試論我國極薄煤層采煤工藝特點與優(yōu)化設計

孫崗

摘 要：太薄的煤炭挖起來太困難，同時對于施工人員來說技術要求也太高，那么，面臨這個困難（對于太薄的煤層開采的技術）我們應該如何解決呢，值得我們深思。該篇文章總結了現(xiàn)任的研究成果加上筆者對此問題的一些見解，分析了我國太薄煤層的實際情況，和改進的進程，希望能為相關單位的工作有所幫助。

關鍵詞：極薄煤層；采煤工藝；優(yōu)化設計

不容易開采的煤炭層就是地質環(huán)境比較惡劣，必須使用特殊辦法開采，否則無法采煤的煤層，太薄及比較薄的煤炭層就是不容易采的煤層。太薄及比較薄的煤炭層的地質條件為我們的工作帶來了很大的難度。因此，我們必須要依據(jù)我們施工的現(xiàn)場環(huán)境以及我們的專業(yè)技術水平、設備現(xiàn)狀、職工的能力及我們預期能取得什么樣的經(jīng)濟效益，來具體的制定開采方案，避免開采難度。

1 不容易開采的煤炭層施工的實際情況

太薄的煤層一般意義上是說的儲煤的高度是在60厘米到80厘米之間，過于薄的儲煤層始終來說均是煤礦企業(yè)比較頭疼的事，有些相關企業(yè)因為其專業(yè)水平和裝備不是很先進造成不能對薄層煤炭進行開采，這種現(xiàn)象必然造成資源的浪費、資源閑置。但是，煤層雖薄儲煤量還是比較豐富的，一旦企業(yè)的技術和裝備合適就可以開采這些資源，使資源得其所用。二十世紀九十年代，因為企業(yè)的專業(yè)水平和裝備太落后，因此不能開采薄層煤資源，絕大多數(shù)的相關企業(yè)都愿意對中厚層的煤炭進行開采，能夠開采薄層煤碳的單位極少。伴隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，對資源的需求量越來越大，因此國家對資源也越來越重視，所以必須發(fā)展先進的開采設備，把薄層煤炭資源也要充分利用。太薄的煤炭雖說有它的開采缺點，但他也有其自身特點，它的特性主要有：首先，因為其比較薄，所以在開礦時，職工不能直立開采；不利于使用設備；其次，薄層煤炭生產環(huán)境太差，開采機械運行困難太大；再就是，開采掌子面職工的接替太難，挖進的速度反而快一些；最后，投資和利潤不相稱。因為薄層煤礦的實際情況決定了其在生產中機械化程度難以提高，現(xiàn)在在薄層煤礦中一般采用以下兩種機械化方法，也就是我們通常所說的機采及炮采，當然，還有一些其他方式，但主要是國外使用，例如：長臂式、螺旋鉆機式、連續(xù)采煤機房柱式和急傾斜煤層鋼絲鋸等等。

2 優(yōu)化太薄的煤層開采方式

太薄的煤層開采方式說的是機械化，此情況在多方努力下，發(fā)展還比較迅速，在我國已經(jīng)有一部分企業(yè)已開始了一些煤礦已經(jīng)開始了機械化開采，也得到了一定的回報，從幾個方面我們闡述一下。

2.1 長壁方式采煤辦法

長壁方式的采煤薄煤辦法，是指在對其挖掘的當中我們可以考慮普通開采辦法和綜合開采辦法，當然，在有條件時可以采用機械，如：滾筒式挖煤機、刨煤機等等。當然，我們還必須考慮到，我們在使用機械時不會一帆風順，會遇到一些問題，因為薄層煤炭的缺點造成的。對于機械設備來說，滾筒式挖煤機的能力較強，我國目前主要使用的設備，種類繁多，有二十多種，但不是都適合薄層煤礦，只有爬底板式可以采用，刨煤機則針對于長壁采煤方法的一種設備，此設備的工作原理就是用刨刀切落煤炭再靠犁形板把煤炭裝入運送帶中，此傳送帶的動力都裝在前端的平巷內。刨煤機和滾筒式挖煤機來說，具有低耗能、速度快、污染小、產量大等優(yōu)勢，同時對此的投入與維保的費用也少，現(xiàn)在主要使用此機械。長壁式挖煤方法在實踐中也有進步，列如：進步的方法有用點柱或帶冒點柱等等，這樣使支撐之間距離也大了，所以，這就使工作空間大大增大。除去使用傳統(tǒng)的支撐辦法外，在薄層煤礦中還采用了新型制成辦法：氣垛支架，它是最合適與薄層煤礦使用，是為其量身定做的，而且在此基礎上還有改進，發(fā)明了自移式氣垛支架，大大方便了工作需求。再有，就是為了達到更快、產量更高的目的，我們還采用了對面拉的工作面來施工。

