淺談云南省薄煤層機(jī)械化開采

趙青　王飛

摘 要：文章介紹了我國及西南地區(qū)極薄煤層采煤技術(shù)的現(xiàn)狀，及適合薄煤層機(jī)械化開采的一些設(shè)備。文章闡述了薄煤層采煤設(shè)備的適應(yīng)條件及一些成功案例。

關(guān)鍵詞：薄煤層；機(jī)械化；高檔普采；綜采

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，地下開采時(shí)厚度1.3m以下的煤層為薄煤；其中0.8m以下厚度煤層按照煤炭工業(yè)技術(shù)政策規(guī)定稱為極薄煤層。我國薄煤層資源豐富，分布面廣，而且煤質(zhì)較好；據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì)，全國薄煤層的儲量占全部可采儲量的20%；在西南地區(qū)薄煤層儲量所占比重更大，如四川省占60%，云南省40%，貴州省占37%。歷年來我國薄煤層開采一般是采用炮采采煤工藝；薄煤層的機(jī)械化采煤工藝存在煤層采高低、工作面條件差、設(shè)備移動困難、通風(fēng)斷面小、人員出入工作面及作業(yè)非常困難等系列缺點(diǎn)，造成薄煤層機(jī)械化開采技術(shù)發(fā)展相對緩慢。對于煤礦企業(yè)來說，薄煤層投入產(chǎn)出比相對于中厚、厚煤層來說較高，經(jīng)濟(jì)效益較差。

西南地區(qū)由于受地質(zhì)條件影響，煤層賦存比較復(fù)雜，薄煤層所占比重較大，中小型礦井居多；近年來小型煤礦因管理、刻意追求經(jīng)濟(jì)效益等方面原因引起一些重大安全事故；國家相繼出臺一些列相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策如（安減總煤監(jiān)[2014]44號、（發(fā)改運(yùn)行[2014]893號）文等。云南省積極響應(yīng)國家政策要求，并于2014實(shí)施煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整轉(zhuǎn)型升級方案：缺煤地區(qū)煤礦規(guī)模達(dá)到9萬噸/年，及以上，其他地區(qū)達(dá)15萬噸/年及以上；煤礦全面推行井下采煤機(jī)械化、掘進(jìn)機(jī)械化工藝，推廣“一井一面”、“一井兩面”生產(chǎn)模式。按照2014煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整轉(zhuǎn)型升級方案要求，對于云南省大部分小型煤礦企業(yè)來說，提高采煤工作面機(jī)械化程度已經(jīng)是迫在眉睫的問題，尤其是對于煤層賦存較差，煤層較薄的煤礦，建設(shè)安全高產(chǎn)高效生產(chǎn)礦井，采取機(jī)械化采煤工藝尤為重要。

我國煤炭企業(yè)長期以來為提高薄煤層采出率，減少煤炭資源浪費(fèi)，在探索薄煤層機(jī)械化開采方面開展了大量研究和實(shí)踐，特別是近年來隨著煤機(jī)制造技術(shù)的快速發(fā)展、先進(jìn)的煤機(jī)設(shè)計(jì)理念和關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)，適應(yīng)這些煤層的機(jī)械化裝備可靠性和安全性大大提高，薄煤層機(jī)械化開采技術(shù)得到迅速發(fā)展，工作面單產(chǎn)和工效均有大幅度提高，安全得到質(zhì)的保障。下面就西南地區(qū)一些煤礦企業(yè)在薄煤層機(jī)械化開采方面較成功的案例，供大家研究探討。

1 厚度0.8m以下煤層（極薄煤層）機(jī)械化開采

1.1 高檔普采采煤工藝

重慶永榮礦業(yè)公司MG100-TP爬底板采煤機(jī)專為極薄煤層機(jī)械化而生產(chǎn)的新一代采煤機(jī)；采用側(cè)面固定單滾筒，錨鏈牽引，沿煤層傾斜爬底板穿梭割煤，煤沿螺旋滾筒輸入裝煤部，裝煤部轉(zhuǎn)入工作面運(yùn)輸機(jī)；電動機(jī)為兩端偏心出軸，分別傳動牽引部和截裝部。

MG100-TP爬底板采煤機(jī)技術(shù)參數(shù)：采高范圍08-0.5m；煤層傾角<25°，生產(chǎn)能力100～75t/h，裝機(jī)功率100kW，滾筒直徑800～540mm，截深800mm，整機(jī)重量7t；工作面配備SGD420/22型刮板輸送機(jī)，技術(shù)參數(shù)：設(shè)計(jì)長度100m，輸送量60t/h；中部槽1200mm× 420mm×150mm；支護(hù)配備單體液壓支柱+金屬鉸接頂梁。目前在重慶永榮礦業(yè)公司永川煤礦、四川達(dá)竹煤電公司柏林煤礦均有采用，可實(shí)現(xiàn)工作面單產(chǎn)最高達(dá)15萬噸/年，資源回收率達(dá)95%。

