極薄煤層和薄煤層的采煤工藝探討

馮仲坤

摘 要：煤炭是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要能源，在煤炭開采的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到薄煤層，其自身的特殊性導(dǎo)致，煤炭企業(yè)開采緩慢，開采技術(shù)要求高。當(dāng)前針對(duì)薄煤層開采主要使用機(jī)采和炮采。國(guó)內(nèi)外針對(duì)薄煤層開采工藝也進(jìn)行了研究，取得了很好的效果。文章重點(diǎn)闡述了相關(guān)的采煤工藝。

關(guān)鍵詞：難采煤層；極薄煤層；薄煤層；采煤工藝

薄煤層的開采受到很多因素的限制，開采難度較大。目前用于一般煤礦開采的方法很難完成對(duì)薄煤層的開采，因此需要采用較為特殊的方法。極薄煤層和薄煤層都屬于難采煤層。在煤礦資源日益匱乏的今天人們加大了對(duì)這兩類煤層開發(fā)工藝的研究。采用何種技術(shù)、設(shè)備以及開采工藝是目前相關(guān)人士研究的重點(diǎn)。另外，其自身存在特殊性使得這類煤層的開采對(duì)工人技術(shù)水平的要求也顯著增高。另外，在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，人們對(duì)于經(jīng)濟(jì)效益的重視程度相對(duì)較高，因此在進(jìn)行開采前還需要對(duì)煤層開采的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行詳細(xì)分析，綜合各方面因素后選擇最為適合的開采方案。保證較高的資源利用率。

1 薄煤層資源及開采狀況與特點(diǎn)

一般認(rèn)為，厚度小于1.3m的煤層為薄煤層，厚度小于0.8m的煤層屬極薄煤層。我國(guó)在近80個(gè)礦區(qū)中的400多個(gè)礦井中，賦存著750多層薄煤層，保有工業(yè)儲(chǔ)量98.3億噸，可采儲(chǔ)量61.5億噸，約占總可采儲(chǔ)量的19%，其中厚度在0.813m的占86.02%，厚度小于0.8m的占13.98%。直到二十世紀(jì)九十年代，我國(guó)薄煤層煤產(chǎn)量占我國(guó)總煤產(chǎn)量的百分之八到百分之十，而超薄煤層所占的比例更加少。薄煤層與超厚煤層之間有很大的差別，其有自身的特點(diǎn)，我們只有認(rèn)識(shí)薄煤層的特點(diǎn)才能夠更好地進(jìn)行開采，其特點(diǎn)如下：開采的高度比較低，采煤人員在開采的過(guò)程中不能站立，只能依靠爬行或者是側(cè)臥；開采條件比較差，設(shè)備的移動(dòng)比較困難；掘進(jìn)率比厚煤層高，而且工作面的接替不是很容易；機(jī)械化產(chǎn)出比比較高，但是獲得的經(jīng)濟(jì)效益不是很好，正是由于這些特點(diǎn)導(dǎo)致薄煤層開采發(fā)展速度緩慢，當(dāng)前采煤行業(yè)對(duì)薄煤層開采技術(shù)進(jìn)行了一定程度的研究，當(dāng)前主要使用的開采技術(shù)包括炮采以及機(jī)采，而相對(duì)比較成熟的采煤工藝包括以下幾點(diǎn)，下面我們就進(jìn)行具體闡述。

