè)露天采礦行業(yè)中，露天采礦機(jī)數(shù)量比較少，但卻發(fā)揮著巨大作用。

2.1 小型液壓挖掘機(jī)直接采掘工藝

在以往的露天煤礦開(kāi)采中，液壓挖掘機(jī)很少出現(xiàn)。在中小型露天煤礦不斷發(fā)展的過(guò)程中，很多煤礦都引入了小型液壓挖掘機(jī)，有效地改善了作業(yè)效率。小型液壓挖掘機(jī)的設(shè)備投資成本較低，大部分的煤礦企業(yè)都能夠承受。當(dāng)前，小型液壓挖掘機(jī)在露天煤礦中得到廣泛應(yīng)用，成為最主要的采剝?cè)O(shè)備。這種設(shè)備的優(yōu)勢(shì)明顯，具體包括：一是易于調(diào)整，靈動(dòng)性非常強(qiáng)；二是具有極強(qiáng)的適用性，能夠滿足不同作業(yè)環(huán)境的需要；三是其挖掘力非常大。煤礦企業(yè)在確定好薄煤層后，不需要進(jìn)行爆破，可以借助小型液壓挖掘機(jī)直接進(jìn)行開(kāi)采。但是小型液壓挖掘機(jī)也存在諸多不足之處，我們應(yīng)加以正視，具體表現(xiàn)為：一是小型液壓挖掘機(jī)規(guī)模小，其生產(chǎn)能力與生產(chǎn)效率都無(wú)法與大型設(shè)備相提并論；二是在實(shí)際操作中，其作業(yè)模式為機(jī)械化的間斷模式，給設(shè)備操作人員帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。在開(kāi)采中，由于作業(yè)難度太大，很容易出現(xiàn)人為失誤所導(dǎo)致的煤質(zhì)貧化或煤炭損失。

2.2 大馬力前裝機(jī)直接采掘工藝

在煤炭行業(yè)中，前裝機(jī)最早是被當(dāng)作輔助設(shè)備引入的，其承擔(dān)起采、排、道路維護(hù)等諸多方面的工作。在中小型露天煤礦發(fā)展的過(guò)程中，前裝機(jī)開(kāi)始被人們所重視，從輔助設(shè)備逐步發(fā)展為主要設(shè)備。前裝機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)為：一是具有極強(qiáng)的機(jī)動(dòng)靈活性；二是具有極強(qiáng)的適用性；三是其生產(chǎn)效率非常高。盡管前裝機(jī)在露天煤礦薄煤層開(kāi)采中發(fā)揮著巨大作用，但是很多情況下，無(wú)法直接進(jìn)行采煤作業(yè)，如薄煤層厚度大時(shí)、煤層硬時(shí)。為了確保前裝機(jī)能夠順利完成開(kāi)采作業(yè)，煤礦企業(yè)應(yīng)從現(xiàn)實(shí)狀況出發(fā)，在前置機(jī)前安置大馬力裝置。這樣一來(lái)，在開(kāi)采的過(guò)程中將不再進(jìn)行爆破，能夠直接展開(kāi)采掘。當(dāng)然，前裝機(jī)也有不足之處，與小型液壓挖掘機(jī)一樣，都是機(jī)械化間斷式的作業(yè)模式，都容易產(chǎn)生人為失誤而導(dǎo)致的煤質(zhì)貧化與煤炭損失。

2.3 推土機(jī)（加裝松土犁）與前裝機(jī)聯(lián)合采掘工藝

在早期的煤礦作業(yè)中，推土機(jī)與前裝機(jī)都是作為輔助設(shè)備被引入的，主要承擔(dān)的是采、排、道路維護(hù)等工作。在中小型露天煤礦發(fā)展的過(guò)程中，推土機(jī)開(kāi)始在薄煤層的開(kāi)采中發(fā)揮巨大作業(yè)。推土機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)有：一是馬力大；二是擁有極強(qiáng)的破碎力。對(duì)于那些硬度比較低的薄煤層，推土機(jī)能夠直接對(duì)其實(shí)施采土推堆，裝載機(jī)配合做好裝車(chē)工作；針對(duì)那些硬度非常大的薄煤層，推土機(jī)可以借助其前端安置的松土犁而先做好松動(dòng)處理，不需要進(jìn)行爆破，從而有效地解決了薄煤層松動(dòng)爆破難的問(wèn)題。針對(duì)已經(jīng)經(jīng)過(guò)松動(dòng)處理的薄煤層，推土機(jī)可以先推堆，再由裝載車(chē)開(kāi)展裝車(chē)作業(yè)。當(dāng)然，推土機(jī)也有不足之處，也是機(jī)械化間斷式的作業(yè)模式，也容易產(chǎn)生人為失誤而導(dǎo)致的煤質(zhì)貧化與煤炭損失。