2.2 利用螺旋式的鉆井機進行采煤的技術工藝

利用螺旋式鉆機進行采煤是適用于對極薄煤層的開采，相對來講這是最簡便的開采工藝。要采用此種技術，首先在極薄煤層之中要首先開辟出平坦的巷道，在巷道兩側在利用螺旋的鉆機進行鉆掘開采，這種機械通常狀況下，在其尖端有一種截割的工具，在鉆掘進行時主要由這種截割的鋸齒輔助完成掘進與切割。采用這種螺旋式的鉆機要對煤層和地質情況進行勘察與分析，從而選擇正確的螺旋鉆頭，通常狀況下，鉆頭的大小主要取決與煤層的厚度以及穩(wěn)定性，保證鉆頭部分小于煤層的厚度，基本上能夠實現(xiàn)對極薄煤層的開采需求。此種形式，一般由旋轉葉片實現(xiàn)對煤的導出，后續(xù)再到順槽運輸設備，最好到達地面的存放處。近些年來這種技術得到了長足的發(fā)展與進步，譬如在生產安全問題上，都鉆掘的深度進行有效的控制，并在鉆眼中間加強安全支護，這樣對生產安全便形成有效的保證。

2.3 運用連采機房柱式的采煤技術

這種采煤工藝，是上世紀末，我國從美國引入的技術和工藝，此種工藝和技術最適于對0.7-0.8m厚度的極薄煤層進行采掘，但是其資金投入較高，相應的工作效率也不容小覷，其有很強的適用性。其最最關鍵的優(yōu)勢便是能夠完成采煤與挖掘的同時進行，并且，在采掘過程中煤柱可以作支護作用，當然也可以采用長期性的支持頂板保證穩(wěn)定與安全。并且使用的煤柱在工作完成后還能夠被重新回收與再利用，這樣便大大提高可能源的利用率。其相應的主要機械包含：采煤機、運載機、帶式輸送機等。最近幾年，為了降低采煤過程中的事故率，提高作業(yè)人員的人身安全，國外一些企業(yè)還將遙控技術和遠程監(jiān)控技術應用到連續(xù)采煤機房柱式采煤當中，研發(fā)了一種可遙控的連續(xù)采煤機，作業(yè)人員能夠在煤房之外控制采煤機進行性作業(yè)，提高了采煤作業(yè)的安全。

2.4 急傾斜煤層鋼絲繩鋸采煤工藝

急傾斜煤層鋼絲繩鋸采煤工藝主要用于1.2m，傾角在85°的急傾斜薄煤層的采煤中，但是隨著技術的進步這種技術在最近幾年也開始應用到極薄煤層采煤中。這種采煤工藝工作面單產1600t/M，直接工效8t/I。這種采煤工藝的工作面是走向布置，一般來說是斜長10m，走向長度150m，電機、絞車、對輪、導向輪和手動葫蘆等施工機械是布置在工作面下巷上的，采煤作業(yè)及運煤都是依靠牽引機械作業(yè)的，利用鋸齒在煤壁上拉出兩條煤溝槽。利用礦山本身的壓力作用使其自行脫落下來。這種采煤工藝在采過后一般那不需要進行支護，而是每隔15m左右留2m左右的煤柱來支撐頂板。主要用于頂?shù)装鍒杂病⑼暾?、穩(wěn)定性好，煤質松軟、不粘頂、不含夾石層的極薄急傾斜煤層開采工作，具有開采效率高、開采能力強的特點。

3 結束語

總之，煤炭是一種不可再生資源，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展對煤炭的需求和依賴也越來越高，但是煤炭資源卻越來越少，這就要求要不斷提高煤炭資源的利用率，而如何開采極薄煤層是提高利用率當中的一個關鍵。但極薄煤層對于開采技術的要求相對較高，如果技術達不到要求將會造成資源的很大浪費。極薄煤層的開采對采煤工藝、技術和機械提出了更高的要求，隨著科研投入的增加，長壁采煤等采煤工藝也得到了進一步的發(fā)展和提高，在降低作業(yè)成本的基礎上大大提高了采煤效率和作業(yè)安全，有效的滿足了極薄煤層的開采需要。

參考文獻

[1]李華煒，師皓宇.薄煤層無人工作面機械化開采技術分析與實踐[J].中國安全生產科學技術.2010（06）.

[2]楊德軍.極薄煤層機械化開采的實踐[J].中國新技術新產品.2010（22）.

[3]李現(xiàn)民，劉建國.薄煤層機械化采煤技術的應用[J].中州煤炭.2010（09）.

[4]張宏敏，胡斌.煤礦生產中資源管理工作存在問題及改進對策[J].煤炭技術.2005（09）.