2 長(zhǎng)壁采煤工藝

這種采煤工藝主要可以應(yīng)用在安歇賦存比較穩(wěn)定而且地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的薄煤層開采過(guò)程中。在開采的過(guò)程中不論是使用普采工藝還是綜采工藝，薄煤層和厚煤層的開采相比不同的地方主要就是開采薄煤層除了可以使用滾筒采煤機(jī)作為破煤設(shè)備，還可以使用刨煤機(jī)，選擇哪種設(shè)備需要考慮煤層的厚度。在煤層開采的過(guò)程中最為常用的設(shè)備還是滾筒采煤機(jī)，其具有很強(qiáng)的破煤能力，當(dāng)前我國(guó)研制出來(lái)的滾筒采煤機(jī)種類已經(jīng)接近了二十種，具體的可以分為兩大類，一類是爬底式，一類是騎溜式，在選擇使用時(shí)應(yīng)該考慮煤層的采高，當(dāng)采高小于0.8m的時(shí)候，我們一般選擇爬底式采煤機(jī)，當(dāng)采高在0.8m到0.9m之間時(shí)采用騎溜式采煤機(jī)。隨著我國(guó)煤礦開采技術(shù)的不斷發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視薄煤層的開采技術(shù)，當(dāng)前我們使用最廣泛的破煤設(shè)備主要是BM-100型薄煤層騎溜式滾筒采煤機(jī)，這種設(shè)備主要應(yīng)用于采煤高度在0.8到1.3m之間，煤的固定系數(shù)小于2.5的薄煤層。煤礦開采中最為常用的是刮板輸送機(jī)，其溜槽的最小高度應(yīng)該在150mm-200mm范圍內(nèi)，我們可以把滾筒采煤機(jī)的空間高度減去溜槽的高度，這樣在開采的過(guò)程中就大大的降低了對(duì)煤層空間高度的要求。除了上面提到的滾筒式采煤機(jī)外還用一種破煤設(shè)備-刨煤機(jī)，我們主要是通過(guò)機(jī)械上的刨刀來(lái)刨落煤塊，然后通過(guò)刮板輸送機(jī)把，煤炭運(yùn)走，這種機(jī)械設(shè)備具有煤塊大、產(chǎn)生的粉塵少，工作效率比較高等特點(diǎn)，此外，這種設(shè)備還具有操作簡(jiǎn)單，造價(jià)比較低，而且修理起來(lái)也比較方便，現(xiàn)在也開始應(yīng)用在各大煤礦開采企業(yè)中。在一些薄煤層礦區(qū)已經(jīng)開始使用刨煤機(jī)，其取得的效果也是十分顯著的，在以前的薄煤層開采過(guò)程中我們也使用過(guò)炮采、截煤機(jī)等采煤工藝，相比而言，還是刨煤機(jī)取得的經(jīng)濟(jì)效益最高。由于薄煤層的開采高度比較小，所以煤層工作面礦壓顯現(xiàn)程度比較輕，對(duì)于工作面的支護(hù)采用帶帽點(diǎn)柱，支柱之間的間距也可以適當(dāng)?shù)脑龃蟆Ｈ绻捎玫氖且簤褐Ъ苤ёo(hù)，我們一般都會(huì)使用薄頂梁。

3 螺旋鉆機(jī)采煤

這種采煤工藝主要是在二十世紀(jì)六十年代發(fā)展起來(lái)的，美國(guó)是最先使用這種技術(shù)進(jìn)行開采的，取得的效果十分顯著，原蘇聯(lián)、德國(guó)等也對(duì)這種開采技術(shù)進(jìn)行了一定的研究，并紛紛給予肯定，同時(shí)在煤礦開采中廣泛使用。而我國(guó)在二十世紀(jì)九十年代開始引進(jìn)這種薄煤層開采技術(shù)，所使用的螺旋鉆機(jī)是一種高效的采煤設(shè)備，該采煤工藝相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，在已經(jīng)開采的巷面中，可以通過(guò)螺旋鉆機(jī)向兩邊的煤層中鉆進(jìn)，該設(shè)備上裝有截齒，可以使鉆桿直接鉆入到煤層當(dāng)中。

螺旋鉆頭直徑的選擇應(yīng)該根據(jù)煤層的實(shí)際厚度以及賦存的穩(wěn)定性來(lái)定，一般應(yīng)該比煤層的厚度小50mm-100mm。在螺旋鉆頭鉆進(jìn)的過(guò)程中，通過(guò)上面的螺旋葉片帶出煤并通過(guò)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)到指定的位置。在巷道兩側(cè)鉆孔，深度一般保持在30m-40m，在鉆孔的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)頂板脫落的現(xiàn)象，為了避免此問題，我們一般使用有一定寬度的支撐煤柱。

