煤礦薄煤層開采技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

楊兵

（七臺(tái)河技師學(xué)院，黑龍江七臺(tái)河154600）

煤礦薄煤層開采技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

楊兵

（七臺(tái)河技師學(xué)院，黑龍江七臺(tái)河154600）

薄煤層由于其開采厚度較小，具有煤層薄、采高低、勞動(dòng)效率低；掘進(jìn)率高，采掘接替緊張；煤層的厚度、角度變化大，褶曲、斷層等構(gòu)造，對(duì)采煤方法影響很大。薄煤層開采技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)有爆破落煤開采技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)，在發(fā)展多種爆破技術(shù)的同時(shí)，發(fā)展普通機(jī)械化開采技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)。研究滾筒采煤機(jī)開采技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)，連續(xù)采煤機(jī)開采技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)，螺旋鉆開采技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)。

薄煤層；開采技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

薄煤層由于其開采厚度較小，與中厚及厚煤層相比，有以下幾個(gè)開采特點(diǎn)：首先，煤層薄、采高低、勞動(dòng)效率低。煤層厚度多在1.3m以下，開采人員進(jìn)入或在業(yè)及設(shè)備移動(dòng)都十分困難，工作面內(nèi)的工作條件差，勞動(dòng)強(qiáng)度大，炸藥、截齒、刨刀的噸煤消耗量較大，回采成本較高。其次，采掘比例大，掘進(jìn)率高，采掘接替緊張。隨著刨煤機(jī)、螺旋機(jī)等設(shè)備的投入，加快了工作面的推進(jìn)，而回采巷道多為半煤巖巷，綜掘設(shè)備難以投入，爆破時(shí)不能一次全斷面爆破，煤矸分裝，掘進(jìn)速度慢，造成工作面接替緊張。最后，煤層的厚度、角度變化，以及褶曲、斷層等構(gòu)造對(duì)采煤方法影響很大。薄煤層工作面受地質(zhì)賦存條件影響較大，如褶曲或斷層等通常需要重新布面，或回采時(shí)重新開切眼搬家，降低了采出率。薄煤層開采技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)方面：

1　薄煤層爆破落煤開采技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

爆破落煤工藝的發(fā)展過程也是回采工作面技術(shù)和裝備不斷革新的過程。在發(fā)展多種爆破技術(shù)的同時(shí)，不斷提高爆破工作面的相應(yīng)裝備，如發(fā)展高性能發(fā)爆器，從一次發(fā)爆雷電30發(fā)逐步發(fā)展到200發(fā)。增大了工作面輸送機(jī)及其傳遞裝置掣功率，從11 kW發(fā)展到264 kW；加強(qiáng)了中部槽結(jié)構(gòu)和中部槽連接強(qiáng)度，以及垂直、水平方向彎曲的可靠性能，中部槽寬度從300 mm發(fā)展到630 mm，加大了運(yùn)輸量，從而改善了爆破裝煤的輔助裝置。研制出適應(yīng)不同條件的輸送機(jī)系列，以增大爆破裝煤、運(yùn)煤能力。此外，還研制了適用不同煤層及頂板性質(zhì)的各種金屬頂粱、炮采液壓支架，從而改善了爆破回采工作面的頂板支護(hù)狀況。這些不斷更新的技術(shù)和裝備有力地推動(dòng)了爆破采煤的工藝。

2　薄煤層滾筒平煤機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用

為滿足開采較硬薄煤層的需要和提高薄煤層滾筒采煤機(jī)的可靠性，研制了新一代的薄煤層滾筒采煤機(jī)。如：黑龍江煤研所、雞西煤機(jī)廠研制的MG150B型采煤機(jī)，煤炭科學(xué)研究總院上海分院與大同礦務(wù)局聯(lián)合研制的5MG200-B型采煤機(jī)，以及煤炭科學(xué)院MG150B型采煤機(jī)為BM-100型采煤機(jī)的改進(jìn)。煤炭科學(xué)研究總院上海分院在MG200/450-BWD型采煤機(jī)的基礎(chǔ)上，成功研制出MG250/550 BWD型采煤機(jī)，該采煤機(jī)截割功率為2×250 kW，總裝機(jī)功率達(dá)550 kW，已在一些煤礦推廣應(yīng)用，并取得較好效果。

3　普通機(jī)械化開采技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

隨著采煤機(jī)械化裝備的發(fā)展，我國薄煤層工作面的采煤工藝也發(fā)生了相應(yīng)的變化并得到了一定的發(fā)展。普通機(jī)械化采煤工藝是在爆破采煤工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，兩者最大的區(qū)別就在于落煤和裝煤這兩項(xiàng)關(guān)鍵性的工序有了根本性的變革。

