薄煤層綜采的綜合創(chuàng)新技術(shù)分析

黃曉芳

（山西省長(zhǎng)治職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西長(zhǎng)治 046011）

薄煤層綜采的綜合創(chuàng)新技術(shù)分析

黃曉芳

（山西省長(zhǎng)治職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西長(zhǎng)治 046011）

我國(guó)薄煤層的地質(zhì)條件與開(kāi)采條件都比較復(fù)雜，不僅開(kāi)采難度比較大，開(kāi)采方式也比較單一。因此，如何克服薄煤層綜采技術(shù)的難點(diǎn)并在特殊的地質(zhì)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)技術(shù)的創(chuàng)新，讓我國(guó)煤炭資源的開(kāi)采水平與效率得到提高，是我國(guó)采礦業(yè)一直都在關(guān)注與研究的問(wèn)題。文中主要介紹了創(chuàng)新薄煤層綜采技術(shù)的意義與薄煤層綜采技術(shù)的發(fā)展歷程，然后分析了薄煤層綜采技術(shù)的優(yōu)勢(shì)以及薄煤層開(kāi)采過(guò)程中需要注意的要點(diǎn)，最后對(duì)我國(guó)薄煤層綜采技術(shù)進(jìn)行了展望。

薄煤層綜采技術(shù)；創(chuàng)新；采煤機(jī)；支架；能源

根據(jù)煤層厚度，我國(guó)將煤層分為薄煤層、中煤層和厚煤層。薄煤層的厚度在1.3米以下，中煤層的厚度在1.3～3.5米之間，厚度超過(guò)3.5米就是厚煤層。薄煤層的傳統(tǒng)采煤方式是炮采或是高檔普采，但由于薄煤層的作業(yè)空間狹小、效率低下、安全性不高等問(wèn)題，薄煤層的傳統(tǒng)采煤方法已經(jīng)無(wú)法與新時(shí)代發(fā)展形勢(shì)下的需求相適應(yīng)。進(jìn)行薄煤層綜采的技術(shù)創(chuàng)新已經(jīng)是一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。

一、創(chuàng)新薄煤層綜采技術(shù)的意義

作為我國(guó)的重要能源，煤炭資源在我國(guó)一次能源生產(chǎn)與消費(fèi)中所占的比例分別達(dá)到了76%和69%。從當(dāng)前的能源形勢(shì)來(lái)看，在接下來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，我國(guó)仍然會(huì)以煤炭作為主要能源。在三種煤層中，我國(guó)的薄煤層煤質(zhì)比較好并且分布廣泛，在我國(guó)的80個(gè)礦區(qū)、400多個(gè)礦井中蘊(yùn)含著750多層的薄煤層，預(yù)計(jì)儲(chǔ)量達(dá)到98.3億多噸。其中，厚度在0.8～1.3米之間的薄煤層占總薄煤層儲(chǔ)量的86.02%，在此基礎(chǔ)上，開(kāi)采條件較好的占73.4%。

創(chuàng)新薄煤層綜采技術(shù)，可以降低作業(yè)人員的工作強(qiáng)度，提高資源的回采率，還可以發(fā)揮出減少事故發(fā)生率的作用。薄煤層綜采技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，不僅可以讓我國(guó)的煤炭資源得到更好的利用，也可以起到資源的保護(hù)作用，緩解能源危機(jī)現(xiàn)狀的同時(shí)還能推動(dòng)我國(guó)能源工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。它關(guān)系著我國(guó)將來(lái)的能源利用結(jié)構(gòu)，對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也會(huì)產(chǎn)生重要的影響。因此，薄煤層綜采技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展對(duì)于整個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)都有著重大的意義。

二、薄煤層綜采技術(shù)的發(fā)展歷程

我國(guó)的薄煤層綜采技術(shù)主要有由刮板輸煤機(jī)、滾筒采煤機(jī)以及液壓支架配套的綜采技術(shù)和由刮板輸煤機(jī)、刨煤機(jī)、液壓支架配套的綜采技術(shù)這兩種。

我國(guó)最早是在20世紀(jì)70年代開(kāi)始自行研制滾筒采煤機(jī)的，90年代的時(shí)候已經(jīng)根據(jù)多年的采煤經(jīng)驗(yàn)和對(duì)采煤技術(shù)不斷地研究，成功研制了由多個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的無(wú)鏈牽引采煤機(jī)，它是一種交流、變頻、功率大并且可調(diào)速的采煤機(jī)械，不僅可以滿(mǎn)足我國(guó)開(kāi)采較硬薄煤層的需要，采煤機(jī)的可靠性也得到了提高。到現(xiàn)在為止，我國(guó)所研制并投入使用的滾筒采煤機(jī)已經(jīng)有將近20種，其中騎刮板輸送機(jī)式憑借其適應(yīng)性高、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)成為最常見(jiàn)的機(jī)型。