使用這種方式采煤，提高了生產(chǎn)人員的工作環(huán)境，改善了其安全條件，此外，機(jī)械化程度也比較高，而且回采效率也十分高。

但是我們?cè)诳吹竭@種采煤技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)我們也要看到其缺點(diǎn)，這樣才能夠更好的揚(yáng)長(zhǎng)避短。例如，接長(zhǎng)或者縮短鉆桿的時(shí)間占總工作時(shí)間的比重比較大，必須留設(shè)鉆孔間煤柱，這樣降低了采出率。雖然這種方法有缺點(diǎn)，但是它卻有著別的開采工藝無(wú)法代替的優(yōu)點(diǎn)，所以我們?nèi)匀豢梢钥醋魇墙鉀Q薄煤層開采的重點(diǎn)開采工藝。

4 連續(xù)采煤機(jī)房柱式采煤

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各大煤礦業(yè)開始提高自身的開采技術(shù)，進(jìn)一步獲得更高的競(jìng)爭(zhēng)能力。我國(guó)某煤炭企業(yè)引進(jìn)了連續(xù)采煤機(jī)，開采的薄煤層厚度在0.7m-1.3m，取得的利潤(rùn)是十分可觀的。這種開采技術(shù)有其自身的特點(diǎn)，采掘合一，生產(chǎn)人員可以一邊開采一邊掘進(jìn)，可以利用煤柱支撐頂板，而在開采的過(guò)程中也可以把煤柱全部收回。在開采厚度比較大的煤層時(shí)，通常使用的設(shè)備包括采煤機(jī)、輸送機(jī)等等。

5 急傾斜煤層鋼絲繩鋸采煤

某礦采用鋼絲鋸采煤法開采厚1.2m，傾角850的急傾斜薄煤層，工作面單產(chǎn)l600t/M，直接工效8t/工。工作面呈走向布置，斜長(zhǎng)10m，走向長(zhǎng)度150m，工作面下巷布置電機(jī)、絞車、對(duì)輪、導(dǎo)向輪和手動(dòng)葫蘆，工作面上巷布置尾輪、導(dǎo)向輪和手動(dòng)葫蘆。絞車牽引的鋼絲繩分兩段，與煤壁接觸段稱鋸繩段，鋸繩上安裝截齒，在上下兩巷中運(yùn)行的鋼絲繩稱牽引繩，鋸繩在絞車牽引下沿工作面煤壁做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，鋸齒在煤壁上拉出兩條溝槽，一次鋸深約0.2m。隨著溝槽加深，溝槽兩幫的煤在礦山壓力作用下自行破碎脫落，并沿工作面下滑，經(jīng)溜煤眼滑到運(yùn)輸平巷的運(yùn)輸機(jī)上外運(yùn)。

采過(guò)后的空間不支護(hù)，工作面沿走向每推進(jìn)15m，留2-3m寬的煤柱支撐頂板，并將正在工作的空間同采空區(qū)隔開。因此，在工作面前方每隔15m預(yù)先要掘好一個(gè)切割眼。采用此種采煤法，工人不進(jìn)入工作面，在平巷中操縱絞車，支移立柱，通過(guò)手動(dòng)葫蘆移動(dòng)絞車、尾輪和拉緊鋸繩等；因此，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了坑木，提高了勞動(dòng)效率。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我們主要闡述了薄煤層開采和厚煤層開采之間的區(qū)別，針對(duì)薄煤層的特點(diǎn)以及機(jī)械設(shè)備的選用進(jìn)行了更為具體的論述，希望能夠引起相關(guān)人士的重視，提高我國(guó)煤礦開采技術(shù)，進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。