薄煤層采煤工藝現(xiàn)狀及其發(fā)展探討

白志剛

摘 要：在新經(jīng)濟常態(tài)下，對煤炭開采工藝的研究應(yīng)立足于我國煤炭發(fā)展戰(zhàn)略需求，煤炭開采研究是當下我國工業(yè)中長期發(fā)展必要的技術(shù)儲備，應(yīng)用產(chǎn)業(yè)高科技技術(shù)開發(fā)以配套裝備為主導(dǎo)的核心技術(shù)，以煤礦開采工藝為中心技術(shù)的自主知識產(chǎn)權(quán)。從而使采煤工藝技術(shù)持續(xù)發(fā)展，煤炭工業(yè)在未來的發(fā)展中綠色開采將是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要方向，采煤要致力于環(huán)境污染的最小極限，煤礦資源作為我國的重要資源，其合理的開采和工藝技術(shù)的不斷提升對國民經(jīng)濟的發(fā)展、人們的生存環(huán)境質(zhì)量的提高都起著關(guān)鍵的作用。基于此，本文主要探索薄煤層采煤工藝現(xiàn)狀，針對現(xiàn)狀分析薄煤層采煤工藝未來的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：薄煤層；采煤工藝；現(xiàn)狀分析

近年來，在煤炭的開采方面大多數(shù)集中于中厚煤層的開采。實際上在我國薄煤層的儲量是非常驚人的，但是，由于客觀因素開采時應(yīng)用的機械設(shè)備在空間狹小的薄煤層內(nèi)不利于安裝和操作，使薄煤層未能得到全面的開發(fā)利用。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計顯示，我國薄煤層的現(xiàn)儲存量大約670億噸[1]，但是受開采工藝與設(shè)備的局限，一直以來薄煤層的開采在產(chǎn)量方面尚未得到明顯提高，許多老礦區(qū)為了增加資源而延長礦井薄煤層的開采服務(wù)年限，這也是資源開采提高煤炭產(chǎn)量的一種途徑，更是未來提高薄煤層的采出率的關(guān)健突破方向。在我國統(tǒng)配煤礦中可以開采的薄煤層還有很大的開采空間，但是，實際薄煤層的開采量卻很小，長期以來薄煤層的開采量，根本達不到統(tǒng)配煤礦中預(yù)計能夠開采的占總煤層儲存量近21%的薄煤層還可以開采，而這個比例在實際開采中不但沒有達到過卻還有逐漸減少的趨勢，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)主要是薄煤層開采空間狹小，機械化設(shè)備的安裝難以實現(xiàn)，開采操作以人工為主，而中煤層的開采又全面實現(xiàn)了機械化，薄煤層開采自身的不足造成開采比例下降，這種以勞動力為主的煤炭開采方式，使勞動密度加大，開采操作人員可用空間減少，造成采掘接替工作難度提高，這種以勞動力為主的煤炭采掘方式使生產(chǎn)成本提高，采掘操作人員的安全也難以保障，很容易出現(xiàn)安全隱患問題。另一方面，受地質(zhì)條件復(fù)雜多變的影響，薄煤層的煤炭產(chǎn)量較低、工作效率，煤炭損耗嚴重。

一、薄煤層采煤工藝現(xiàn)狀

我國的礦區(qū)分布廣泛，薄煤層的儲存量豐富，但薄煤層開采條件復(fù)雜，造成薄煤層采掘?qū)嵤┳詣踊墓ぷ髅嫫潆y度增大，雖然薄煤層采掘方式有多種，開采技術(shù)較多，但是，薄煤層的單產(chǎn)通常只有厚煤層的1/3[2]，由于生產(chǎn)能力的嚴重不足，使部分煤礦開采企業(yè)不愿意甚至放棄進行薄煤層的開采。

（一）螺旋鉆采煤機采煤工藝技術(shù)

螺旋鉆采煤工藝是利用螺旋鉆桿深入煤層的方式進行采煤，首先通過噴水和通風系統(tǒng)向螺旋鉆機的鉆孔內(nèi)注入水和風，同時將鉆桿也一并注入鉆孔內(nèi)，然后把螺旋鉆機向煤層推進實現(xiàn)采煤，再通過鉆桿把采好的煤運出來，向鉆孔內(nèi)注水和風其目地是保證瓦斯?jié)舛冗_到規(guī)范標準，確保鉆孔內(nèi)的粉塵量不超標。這種采煤方法投資少，能最大限度的保證開采人員在條件安全的巷道內(nèi)實施采掘操作，使采掘工作的安全狀況得到很好的保障[3]。然而應(yīng)用螺旋鉆采煤技術(shù)操作面臨一些實際問題，由于裝卸鉆桿的速度慢，鉆桿以單軌吊實施起吊，需要人工對接，還要充分利用微調(diào)機構(gòu)實施調(diào)整，微調(diào)機構(gòu)是由液壓缸和棘輪兩部分構(gòu)成，這樣才能夠保證減速機里的三爪離合器、鉆桿對正。此項采煤技術(shù)無論是接長鉆桿還是個縮短鉆桿耗費的時間過長，采煤技術(shù)的欠缺使得煤炭采出率較低。目前，在我國螺旋鉆采煤技術(shù)工藝才開始起步，采煤技術(shù)水平還有待于進一步提升，螺旋鉆采煤法屬于無人工作面采掘模式，這種采掘模式，用螺旋鉆采煤機在工作巷道中就能夠?qū)⑾锏纼蓚?cè)60米左右內(nèi)的煤采掘出來。

