我國煤礦薄煤層開采技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展探討

摘#8195;要 對于我國資源儲量比較大的薄煤層來說，隨著國內(nèi)外采礦設(shè)備制造水平的提高，在采用大功率、高可靠性工作面設(shè)備的基礎(chǔ)上，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐拿簩淤x存情況，因地制宜地選擇采煤機(jī)械，并采用合理的采煤方法，努力實(shí)現(xiàn)薄煤層的高產(chǎn)高效開采。本文將對薄煤層開采技術(shù)的現(xiàn)狀和未來進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞 薄煤層開采；特點(diǎn)；現(xiàn)狀；發(fā)展

中圖分類號 TD 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)031-0212-01

我國把厚度小于1.3 m的煤層劃歸為薄煤層，厚度小于0.8 m的煤層屬于極薄煤層。我國薄煤層資源豐富，分布面廣，而且煤質(zhì)好。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國薄煤層的儲量占全部可采儲量的20％，在近80個(gè)礦區(qū)中的400多個(gè)礦井中就有750多層為薄煤層。其中，厚度在0.8 m~1.3 m的共占86.02%，小于0.8 m的占13.98%，0.8 m~1.3 m的緩傾斜煤層占73.4%，開采條件相對較好。一些地區(qū)薄煤層儲量比重很大。貴州省占37%，山東省占52%，四川省占60%。盡管有較好的儲存條件，但由于受"“勞動強(qiáng)度大、機(jī)械化程度低、安全系數(shù)低、工作效率低”的“一大三低”影響，每年從薄煤層中采出的煤量僅占全國總儲量的10.4%，而且還有繼續(xù)下降的趨勢，產(chǎn)量與儲量的比例嚴(yán)重失調(diào)，造成國家資源的浪費(fèi)，礦井服務(wù)年限

縮短。

1 薄煤層開采的特點(diǎn)

目前我國薄煤層多數(shù)采用普采，高檔普采，效率低，經(jīng)濟(jì)效益差，一直制約著薄煤層資源的開采和利用。一些礦井雖然使用了綜合采煤設(shè)備，但是三機(jī)裝備配套性能不佳，生產(chǎn)效率低，工作面生產(chǎn)能力很低。薄煤層由于其開采厚度較小，與中厚及厚煤層相比，開采主要存在以下特點(diǎn)：煤層薄、采高低、煤質(zhì)硬、勞動效益低煤層厚度多在1.3 m以下，并且煤層硬度多大于3~4，使得人員進(jìn)入或在工作面內(nèi)作業(yè)以及設(shè)備移動都十分困難。采掘比例大、掘進(jìn)率高，采掘接替緊張隨著刨煤機(jī)、螺旋鉆機(jī)等設(shè)備的投入，工作面推進(jìn)加快，而回采巷道多為半煤巖巷，綜掘設(shè)備難以投入。煤層的厚度、角度變化，褶曲、斷層等構(gòu)造對采煤方法影響很大。

目前我國薄煤層開采技術(shù)發(fā)展的還不是很好。

1）機(jī)械化程度低。由于薄煤層采煤工作面空間非常狹小，工作條件也比較差，這樣就給設(shè)備的設(shè)計(jì)制造和井下移動帶來諸多困難。

2）生產(chǎn)效率低下。薄煤層由于煤層厚度變化、斷層等地質(zhì)構(gòu)造，對煤層開采有很大影響，生產(chǎn)能力低，一般薄煤層單產(chǎn)只為中厚煤層的1/3或更少。

3）投入產(chǎn)出比高。由于效率低，掘進(jìn)率高，其開采成本明顯高于中厚煤層，而經(jīng)濟(jì)效益則不如中厚煤層。

可見，發(fā)展機(jī)械化、實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化采煤，是實(shí)現(xiàn)薄煤層開采高產(chǎn)高效的唯一出路，我國在這方面一直在不斷努力。

2 薄煤層工作面設(shè)備選擇與工藝分析

2.1 采煤設(shè)備及工藝的選擇

高效高產(chǎn)的采煤的決定性因素之一就是是否合理的選擇回采工藝，它與設(shè)備的選擇、員工的綜合素質(zhì)、煤層傾角有關(guān)。盡管采煤機(jī)械化水平是煤礦高產(chǎn)高效的必由之路，但薄煤層地質(zhì)復(fù)雜，遇構(gòu)造難以通過，故應(yīng)根據(jù)實(shí)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(jī)組不適應(yīng)地質(zhì)條件或不配套、勞動作業(yè)循環(huán)不容易組織等情況。對煤厚在

