在采煤工程中薄煤層進行采煤技術(shù)分析

張明成(將樂縣煤炭行業(yè)管理辦公室)

在采煤工程中薄煤層進行采煤技術(shù)分析

張明成
(將樂縣煤炭行業(yè)管理辦公室)

在已探明的煤炭礦區(qū)中，薄及極薄分布非常廣泛。隨著對厚以及中厚煤層的日益縮減，為保證礦井的生產(chǎn)能力，提高礦井服務(wù)年限，對薄煤層開采問題亟待解決?；谧髡叩囊痪€工作經(jīng)驗以及對采煤知識的學(xué)習(xí)，本文依次分析了薄煤層的炮采、普采以及綜采技術(shù)，最后對薄煤層開采的發(fā)展趨勢做出了展望。

薄煤層；炮采；普采；綜采；發(fā)展趨勢

引言：近些年，隨著綜采、綜放技術(shù)的推廣，厚及中厚煤層的開采效率得以提升，致使其儲備日益下降，部分礦井的薄煤層已經(jīng)成為主采煤層。與厚及中厚煤層相比，薄煤層的賦存條件、水文地質(zhì)條件以及開采條件更為復(fù)雜，致使開采技術(shù)上需要攻破更多難題。雖然普通的采煤技術(shù)也能在薄煤層中得以推廣，但適應(yīng)性差，導(dǎo)致采出率以及推廣效益都較低，當(dāng)務(wù)之急應(yīng)是針對煤層的實際賦存條件，采取合理的開采措施，研發(fā)薄煤層的綜采設(shè)備，這對薄煤層的開采效率具有明顯貢獻性。

1 薄煤層炮采技術(shù)

炮采是的主要工序是爆破落煤、裝煤、運煤以及單體液壓支柱支護，與推廣較快的機械化采煤工藝相比，炮采具有井下人員勞動力投入較多、工人工作條件復(fù)雜、產(chǎn)量低、煤炭采出率較低、安全系數(shù)低以及耗材較高的劣勢特點，這些劣勢提高了噸煤成本、容易造成人員傷亡事故。對于薄煤層而言，炮采的主要優(yōu)勢主要體現(xiàn)在其技術(shù)簡單、成本投入低，對復(fù)雜的煤炭賦存地質(zhì)條件具有較高的適應(yīng)性，尤其是對于含有大量堅硬夾矸的薄煤層，炮采可以發(fā)揮其獨有的開采優(yōu)勢，可以將開采成本降到最低，提升開采進度，避免采煤機械鉆頭損壞。

2 薄煤層普采技術(shù)

普采的采煤工藝首先使用采煤機采煤、裝煤，然后使用刮板輸送機運煤，液壓推進工作面，采空區(qū)使用金屬支柱支護。普采是薄及極薄煤層中應(yīng)用較為普遍的采煤工藝，在普采過程中，跟機掛梁打柱是較為繁瑣的工序，薄煤層給這些工序的施工帶來較大困難，頂梁較為沉重，不利于井下工人的操作。隨著采煤技術(shù)的發(fā)展，普采逐漸出現(xiàn)了高檔普采，與前者相比，其主要特點在于金屬支柱被替換成單體液壓支柱，其初撐力一般達到4t左右，最高可達到8t，如果支柱工作阻力小于25t，活柱下縮量等同于零，液壓支柱的良好的支撐性能能夠技術(shù)有效的對頂板進行支撐，安全省力，能夠有效的防止頂板破碎、冒落。采煤機功率較高，對堅硬頂?shù)装暹m應(yīng)性較高，雙滾筒連續(xù)作業(yè)，省去了爆破打眼的工序，一次性割全高，工人及時掛梁支護，對頂?shù)装迕奥湟约捌瑤蛦栴}都能有效預(yù)防。較為先進的采煤機配置了放頂支架和可彎曲的刮板輸送機，提升了開采效率，已經(jīng)很接近綜采。

3 薄煤層綜采技術(shù)

3.1 滾筒采煤機開采方式

滾筒采煤機開采的工作面設(shè)備包括雙滾筒采煤機（個別用單滾筒采煤機），刮板輸送機和液壓支架。其生產(chǎn)工藝和一般中厚煤層綜采方式相同，即采煤機在工作面兩端（進風(fēng)巷和回風(fēng)巷）開切口，然后沿工作面全場切割，采煤機過后拉架推溜，完成一個循環(huán)[1]。當(dāng)煤硬度大，煤層高度小于 1m，甚至有的地方瓦斯大，需要保障采煤工作面的通風(fēng)斷面時，滾筒采煤機開采方式需要解決以下難題：一是保證采煤機截割及牽引部強度，降低機面高度，縮短機身長度，提高裝煤效率。二是降低工作面刮板輸送機中部槽高度。三是減小液壓支架頂梁厚度，加大通風(fēng)斷面。

