略探薄煤層的綜采工藝及設(shè)備選擇

張洋

[摘 要]薄煤層的開采工藝直接關(guān)系著煤炭資源的開采質(zhì)量，本文結(jié)合煤炭開采現(xiàn)狀進(jìn)行了相應(yīng)的研究，具體以薄煤層的大功率開采為例，研究開采設(shè)備的科學(xué)選擇，開采工藝的相關(guān)分析，二者相互配合才能提升薄煤層的開采效率。經(jīng)過相應(yīng)的研究可以發(fā)現(xiàn)，薄煤層的綜采技術(shù)水平直接關(guān)系著煤炭開采效率，還影響著采煤設(shè)備的使用安全性能。

[關(guān)鍵詞]薄煤層；開采工藝；設(shè)備選型

中圖分類號(hào)：TP823.251 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）19-0135-01

在煤礦資源的開采過程中，薄煤層通常是指深度在一米三以下的煤炭資源，薄煤層的開采工作較為繁瑣，主要是由于薄煤層的厚度較薄、挖掘深度較低、開采工作的空間有較大的限制，因此開采工人面臨著較大的壓力，特別是在軟底情況下的薄煤層對(duì)開采技術(shù)有更高的要求，開采過程中還非常容易發(fā)生回踩坍塌事故。除此之外，因?yàn)檐浀字ёo(hù)的初期支撐力量較小，因此比較容易造成頂板支護(hù)構(gòu)架的不穩(wěn)定，最終造成開采面的冒頂問題，薄煤層的開采設(shè)備及開采工藝顯得尤為重要。

1 薄煤層的綜采技術(shù)分析

早在20世紀(jì)80年代，我國(guó)就已經(jīng)引進(jìn)了薄煤層的采煤設(shè)備，但是采煤設(shè)備的使用狀況并不能滿足采煤需求，加之當(dāng)時(shí)的設(shè)備使用條件有限，不僅要滿足地層要求，還要滿足設(shè)備的零件更換要求，因此沒有得到廣泛運(yùn)用。在此期間，我國(guó)的薄煤層采掘裝備制造、炮采工藝、礦壓顯示、頂?shù)装逯ёo(hù)等方面都取得了很顯著的成績(jī)，但是在薄煤層高效綜采及成套設(shè)備利用技術(shù)上仍不成熟。

薄煤層的回采工作空間受到許多限制，大部分的薄煤層都有偽頂、瓦斯?jié)舛容^大等問題，甚至有的還需要加大操作空間來確保開采工作的順利完成，拓展通風(fēng)截面積，盡量下調(diào)作業(yè)面?zhèn)魉驮O(shè)備與采煤設(shè)備的相配高度，來實(shí)現(xiàn)其最低采高。針對(duì)作業(yè)空間狹窄及機(jī)械難以維修的問題，增加設(shè)備出力率，促使作業(yè)過程少出或不出事故，因此，薄煤層高效采煤設(shè)備及三機(jī)配合綜采模式的研發(fā)開始興起。

2 影響薄煤層作業(yè)面的相關(guān)因素

綜采作業(yè)面的主要零件就是液壓型支架，因此，在選擇綜采設(shè)備的過程中我們需要格外重視支護(hù)裝置的相關(guān)參數(shù)對(duì)比，特別是支護(hù)裝置的柔韌性及給底板造成的壓力對(duì)比，在煤層底板比壓處于相對(duì)較低的狀況時(shí)，應(yīng)盡可能地增加支架上承載人的空間范圍及支護(hù)構(gòu)架穩(wěn)定性。

通過科學(xué)分類頂板應(yīng)該屬于二級(jí)2類，同時(shí)需要科學(xué)安置偽頂，底板還可以細(xì)分為三種，屬于軟基類別，如果薄煤層表面是此類底板，那么應(yīng)該采用掩護(hù)類或者承載掩護(hù)類的支架，這種支架在實(shí)際運(yùn)用中已經(jīng)取得了較為顯著的成效。掩護(hù)型支撐構(gòu)架的2根立柱斜向支撐于頂梁，將其支撐合力施加于前部，其符合不穩(wěn)固或亞穩(wěn)固狀態(tài)下的頂板需求，故采用二柱承載掩護(hù)型液壓支撐構(gòu)架，例如，某煤礦N1259薄煤層作業(yè)面頂板情況如表1所示。