（二）刨煤機采煤工藝技術(shù)

薄煤層刨煤機采煤工藝就是采用煤刨反復(fù)沿著工作面實施采煤操作。其工藝特點結(jié)構(gòu)簡單、維修容易，使用過程中安全可靠，刨落的煤塊度大且耗能少，截深較小產(chǎn)生的煤粉、煤塵含量少。但是，刨煤機的刨煤能力弱。在正常工作狀態(tài)下，刨煤機借助于煤的方向節(jié)理，依據(jù)煤質(zhì)的硬度其截深能夠調(diào)整，煤在刨頭和導(dǎo)軌的作用下進入輸送機，再通過輸送機將煤運到工作面下端口，當煤的節(jié)理發(fā)育良好，并且主節(jié)理方向與長壁式工作面平行時，其借助煤的方向特性，沿弱層將煤刨成片狀[4]。

（三）滾筒采煤機采煤工藝技術(shù)

目前我國采用的薄煤層滾筒采煤機是在前兩代的基礎(chǔ)上進行改進，改革后的采煤機可以開采0.8米以上的薄煤層，在足夠的過煤空間高度下更具備超強的破巖能力。爬底板式采煤機其機面高度低，機身在滾筒開出的機道內(nèi)，與其輸送機式相比，在相同的采煤高度條件下，爬底板式采煤機過煤空間更高，工作面過風斷面大可采掘0.17米左右的薄煤層，生產(chǎn)能力強且工作安全。然而滾筒采煤機技術(shù)也存在機身與功率之間的問題，采煤機截割堅硬矸石帶來的沖擊和振動比中厚煤層強烈，這是需要薄煤層采煤技術(shù)改進的重點[5]。

二、薄煤層采煤工藝發(fā)展趨勢

現(xiàn)階段薄煤層的采掘仍以滾筒式采煤機為主，但是必須控制其機身高度，才能夠保證一定的使用功率，在未來的發(fā)展中從目前各煤礦使用的采煤機的功率著手，對其功率進行提升，由于電動機功率是采煤機性能的關(guān)健因素，功率的大小決定了采煤機能否很好的發(fā)揮其性能，這是設(shè)計的難點和關(guān)健，還要解決好機身長度的問題，對薄煤層長壁采掘工作面實施機械化操作、加強工作面機械化程度是未來薄煤層采掘的核心工作，這可以減少采掘環(huán)節(jié)中的安全生產(chǎn)問題，降低耗材。由于刨煤機適應(yīng)的范圍狹窄，因此，在未來的煤礦開采中提倡大力發(fā)展機械化的滾筒采煤機綜合技術(shù)。首先，采高下限得以保證的前提下，增強采煤機在褶曲、斷層、夾矸環(huán)境中開采效率，提高裝機功率。在滾筒采煤機研發(fā)方面，開發(fā)無鏈交流電牽引采煤機。其次，向電機橫向布置技術(shù)方向發(fā)展，多電動機驅(qū)動技術(shù)可以克服電機功率大帶來的問題，尤其是功率增大外形尺寸增加的問題，針對采煤機而言，還要增強其對煤層波狀起伏變化的適應(yīng)性[6]。研發(fā)自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)采煤工作面的自動化監(jiān)測和控制，提高薄煤層采掘的采出率。

結(jié)語

相對而言，薄煤層的開采技術(shù)十分薄弱，中厚煤層的儲存開采空間己經(jīng)不大，而在我國的煤層儲存量上薄煤層的開采空間最大，更重要的是薄煤層資源的分布廣泛，但開采成本在不斷的增高，這就需要研發(fā)出煤炭開采的新技術(shù)以解燃眉之急，當下最關(guān)鍵的是開發(fā)薄煤層采煤工藝技術(shù)，實現(xiàn)薄煤層工作面自動化，是煤礦企業(yè)增產(chǎn)增效的有效途徑，同時，研發(fā)薄煤層采煤技術(shù)可以有效保護煤炭資源，基于我國地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，應(yīng)依據(jù)不同的地質(zhì)條件選擇機械設(shè)備、采煤模式，對地質(zhì)條件具備適刨性的其刨煤機還是有一定的突出優(yōu)勢。而目前滾筒采煤機仍然占據(jù)采煤設(shè)備的主要位置。由此可見，薄煤層開采方法的研究和探索是未來煤炭工業(yè)發(fā)展的趨勢。

參考文獻：

[1]劉貴龍.薄煤層采煤工藝現(xiàn)狀及發(fā)展[J].當代化工研究，2019（07）：6-7.

[2]高文杰.薄煤層采煤工藝現(xiàn)狀及發(fā)展[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2019，39（04）：229-230.

[3]朱文濤.我國新型薄煤層采煤工作面布置工藝流程及開采的設(shè)備配套[J].技術(shù)與市場，2018，25（04）：47-48.

[4]劉志明.新型薄煤層采煤工藝及設(shè)備配套[J].技術(shù)與市場，2018，25（03）：63.

[5]李哲.極薄煤層和薄煤層的采煤工藝研究[J].礦業(yè)裝備，2018（01）：44-45.

[6]蘇健，程健新.對我國薄煤層采煤工藝現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的探討[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2016（09）：26+41.