薄煤層綜采工藝現狀與技術改進探究

郭長龍

（七臺河技師學院，黑龍江 七臺河 154600）

隨著我國經濟的極速發展，各大企業都在快速的發展進步中，因此煤炭的需求量也在與日俱增。在采煤工藝中，薄煤層綜采技術在采煤工藝中一直是一大難點，有著管制難度高、技術含量高等特點。根據以往的采煤經驗，分別從挖煤機、螺旋采煤機、長臂采煤技術和連續采煤機房柱式等幾個層面對薄煤層綜采技術展開探析。

1 我國薄煤層儲煤情況及開采情況

根據相關調查數據顯示，目前在我國的70 多個煤區中，有將近400 個煤井儲藏著大概700 層的薄層煤。在這其中已經有60 億噸的煤被探測可采，占據我國煤炭可采量的1/5，而在這些薄煤層中80～130cm 的薄煤層比較多，占據了總量的80%，剩下的20%是厚度小于80cm 的煤層。目前煤礦企業存在的問題有：第一是采煤工作區域窄小，控制系統的裝配、工作人員的操控空間都十分有限。第二是在煤層中常常會出現一些雜質，造成分離困難。第三是煤層的厚度、深度變化幅度較大，對采煤機械有著更高的要求。最后是輸送煤炭的機械設備受到空間的約束，不能滿足輸送的要求，時常出現問題無法運轉。我國的中厚度煤層的開采技術進步的速度非常快，開采技術也愈來愈成熟，而薄煤層的開采技術進步的比較緩慢，造成這一現象的主要原因是開采薄煤層獲得的經濟收益比較低，造成很多礦井都先開采中厚度煤層和厚煤層，棄置薄煤層，有一些煤井直接不開采薄煤層，但是經過長時間的挖采，中厚度和厚度的煤層已經被開采完畢，于是就漸漸開始注重發展薄煤層綜采技術。特別是七臺河礦區，煤炭賦存特點就是煤層薄，所以研究薄煤層綜采技術更為重要。

2 薄煤層綜采存在的難點

站在煤礦企業的角度上看，企業的收益是第一位的，因為薄煤層的開采存在著極大的難度，對于薄煤層的開采和經濟收益低的問題，有很多煤礦企業放棄薄煤層的開采，主要集合于1m 以內的薄煤層，這其中也有很多的煤層是厚于1.2m 的煤層，而煤炭資源就被浪費了。為了便于解析，本文將薄煤層區劃分為兩種類型：第一種是急斜薄煤層，另一種近水準及傾斜薄煤層，并且對這兩種類型分別解析其綜采技術存在的難點。

2.1 近水平和傾斜煤層的開采

（1）因為開采空間比較窄小，所使用的綜采設施一般功率都比較小，一旦地質條件發生改變，出現堅硬的石層或者斷層的情況，不能滿足開采現場的需要，減緩綜采速度。

（2）開采空間小，造成采煤機運煤空間小，無法很好的完成煤礦的運輸，嚴重的減緩了采煤機器的挖煤速度，挖煤的工作人員和安全監管人員不能通順走動，工作面推進速度比較慢，生產力減緩。

（3）開采工作空間小，相關的開采設施不能良好的安置，設施的維修、保護、檢測和操縱都會受到阻礙，采挖場地的挖煤設施不能很好的發揮作用，影響到產量。

（4）回采巷道屬于半煤巖巷道，綜掘設施的運用效率比較低。而在使用炮掘時，不可以進行完全的爆破。煤炭和巖石分開運輸，嚴重的減緩了采掘的進度，影響了正常的采掘速度。

（5）單產單進水準比較低，薄煤層綜采對煤礦來說，其經濟效益明顯不能達到煤礦發展的需求。

2.2 急斜薄煤層綜采

急傾斜薄煤層指的是煤層的傾斜角比較大，在綜采設施安置、采煤技術、巖層管理、安全技術等方面與進水平及傾斜薄煤層不同，其在采掘的環節中存在的難度主要包括：（1）因為煤層的傾斜角度比較大，在輸送煤炭的時候可以采用自溜運輸，使得工作面的煤炭運輸工藝變得更為簡易。但是較大的傾斜角也給采煤生產工作帶來了一些不利影響，比方說工作人員通行不便，煤矸滾動影響工作人員的生命安全等。（2）在巷道的回采過程中，與普通工作一樣，有著滾落、抽冒等問題，同時因為工作傾斜角度比較大，煤層底板很容易發生錯位，維護難度非常大。（3）因為開采工作空間的傾斜角比較大，開采現場的各種綜采設施因為自身的重量比較大，所以穩定性差，很容易發生移位、翻到，使得采掘場地的機械化挖采面臨著很多的考驗。對于薄煤層的綜采技術來說，一般都存在著以下的問題：工作面的支護、頂板的控制比較困難；采挖工作場地的通道布置繁雜；挖煤工藝的機械化水準較低，工作人員的生命安全難以得到保障；煤炭的采掘速度比較慢，需要的材料比較多，獲取的經濟收益比較低。