1.0 m~1.3 m、賦存簡單的緩傾斜或傾斜煤層，選擇綜合機(jī)械化開采是最佳選擇，結(jié)合現(xiàn)國內(nèi)薄煤層刨煤機(jī)開采的實(shí)踐，應(yīng)用刨煤機(jī)全自動化開采系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)薄煤層高產(chǎn)高效的有效途徑。由于采煤機(jī)截深大，自重不足，且有時(shí)需要挑頂割底，截齒磨損嚴(yán)重，因此選用淺截深、速度快、適應(yīng)性強(qiáng)的刨煤機(jī)綜采工藝是1.3 m以下煤層高產(chǎn)高效的首要選擇。

2.2 確定合理的工藝參數(shù)

工作面合理工藝參數(shù)的確定，是綜采配套設(shè)備實(shí)現(xiàn)工作面高產(chǎn)的基礎(chǔ)。

1）截深的選擇?？紤]采煤機(jī)功率、煤質(zhì)硬度系數(shù)、煤層厚度及采高、頂板節(jié)理發(fā)育情況、支撐壓力壓酥煤壁深度、支架支護(hù)方式等因素來確定截深。通過認(rèn)真分析工作面地質(zhì)條件和設(shè)備配套情況，確定截深。當(dāng)頂板節(jié)理發(fā)育、片幫嚴(yán)重時(shí)，每刀拉架時(shí)進(jìn)行超前支護(hù)，以提高循環(huán)單產(chǎn)。

2）支護(hù)與移架方式。采用鄰架操作，及時(shí)支護(hù)。在采煤機(jī)割過后，先移支架撐住頂板，然后再移輸送機(jī)。結(jié)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(hù)頂板。當(dāng)頂板情況允許時(shí)，順序移架與隔架移架相結(jié)合，保證移架速度滿足采煤機(jī)割煤速度，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)快速割煤的需要。

3）采煤機(jī)進(jìn)刀方式。在薄煤層的開采中，可采用采煤機(jī)落煤，單向采煤，中部斜切進(jìn)刀。前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，自開缺口。

2.3 綜合機(jī)械化技術(shù)現(xiàn)狀

目前，我國薄煤層開采綜合機(jī)械化有許多種，大致分以下幾類：滾筒采煤機(jī)；刨煤機(jī)；連續(xù)采煤機(jī)（房柱式采煤）；螺旋鉆采煤。滾筒采煤機(jī)我國薄煤層采煤機(jī)的研究始于20世紀(jì)60年代，主要用于改裝、革新類機(jī)組。這類薄煤層滾筒采煤機(jī)主要有MLQ系列采煤機(jī)，如MLQ-64、MLQ-80、MLQ3-100型等采煤機(jī)，裝機(jī)功率60~100 kW。

3 薄煤層開采技術(shù)未來趨勢

薄煤層高產(chǎn)高效采煤方法的發(fā)展方向是由于薄煤層開采頂板壓力小、高度小的特點(diǎn)決定的，薄煤層高產(chǎn)高效采煤方法的發(fā)展方向主要是提高長壁工作面自動化程度。只有提高薄煤層工作面采、支、運(yùn)工序的自動化程度，減少工作面內(nèi)的操作人員，才能減少薄煤層工作面內(nèi)作業(yè)困難。薄煤層工作面螺旋鉆采煤、刨煤機(jī)落煤比采煤機(jī)落煤易于實(shí)現(xiàn)自動化，實(shí)現(xiàn)薄煤層工作面自動化開采重要的發(fā)展方向之一是由計(jì)算機(jī)控制的定量螺旋鉆采煤與割煤刨煤機(jī)。根據(jù)國內(nèi)外實(shí)踐，工作面年產(chǎn)量可達(dá)1.0~1.8 Mt。

只有實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，才能實(shí)現(xiàn)安全高效開采薄煤層，目前，對于中小礦井來說，設(shè)備和開采技術(shù)是很重要的，需要適合采煤機(jī)，運(yùn)輸機(jī)，薄煤層開采的液壓支架等三機(jī)配套設(shè)備，實(shí)現(xiàn)礦井增效增產(chǎn)的有效手段是控制和操縱自動化、重型化，大功率，高可靠性和小體積設(shè)備。

4 結(jié)束語

我國經(jīng)過了幾十年的發(fā)展的煤炭工業(yè)已日臻成熟，特別是巷道系統(tǒng)布置和中厚煤層開采技術(shù)，但是薄煤層的開采比起厚煤層、特厚煤層的開采技術(shù)是非常薄弱的，而且我國的煤層儲量很大的是薄煤層，并且煤質(zhì)也特別好，跟重要的薄煤層資源在我國分布很廣泛。現(xiàn)在，開采成本日益增高的，日益緊缺的煤炭資源，就需要研究出高效高產(chǎn)的開采薄煤層的技術(shù)。這要就可以利用延長礦井的開采壽命和保護(hù)煤炭資源，這樣就可以讓我國在能源工業(yè)的發(fā)展上邁進(jìn)了一大步，并具有很大的意義。

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