在采用MLQ-10型單搖臂滾筒采煤機(jī)和變鋼絲繩牽引為錨鏈牽引之后，上述工序才有了根本性的改變。能用搖臂調(diào)高的螺旋滾筒和帶有上、下翻轉(zhuǎn)的弧形擋煤板使割煤和裝煤效率大為提高，同時(shí)牽引鏈固定在工作面輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾架上，使整臺(tái)采煤機(jī)能方便地沿工作面往返割煤和裝煤，取消了拉鋼絲繩和移設(shè)固定柱的工序，也改變了只能單向作業(yè)的工藝，再加上用齒條式或油壓式千斤頂推移輸送機(jī)，從而使落煤、裝煤、運(yùn)煤和移動(dòng)刮板輸送機(jī)的全部工序?qū)崿F(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)。在工作面支護(hù)上，采用金屬摩擦支柱和金屬鉸接頂梁，以替換傳統(tǒng)的木支柱支護(hù)。進(jìn)一步改進(jìn)了無排柱放頂和按頂板性質(zhì)設(shè)置排距、柱距的頂板控制技術(shù)，但在具體操作上仍依靠人工搬柱、升柱和撤除。這一套采煤工藝使機(jī)械化程度大為提高，生產(chǎn)能力增大，安全作業(yè)環(huán)境有所改進(jìn)。

經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)踐和不斷完善，普通機(jī)械化采煤已成為我國采煤業(yè)的主要工藝手段。普通機(jī)械化采煤的初級(jí)階段，需要人工打眼爆破開切口，其落煤、裝煤和運(yùn)煤機(jī)械屬于小功率的輕型設(shè)備，強(qiáng)度與性能較差，事故較多；裝煤后的浮煤不凈，在移輸送機(jī)前還需人工扒清機(jī)道，而且推溜力?。徊僮飨到y(tǒng)也不完善，其護(hù)頂支柱的實(shí)際初撐力極小，操作麻煩；整個(gè)工藝的勞動(dòng)量仍較大/工作面生產(chǎn)能力不高，對(duì)安全作業(yè)也不好?？偟貋砜?，這種普采工藝的技術(shù)水平和裝備水平不高。

龍煤七臺(tái)河礦業(yè)有限責(zé)任公司大膽進(jìn)行支護(hù)改革，全面推廣單體液壓支柱支護(hù)，從而使薄煤層的生產(chǎn)水平有了較大幅度的提高。

雞西礦業(yè)集團(tuán)新發(fā)煤礦通過對(duì)薄煤層超長(zhǎng)面科學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以降低消耗、降低礦井掘進(jìn)率、提高單面回采儲(chǔ)量、安全高技為原則，選擇合理的配套設(shè)備，改進(jìn)回采工藝，加強(qiáng)安全管理技術(shù)措施，積累了薄煤層超長(zhǎng)工作面（200m）煤層厚12m的開采經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了薄煤層超長(zhǎng)高檔工作面安全高效開采。

以上這些經(jīng)驗(yàn)為發(fā)展我國薄煤層機(jī)械化采煤奠定了基礎(chǔ)。由于我國大部分薄煤層工作面仍依靠爆破方法采煤，因此，今后提高薄煤層采煤機(jī)械化程度的任務(wù)十分艱巨。

4　綜合機(jī)械化開采技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

4.1滾筒采煤機(jī)開采技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

為滿足廣大中小型礦井薄煤層普采與高檔普采工作面的需要，研制了MC250-BWD型采煤機(jī)，可適應(yīng)采高為1.0 m～1.3 m的薄煤層普采和高檔普采工作面。

4.2連續(xù)采煤機(jī)開采技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

上個(gè)世紀(jì)末以來，由于注重配套設(shè)備的引進(jìn)，連續(xù)采煤機(jī)在煤巷掘進(jìn)及完成殘留煤柱的回收，以及對(duì)邊角煤、條帶煤的開采方面，發(fā)揮了獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

4.3螺旋鉆開采技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

我國煤炭行業(yè)加大了整機(jī)開發(fā)的力度，并取得了可喜的成績(jī)。實(shí)現(xiàn)了1.0 m～1.5 m煤層螺旋鉆無人工作面的開采，創(chuàng)新了我國薄煤層的開采技術(shù)。

隨著煤炭行業(yè)對(duì)薄煤層開采的重視，各采煤機(jī)廠家也先后推出了各種類型的采煤機(jī)。黑龍江煤炭機(jī)械研究所、遼源煤機(jī)廠、西安煤機(jī)廠、太原礦山機(jī)器廠分別研制了不同類型的薄煤層采煤機(jī)，通過推廣應(yīng)用，取得了較好的生產(chǎn)效果。

［1］袁樹來，張立明，王克武，等.薄煤層高產(chǎn)高效開采技術(shù)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2011.

［2］杜計(jì)平.開采方法［M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2006.

［3］曹樹剛，勾攀峰.采煤學(xué)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2012.

［4］曲天智，蔣金泉，趙麗娟.復(fù)雜結(jié)構(gòu)薄煤層高校綜采關(guān)鍵技術(shù)［M］.南京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2010.

［5］樊玉泉，高振偉，張勇.薄煤層安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)新與實(shí)踐［M］.南京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2011.

Development trends of mining technology of coal thin seam

YANG Bing
（Qitaihe Vocational College，Qitaihe 154600，China）

Thin seam has characteristics of thin coal seam，low mining height，low labor efficiency；drivage ratio；the thickness，angle changes，folds and faults of coal seams have an significant impact on mining method.A variety of blasting technologies have been developed，so does the development of general mechanized mining technology.Shearer mining technology，continuous miner mining technology and twist drill mining technology were studied in this paper.

Thin seam；Mining technology；Development trends

楊兵（1981-），男，黑龍江七臺(tái)河人，講師，從事采煤專業(yè)教學(xué)工作。

TD823

A

1674-8646（2016）14-0022-02

2016-05-14