3 薄煤層的綜采設(shè)備選型

薄煤層的綜采工藝與設(shè)備選擇直接關(guān)系著煤炭資源的開采質(zhì)量，只有選擇合適的綜采設(shè)備，運(yùn)用科學(xué)的綜采工藝才能充分發(fā)揮綜采設(shè)備的自身作用，從根本上落實(shí)薄煤層的高效開采。開采機(jī)械、刮板傳輸設(shè)備以及液壓型支架，這三套關(guān)鍵設(shè)備選擇、匹配、組合的科學(xué)合理性基本決定著整個(gè)綜采過程的質(zhì)量及效益。

（1） 采煤高度與截面深度確定。采煤機(jī)械的開采高度須滿足煤層深度及其變化幅度的需求，依據(jù)頂部浮煤和頂板沉陷的具體情況，薄煤層作業(yè)面現(xiàn)場(chǎng)高度在實(shí)施采煤時(shí)可能降低，欲達(dá)到采煤機(jī)械合理地發(fā)揮效能，煤層采高須符合如下條件：

采煤機(jī)械最低開采高度：Hmin=Hzmin+0.2

采煤機(jī)械最大采掘高度Hmax=Hzmax-0.2

式中：Hmin、Hmax為采煤機(jī)械最低采掘高度和最大采掘高度；Hzmin、Hzmax為支架最低采掘高度和最大采掘高度。

為滿足煤層采高范圍窄、作業(yè)區(qū)間受限等需求，把托引采煤設(shè)備的截割部位改造成“雙棒引領(lǐng)”，就是指將每個(gè)搖動(dòng)懸臂均用2個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的操作模式，將其平行設(shè)置（另外還可改成7臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式），如此可使操作便捷，操作工效提高。

（2） 采煤機(jī)功率選配依據(jù)煤層硬度情況，割煤時(shí)的夾矸硬度須低于3，采煤機(jī)械的截割功率確定為2×2×（90～110）kW，亦為采煤過程為緩傾斜設(shè)置，選擇牽引功率為12～22kW，由此確定采煤機(jī)功率為385～510kW較為恰當(dāng)。

（3） 刮板傳輸機(jī)選配。為滿足薄煤層開采需要，采煤時(shí)將刮板輸送機(jī)的機(jī)頭高度選取為0.8～1.0m；把傳送設(shè)備的馬達(dá)豎直設(shè)置在立向順槽中，防止出現(xiàn)把機(jī)體、風(fēng)巷的煤層割透情況發(fā)生，把機(jī)體頭部、機(jī)體尾部耳座部件確定為5個(gè)，能充分地與支架結(jié)合好。

（4） 液壓支架選配。液壓支架是工作面裝備中對(duì)生產(chǎn)能力影響最大的設(shè)備，因此，必須把支架的可靠性放在首位。工作阻力及支護(hù)強(qiáng)度等參數(shù)要滿足頂?shù)装鍒?jiān)硬條件下的薄煤層礦壓要求，最低采高實(shí)現(xiàn)1.2m，同時(shí)要保證三機(jī)配套的合理參數(shù)和最小過機(jī)空間。在液壓支架的選型上，應(yīng)充分考慮薄煤層開采時(shí)的技術(shù)特點(diǎn)及空間狹小的實(shí)際情況，結(jié)合地質(zhì)條件，以重點(diǎn)降低整體配套高度為目標(biāo)，同時(shí)滿足三機(jī)配套技術(shù)要求。

4 薄煤層回采流程及監(jiān)測(cè)

4.1 回采工藝

（1）移架。薄煤層綜合采掘面的移架模式選取原則是：真正做到采煤操作者擁有充分的作業(yè)行動(dòng)范圍。恰當(dāng)?shù)囊萍懿僮髂Ｊ綉?yīng)當(dāng)是相鄰區(qū)間操作。

（2）割煤。緩傾斜模式薄煤層綜合采掘作業(yè)面的割煤方法是采取雙向割煤，如此不但有助于采煤設(shè)備自動(dòng)打開缺口進(jìn)刀割煤，還有助于設(shè)備裝煤操作。

（3）裝煤。采煤裝備不設(shè)置弧狀擋板，憑借采煤設(shè)備的滾筒翻轉(zhuǎn)及刮板傳輸機(jī)的鏟煤板進(jìn)行裝煤操作，以減低采煤設(shè)備的操作高度。

5 結(jié)語

薄煤層綜采工藝的研究能夠?yàn)榫C采設(shè)備的選擇奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)，運(yùn)用合理的回采工藝能夠充分發(fā)揮出綜采工藝的自身功效，還能不斷擴(kuò)大其使用范圍，提升薄煤層的綜采工作效率，實(shí)現(xiàn)薄煤層開采工作的順利落實(shí)。

參考文獻(xiàn)：

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