3 極薄煤層綜采技術的運用方法

3.1 長臂開采技術

長臂機械化開采技術應在地質結構比較簡單、穩定的薄煤層工作面中使用，薄煤層有著特殊性，與中厚煤層和厚煤層的開采技術有所不同，不論是使用普通的開采技術還是使用綜采技術，都會使用比較繁雜的破煤設施，主要包含了滾筒挖煤機、刨煤機等。在這其中，滾筒挖煤機使用比較強的破煤技術，我國現在常用的薄煤層的滾筒挖煤機有20 多種，大多數的滾筒采煤機都為爬底板式，并且采煤高度小于80cm，當采煤高度大于90cm，就應該使用騎溜式挖煤機。現在，我國的大多數煤礦企業都使用bm-100 薄煤層騎溜式滾筒采煤機，其開采高度在80cm 和130cm 中，工作面頂需要達到中等穩固性，堅固性的系數達不到2.5。因為煤層的傾斜角度比較大，爬式滾筒采煤機可以直接在底板上運轉，可以不用考慮溜槽高度，所以采煤機的高度可以適當的降低。

3.2 刨煤機

在煤炭開采技術中，刨煤機被廣泛應用，憑借刨煤機的刨刀進行急速的切割，沿著煤層刨下煤塊。在開采過程中使用刨煤機能夠有效地減少粉塵的產生，刨下的煤塊大并完整，采煤速度快，可以有效地減少能耗，提升產量。與此同時，刨煤機的構造十分簡單，操縱方法簡單，便于維修，應用成本與其他挖煤機械相比比較低，假如能夠改變刨煤機的工作功率，提升刨刀的運轉能力，就可以有效地提升刨煤機處理硬度較強的煤的成效。此外，為了延長刨煤機的使用時間，還可以提升其中個別零件的可靠性，比方說加強高圓環鏈或者連接環的強度，增強刨刀的質地等；在刨煤機運轉的時候，假如發生了飄刀、啃底等問題，就必須調度操縱機構，轉變刨頭的運轉方向。現在，我國的大部分煤礦企業都對刨煤機進行了升級，包括轉變刨頭的工作方向等，盡量保證設施的持續性、平穩運轉。對于滑行刨煤機來說，在調度時大多數都選擇調整油缸的功率，如果開采現場進行的都是普通的采煤工作，其靈活性就會大大降低，降低了挖煤速度。

3.3 螺旋鉆采煤機

就目前情況來看，螺旋鉆采煤機是常見的運煤機器，螺旋鉆采煤機憑借鉆桿將挖下的煤塊輸出。螺旋鉆桿的轉矩部分能夠裝配最多3 個鉆頭，以工作面煤層的厚度為依據確定鉆頭的大小，在進行鉆探工作時，鉆桿開始運轉，沿著旋轉的方向會把水和風帶進鉆孔中，要確保鉆孔中瓦斯的含量滿足需求，粉塵的濃度要在一定范圍內。螺旋鉆采煤機需要拆裝鉆桿，鉆桿的更換需要單軌吊協助完成，并且需要人工進行對接，確保減速機的三抓離合器與鉆桿的位置，必須要憑借相應的儀器對設施進行調度。鉆桿的拆換工作需要花費10min，花費的時間比較長，嚴重的減緩了采煤的速度，并且還需要相應的人力資源，增加了工作人員的工作負擔，對于這樣的情況，引進品質優、速度快、自動化水準高的助鉆桿拆裝設施是十分有必要的，同時提升鉆頭的能力，提高螺旋鉆采煤機的工作品質。以工作面的需求為依據，對設施進行升級，使得機組的工作品質有所提升，完善鉆頭的構造信息，加入科技投入，提升鉆頭的品質，以能夠解決在挖采過程中遇到的問題。在工作過程中，必須要對煤層的頂板情況進行檢查，通常情況下，在鉆孔之間要保留小煤柱，煤柱的寬度要在20cm 左右，以能夠使其支住頂板。此外，要合理的解決鉆孔的填充問題，不僅能夠更好的順應低強度底板煤層開采需求，而且還提升開采效率。

3.4 連續采煤機房柱式

在開采煤層時使用連續采煤機房柱式可以達到邊掘邊采的成效，提升工作效率和速度。使用煤柱的支撐作用，在煤柱回采的時候，把一部分支柱或者所有支柱收回，根據薄煤層的提升，在房柱式工作面操作時，需要使用運輸帶、采煤機、轉載機和錨桿機等設施，通過持續性的運輸方法，運用縱螺旋連續采煤機在薄煤層完成開采工作。

4 結語

綜上所述，隨著我國經濟的快速發展，對煤炭需求量的提升，我國的煤炭資源在不斷地減少，所以，必須要充分的保護煤炭資源和使用煤炭資源。隨著我國科學技術的進步，薄煤層綜采技術也在不斷地進步中，而作為薄煤層綜采技術的探索與管制人員，更應該跟上時代發展的腳步，為我國的煤炭產業貢獻一份力量。