3.2 刨煤機開采方式

刨煤機主要有滑行刨和拖鉤刨2種形式。刨煤機的工作面一般采用中部超前機頭、機尾 3～5m（甚至更大）的液壓支架布置方式，沿工作面液壓支架基本呈凸狀弧形布置，刨深由工作面輸送機定量推進來確定，刨煤機綜合機械化采煤工作面的刨煤工藝一般是: 刨煤機刨煤→定程推溜→刨煤→定程推溜至600mm→拉架[2]。

3.3 螺旋鉆機開采方式

螺旋鉆機開采是由螺旋鉆機全部完成工作面內(nèi)的破煤、裝煤和運煤等各個工序，工作面的設(shè)備檢修也都在工作面以外的巷道中進行。開采厚度為0. 55～0. 85m，螺旋鉆開采方式采用刮板輸送機從回采地點將煤運出，再用單軌吊車做輔助運輸。薄煤層螺旋鉆機開采方式有以下特點：一是巷道支護條件良好，安全可靠；二是需回撤綜采設(shè)備，采煤工藝簡單；三是巷道掘進率高，采出煤質(zhì)好；四是工人勞動強度低，需用人數(shù)少，效率高[3-4]。

4 對薄煤層采煤技術(shù)的展望

薄煤層開采條件較差，造成了很大的開采難度，為提升薄煤層的煤炭采出率，降低噸煤成本，研究一套機械化程度高、安全系數(shù)高、采煤效率高的采煤工藝是薄煤層高效開采中面臨的難題。單純借助炮采一是不能保證煤炭的采出率，二是不能保證井下的良好的作業(yè)環(huán)境，而且刨煤機的使用范圍較窄，因此發(fā)展薄煤層的綜采技術(shù)是將來薄煤層開采的發(fā)展方向，可以從以下幾個方面做出努力[5-7]。

一是在保證采煤機采高下限的同時，提高采煤機裝機功率，研究多電機聯(lián)合驅(qū)動采煤機技術(shù)，主要解決電機的空間尺寸問題不能影響薄煤層的側(cè)煤工序，探究電機橫向布置技術(shù)，同時，盡量裝大功率采煤機，提升其通過矸石、堅硬煤層的能力，防止遇到堅硬巖層而不能推進的情況出現(xiàn)。對于夾矸較為集中的地區(qū)，采用炮采結(jié)合方法，二者聯(lián)合作者提升開采效率。

二是研制無鏈交流電牽引滾筒采煤機，增大牽引力，提高輸送機對彎曲的適應(yīng)能力，克服液壓牽引系統(tǒng)抗污染性低、工作可靠性差的缺點，使采煤機的性能更加完善，擴大采煤機在大傾角煤層的適用范圍。

三是研發(fā)以液壓支架電液控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)工作面自動化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，最大程度上降低人工操作，節(jié)省人力，提示機械自動控制工藝，對工作面、支架、采空區(qū)能夠?qū)崿F(xiàn)機械化監(jiān)測與控制。

[1]喬紅兵,吳淼,胡登高. 薄煤層開采綜合機械化技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù),2006,02:1-5.

[2]郭玉輝,王赟. 淺談薄煤層開采技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 煤礦開采,2012,01:1-2+36.

[3]范映沖,鄧月華,王元奎,何興巧,楊凱. 薄煤層綜合機械化開采技術(shù)研究及應(yīng)用[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù),2014,S1:84-86+91.

[4]溫慶華. 薄煤層開采現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 煤炭工程,2009,03:60-61.

[5]王國法. 薄煤層安全高效開采成套裝備研發(fā)及應(yīng)用[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù),2009,09:86-89.

[6]袁亮. 薄煤層開采技術(shù)與裝備研究[J]. 煤礦開采,2011,03:15-18+42.

[7]王剛,方新秋,謝小平,阮飛雄. 薄煤層無人工作面自動化開采技術(shù)應(yīng)用[J]. 工礦自動化,2013,08:9-13.

G322

B

1007-6344（2016）04-0284-01

張明成，男，將樂縣煤炭行業(yè)管理辦公室，