刨煤機(jī)是1941年時(shí)由一家德國(guó)公司發(fā)明出來(lái)的，而我國(guó)在上個(gè)世紀(jì)60年代初期才開(kāi)始研制刨煤機(jī)，并在1965到1965年間試驗(yàn)成功。之后的30多年時(shí)間，我國(guó)先后開(kāi)發(fā)出了滑行式與拖鉤式刨煤機(jī)?；惺脚倜簷C(jī)有著滑行阻力小、容易控制截深、便于維護(hù)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及適合開(kāi)采較硬煤層等諸多優(yōu)勢(shì)，因此得到了廣泛應(yīng)用，甚至已經(jīng)形成了以刨煤機(jī)為主的薄煤層綜采技術(shù)。

三、薄煤層綜采技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.減少了頂板控制中出現(xiàn)的問(wèn)題以及空頂時(shí)間，提高了綜采的初撐力，不僅方便移動(dòng)和架設(shè)，也能快速、有效的為機(jī)道頂板提供支護(hù)，降低了冒頂事故的發(fā)生頻率。

2.綜合支護(hù)的快速移架優(yōu)勢(shì)減少了高檔普采工作面進(jìn)行人工撤梁、柱、鞋的操作工序，讓采煤工作的安全性得到了提高。

3.綜采技術(shù)降低了噸煤的生產(chǎn)成本，讓采煤的工作效益得到了提高。綜采所使用的全封閉支護(hù)方式，在綜采機(jī)械的支架底座面積較大時(shí)，可以達(dá)到減少支柱鉆底穿鞋所使用費(fèi)用的目的，同時(shí)也可以降低坑木消耗，大大降低了噸煤的生產(chǎn)成本。

4.薄煤層綜采技術(shù)的效率非常高，綜采工作面的年產(chǎn)量可以達(dá)到10萬(wàn)多噸。在這樣巨大的產(chǎn)量下卻可以將用人數(shù)量控制在100以?xún)?nèi)，由此可見(jiàn)薄煤層綜采技術(shù)的高效。

5.綜采技術(shù)的推進(jìn)速度非?？欤虼藴p小了礦壓對(duì)底板所造成的破壞，也可以避免支柱在鉆底過(guò)程中帶來(lái)的浪費(fèi)，提高了礦井的生產(chǎn)效益。

四、薄煤層綜采技術(shù)需要注意的要點(diǎn)

1.工作面的過(guò)斷層措施

(1)在過(guò)斷層時(shí)，必須使用爆破松動(dòng)的方法對(duì)破巖范圍進(jìn)行處理并禁止用采煤機(jī)強(qiáng)行切割巖石的處理方法。完成挑頂落底以后，采高必須大于1米，這樣才能保證采煤機(jī)可以通過(guò)工作面，并確保刮板輸送機(jī)的平衡與穩(wěn)定。

(2)要及時(shí)對(duì)斷層處進(jìn)行支護(hù)或者是超前支護(hù)，盡量減少頂板的暴露時(shí)間與面積。運(yùn)用同時(shí)打開(kāi)移架與降柱手把并隨時(shí)對(duì)降柱手把進(jìn)行調(diào)整的方法讓破碎的矸石向采空區(qū)滑動(dòng)。

(3)確保支架的支護(hù)作用以及安全閥滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，保證初撐力大于24MPa，不斷加強(qiáng)斷層處的質(zhì)量管理。

2.防止支架傾倒的措施

(1)對(duì)工作面的支架進(jìn)行調(diào)整，讓支架處于最好的受力狀態(tài)，防止出現(xiàn)擠架、咬架等情況。支架的液壓系統(tǒng)應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，以免出現(xiàn)漏液降架問(wèn)題。

(2)加強(qiáng)對(duì)頂板的管理，嚴(yán)禁空頂、冒頂現(xiàn)象。

(3)控制好工作面的采高，以免采高超過(guò)了支架的最大高度，在移動(dòng)支架時(shí)由于支架的空頂而傾倒。

(4)在移架時(shí)，降架的高度不能超過(guò)支架的頂梁厚度，并嚴(yán)格遵照帶壓移架的規(guī)定。

五、對(duì)我國(guó)薄煤層綜采技術(shù)的展望

薄煤層綜采技術(shù)的發(fā)展核心是開(kāi)發(fā)出我國(guó)煤礦所需要的薄煤層采煤機(jī)，因此，展望我國(guó)的薄煤層綜采技術(shù)，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新。