目前云南省多數(shù)煤礦高檔普采已在推行單體液壓支柱+π型頂梁支護(hù)頂板，π型頂梁兩根一對，一梁三柱，一對六柱，相互交錯(cuò)前竄。對于開采薄煤層來說，工作面采高本身有限，如果采用金屬鉸接頂梁，再加上背板、塑料網(wǎng)，將會盡一步壓縮回采空間，甚至對采煤機(jī)割煤也造成一定影響。在薄煤層高檔普采支護(hù)中應(yīng)用π型頂梁代替金屬鉸接頂梁更具有優(yōu)勢：一是可以節(jié)約回采空間；二是π型頂梁相對于金屬鉸接頂梁較簡單，在有限的空間內(nèi)可減少復(fù)雜繁瑣的工序，三是卸載支柱后空間相對更加寬敞，對頂板管理有利。因此MG100-TP爬底板采煤機(jī)可配備DW系列單體液壓支柱+π型頂梁支護(hù)頂板開采極薄煤層。

MG100-TP爬底板采煤機(jī)也存在一些不足，其裝機(jī)功率較小，對大傾角煤層不具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，尤其是在采面出現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造（如小斷層、沖刷帶）時(shí)，還需放震動炮，影響產(chǎn)量和工效；采煤機(jī)后浮煤較多，需人工輔助裝煤等缺點(diǎn)。

1.2 綜采采煤工藝

達(dá)竹集團(tuán)與遼源煤機(jī)制造有限公司合作研制了MG110/130-TPD型爬底板電牽引采煤機(jī)，在一定程度上解決了MG100-TP爬底板采煤機(jī)的一些缺陷：具有較大功率，高截割能力，較大的牽引力；能防止過載、過溫、有可靠的降塵結(jié)構(gòu)；在大傾角（35°以下）極薄煤層的復(fù)雜地質(zhì)條件下，適應(yīng)性更強(qiáng)。

MG110/130-TPD型爬底板電牽引采煤機(jī)技術(shù)參數(shù)：采高范圍0.8～0.52m；煤層傾角<35°，生產(chǎn)能力315t/h，裝機(jī)功率128.5kW，滾筒直徑800～550mm，截深600mm，整機(jī)重量11t；工作面配備SGB520/2×55型刮板輸送機(jī)，技術(shù)參數(shù)：設(shè)計(jì)長度200m，輸送量100t/h；中部槽1500×520×190mm，機(jī)頭機(jī)尾驅(qū)動裝置能互換，整機(jī)左右工作面能互換；支護(hù)配備ZY2400/5.5/12液壓支架，支護(hù)強(qiáng)度0.41MPa，支撐高度550～1200mm，支架采用整體層疊頂梁結(jié)構(gòu)，降低了頂梁厚度，增加了過機(jī)空間，滿足大傾角煤層開采條件，安全可靠，工作空間大。

目前，該套極薄煤層綜采設(shè)備2009年已在四川達(dá)竹煤電公司下屬小河嘴煤礦、斌郎煤礦投入使用，可實(shí)現(xiàn)工作面單產(chǎn)20萬噸/年，資源回收率達(dá)98%；有效解決了設(shè)備幾何參數(shù)與設(shè)備能力之間的突出矛盾，減小了設(shè)備外形尺寸，加大了過煤、過機(jī)及工作空間。

2 厚度1.3m～0.8m煤層機(jī)械化開采

厚度1.3m～0.8m煤層機(jī)械化開采一般采用薄煤層雙滾筒采煤機(jī)，大量用于薄煤層綜采和高檔普采工作面，從目前已有的機(jī)型看，傾角45°以下、煤厚0.75～1.3m的薄煤層都有應(yīng)用。常用的機(jī)型有雞西煤礦機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的MG100/240-BW型薄煤層液壓牽引采煤機(jī)、遼源煤機(jī)制造有限公司生產(chǎn)的MG80/188-BWD薄煤層交流變頻電牽引采煤機(jī)、天地科技上海分公司生產(chǎn)的MG100/238-WD型薄煤層交流變頻電牽引采煤機(jī)等；與這些機(jī)型相配套的薄煤層綜采設(shè)備也比較完備。

3 薄煤層機(jī)械化開采展望

目前西南地區(qū)薄煤層機(jī)械化開采技術(shù)應(yīng)用還不廣泛，特別是針對采高0.8m以下厚度的煤層開采；現(xiàn)薄煤層機(jī)械化開采主要存在缺點(diǎn)：一是采用機(jī)械切割頂?shù)追绞饺藶樵龃蟛筛?，這種方法會影響工作面效率和單產(chǎn)，同時(shí)也會對煤質(zhì)產(chǎn)生較大影響；二是采用小型機(jī)化裝備盡量控制采高（比如爬底式采煤機(jī)），這種方法受設(shè)備外形尺寸所限，造成回采空間較小，不利于安全管理；三是存在“三角煤”割不透的問題、操作人員安全性和舒適性問題等。今后逐步實(shí)現(xiàn)工作面自動化、無人化采煤將會是薄煤層機(jī)械化開采主體發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

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