2.4 露天采煤機(jī)直接采掘工藝

在我國(guó)煤炭開(kāi)采水平不斷提升的過(guò)程中，露天采煤機(jī)出現(xiàn)。這種露天煤礦開(kāi)采設(shè)備具有諸多優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)為：一是這種設(shè)備在開(kāi)采的過(guò)程中不需要進(jìn)行穿孔爆破，所開(kāi)采出來(lái)的煤也無(wú)需進(jìn)行破碎處理，減少了作業(yè)工序，提高了作業(yè)效率；二是這種設(shè)備具有極強(qiáng)的可選擇性，能夠應(yīng)對(duì)斷層、夾層、薄煤層等多種作業(yè)需求；三是該設(shè)備的安全性能優(yōu)良，具有高效節(jié)能的特點(diǎn)與極強(qiáng)的環(huán)保價(jià)值；四是這種設(shè)備的作業(yè)模式為連續(xù)化作業(yè)模式，靈動(dòng)性非常強(qiáng)。

作為最新一代的露天煤礦開(kāi)采設(shè)備，露天采煤機(jī)能夠簡(jiǎn)化整個(gè)開(kāi)采工序，不需要在進(jìn)行穿孔爆破與破碎等環(huán)節(jié)，并且能夠?qū)Ρ∶簩訉?shí)施較深的一次性采掘。這種設(shè)備上安裝有可條件的高滾筒式截割部，借助旋轉(zhuǎn)的滾筒截齒而對(duì)礦體進(jìn)行切割。而此設(shè)備具有生產(chǎn)效率高、媒體回采率高的特點(diǎn)。在順延薄煤層頂?shù)装遄鳂I(yè)的過(guò)程中，該設(shè)備能夠根據(jù)頂?shù)装宓膶?shí)際變動(dòng)狀況而隨時(shí)對(duì)鏟板及滾筒進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)鏟板角度與頂?shù)装宓膮f(xié)同。與此同時(shí)，該設(shè)備還能夠使得所有一刀煤都徹底，提升了煤炭采回率，杜絕了人為失誤而產(chǎn)生的煤炭貧化與煤炭損失。

在露天采煤機(jī)的運(yùn)行下，切割后的粉煤粒度相對(duì)均勻，破碎程度非常好，能夠滿足電廠與煤化工企業(yè)的用煤需求。在該設(shè)備的前端帶有裝載裝置，能夠借助星輪而收集所切割下的礦體，轉(zhuǎn)移到設(shè)備中中部的刮板運(yùn)輸機(jī)；刮板運(yùn)輸機(jī)能夠?qū)⑦@部分粉煤輸送到設(shè)備的后部分，并將其卸載與膠帶裝載機(jī)上；膠帶裝載機(jī)能夠進(jìn)行多角度的調(diào)整，從而將這些粉煤運(yùn)輸?shù)窖b載車(chē)上。由此可知，露天采煤機(jī)是一種綜合性能非常強(qiáng)大的設(shè)備，能夠滿足薄煤層開(kāi)采的諸多需求。

目前，國(guó)內(nèi)應(yīng)用的露天采礦機(jī)種類(lèi)非常多，除了國(guó)產(chǎn)的設(shè)備外，還有部分進(jìn)口設(shè)備，如德國(guó)維特根露天采礦機(jī)和美國(guó)威猛露天采礦機(jī)。德國(guó)維特根露天采礦機(jī)融合了銑刨、膠帶裝卸等技術(shù)，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了開(kāi)采工藝，能夠在不需要爆破的情況下，實(shí)現(xiàn)安全、高效的作業(yè)。除此之外，該設(shè)備采用的是水平臥底式的作業(yè)模式，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)開(kāi)采，最大限度地降低對(duì)周邊環(huán)境所造成的影響，提高煤炭質(zhì)量，減少無(wú)用工作量，優(yōu)化整個(gè)煤礦企業(yè)的生產(chǎn)成本。威猛露天采礦機(jī)內(nèi)融合了大型液壓系統(tǒng)，全面提高了滾筒切削效率，切深可達(dá)到65cm。該設(shè)備的切割方式是“自上而下”的，主機(jī)不需要過(guò)多的牽引力就能夠產(chǎn)生巨大的切削穿透力，有效地節(jié)約了燃油成本。除此之外，這種設(shè)備所生產(chǎn)出來(lái)煤粒度較小，非常均勻。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著科技的發(fā)展，露天煤礦薄煤層開(kāi)采工藝水平有了顯著提升。當(dāng)前，應(yīng)用最為廣泛的是露天采礦機(jī)直接采掘工藝，其簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)開(kāi)采工藝，提高了作業(yè)效率，有效地降低了投入成本，杜絕了煤炭貧化與煤炭損失現(xiàn)象，使得煤礦企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。

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