1.機(jī)面高度、裝機(jī)功率和過(guò)煤空間這三者之間所存在的矛盾是我國(guó)大功率薄煤層采煤機(jī)研制工作的最大障礙，除了研制新型的電機(jī)以外，改變采煤機(jī)總體布置的方法應(yīng)該會(huì)是一條具有發(fā)展?jié)摿Φ难芯客緩健?/p>

2.在交流變頻調(diào)速電牽引技術(shù)的基礎(chǔ)上，以不同用戶(hù)的不同需求為依據(jù)，發(fā)展其它的電牽引方式，比如電磁滑差調(diào)速技術(shù)以及開(kāi)關(guān)磁組技術(shù)等。

3.爬底板采煤機(jī)雖然有著功率較大、機(jī)面高度較低等優(yōu)點(diǎn)，但由于這種機(jī)型的適應(yīng)性比較差，無(wú)法在特殊地質(zhì)條件下工作，因此應(yīng)用領(lǐng)域比較狹隘。因此，將來(lái)還是會(huì)以騎刮板輸送機(jī)采煤機(jī)作為主要的采煤機(jī)型，在進(jìn)行采煤機(jī)性能的改進(jìn)時(shí)，應(yīng)該著重關(guān)注騎刮板輸送機(jī)采煤機(jī)。

4.通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)采煤技術(shù)的方式來(lái)改進(jìn)我國(guó)的采煤工藝與技術(shù)，讓我國(guó)的采煤機(jī)結(jié)構(gòu)在不斷的發(fā)展中逐漸簡(jiǎn)化。

5.采煤機(jī)工作面會(huì)生成大量的粉塵，嚴(yán)重污染采煤作業(yè)人員的工作環(huán)境。因此，未來(lái)的薄煤層綜采技術(shù)需要對(duì)降塵技術(shù)進(jìn)行研究，這不僅是適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的需要，更是企業(yè)以及國(guó)家人文關(guān)懷的體現(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)

創(chuàng)新與發(fā)展薄煤層綜采技術(shù)對(duì)于以煤炭為主要能源的我國(guó)來(lái)說(shuō)，有著重大的意義。薄煤層綜采技術(shù)不僅可以讓我國(guó)有限的煤炭資源得到更合理的開(kāi)發(fā)與利用，還能維持我國(guó)薄煤層儲(chǔ)量比較豐富地區(qū)煤炭工業(yè)的穩(wěn)定，讓我國(guó)的能源工業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展的道路。

薄煤層有著能降低冒頂事故的頻率、提高采煤工作安全性、降低噸煤生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率非常高、綜采技術(shù)的推進(jìn)速度非?？臁⒖梢蕴岣叩V井的生產(chǎn)效益等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此，國(guó)家應(yīng)該根據(jù)我國(guó)薄煤層綜采技術(shù)的現(xiàn)狀與應(yīng)用特點(diǎn)，不但對(duì)綜采技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新與改進(jìn)，提高我國(guó)采煤業(yè)的生產(chǎn)效益，發(fā)揮出對(duì)煤炭資源的保護(hù)作用。

[1]王巨光.薄煤層綜采數(shù)字化無(wú)人工作面技術(shù)研究與應(yīng)用[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2012(7)．

[2]王新全.薄煤層綜采機(jī)械化裝備配套的幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題[J].科技致富向?qū)?2013(7)．

[3]陳忠良,劉帆,張連昆.我國(guó)薄煤層綜采技術(shù)的發(fā)展及其適應(yīng)性和應(yīng)用特點(diǎn)[J].山東煤炭科技,2011(1)．

[4]劉峰,張啟軍.復(fù)雜地質(zhì)條件薄煤層綜采工藝應(yīng)用研究[J].科技視界,2012(15)．

[5]李光輝,李中華.薄煤層綜采工藝的探索和應(yīng)用[J].煤礦現(xiàn)代化,2013(3)．

Analysis of comprehensive innovation technology of thin seam coal mining

Huang Xiao-fang
(Shanxi Changye Vocational and Technical College, Changzhi Shanxi, 046011, China)

The geological conditions and the mining conditions of the thin coal seam are very complex, not only the difficulty of exploitation is relatively large, mining method is relatively simple. Therefore, how to overcome the difficulty of thin seam mining technology and innovation to achieve technology in special geological environment in mining, make the level and efficiency of coal resources in China improve, the mining industry in China has been concerned with the study. This paper mainly introduces the significance of thin seam mining technology innovation and the development history of thin seam mining technology, and then analyzes the key points need to pay attention to thin seam mining technology and the advantages of thin seam mining process, at the end, the thin seam mining technology in our country is prospected.

thin seam mining technology; innovation; shearer; stent; energy

P618.11

A

1000-9795（2014）01-0464-02

［責(zé)任編輯：陳懷民］

2013-12-02

黃曉芳（1982-），女，河北衡水人，主要從事煤礦地質(zhì)方向的研究。