薄煤層綜合機(jī)械化采煤技術(shù)實(shí)踐研究

趙磊

摘 要：本文簡要介紹了實(shí)現(xiàn)薄煤層綜合機(jī)械化采煤的技術(shù)途徑，主要是對(duì)現(xiàn)有的綜采設(shè)備進(jìn)行了分析，結(jié)合薄煤層綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，文章主要闡述的是該技術(shù)的工藝特性及技術(shù)機(jī)理，最后總結(jié)了提高薄煤層綜合機(jī)械化采煤技術(shù)水平的重要意義，以期對(duì)該工藝進(jìn)行不斷改進(jìn)和完善，從而保證薄煤層采煤工作的有序開展。

關(guān)鍵詞：薄煤層采煤；綜合機(jī)械化技術(shù)；設(shè)備；技術(shù)特性與機(jī)理

綜合機(jī)械化采煤技術(shù)自上世紀(jì)八十年代以來，由于其具備生產(chǎn)能力強(qiáng)、機(jī)械化程度高、安全系數(shù)穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)，備受國內(nèi)煤礦行業(yè)的青睞，已經(jīng)成為許多現(xiàn)代化煤炭企業(yè)的主要生產(chǎn)方式。特別是在中、厚煤層煤礦的開采中應(yīng)用最為廣泛，但是近些年隨著中、厚煤層的枯竭，如何實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化開采在薄煤層中的應(yīng)用已經(jīng)成為了能源行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。因此，探討和研究薄煤層綜合機(jī)械化采煤具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、薄煤層綜合機(jī)械化采煤的工藝特性

薄煤層綜合機(jī)械化采煤的工藝特性主要體現(xiàn)為一方面由于開采的煤層薄，工作面的采高較低，但支架體積較大，占用的空間大，所以操縱支架與支架升降范圍之間需要有一定的距離；另一方面則表現(xiàn)為采煤機(jī)割煤強(qiáng)度大，采煤設(shè)備的自動(dòng)化程度高，機(jī)體相對(duì)較長較厚。為了維持綜合采煤設(shè)備正常的綜合空間高度，就現(xiàn)有的支架、采煤機(jī)、溜子類型而言，其組合幾何尺寸要保持在950毫米至1050毫米，而當(dāng)工作面頂板或底板出現(xiàn)波狀起伏時(shí)，空間高度還需要相應(yīng)增加150毫米至200毫米。操縱支架則需要使用鄰架控制。另外，在薄煤層開采中，由于回采工作面形成的礦山壓力對(duì)煤壁產(chǎn)生的破碎程度較低，而煤體質(zhì)地硬度較大，所以需要采煤機(jī)截割滾筒具備足夠的切割能力和裝煤效果。

總的來說，薄煤層綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的工藝特性就是采高低，設(shè)備占空間較大，作業(yè)環(huán)境狹窄，對(duì)開采設(shè)備的強(qiáng)度要求較高。

二、現(xiàn)有的煤層綜合機(jī)械化開采設(shè)備分析

（一）螺旋鉆采煤機(jī)

這是一種由用于露天開采的螺旋鉆機(jī)改造而成的采煤設(shè)備，其主要作用于工作面開采時(shí)單產(chǎn)水平較低的狀況，無法用于進(jìn)行礦井主采，現(xiàn)在主要用來對(duì)邊角煤進(jìn)行回收。

（二）爬底式單滾筒采煤機(jī)

四川某煤電集團(tuán)在于2006年進(jìn)行的爬底式單滾筒采煤機(jī)普采試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，該機(jī)組的適應(yīng)性很不理想，無法用于現(xiàn)代煤礦的綜合機(jī)械化開采。

（三）刨煤機(jī)

在現(xiàn)有的煤層綜合機(jī)械化開采設(shè)備中來說，刨煤機(jī)是一種相對(duì)工作效率高、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便的設(shè)備。但是在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，刨煤機(jī)對(duì)煤礦開采的要求較高，包括煤層厚度、傾角、頂?shù)装鍡l件等因素都會(huì)對(duì)其開采效果產(chǎn)生很大的影響，所以無法在市場(chǎng)中普遍推廣和使用。

（四）刮板輸送機(jī)

現(xiàn)有的刮板輸送機(jī)基本上可以滿足中厚煤層的生產(chǎn)需求，但不能用于薄煤層的開采，因?yàn)檫@些刮板輸送機(jī)多數(shù)具有槽寬大、中板厚且距底板位置高的特點(diǎn)，從而減少了工人的作業(yè)空間和刮板輸送機(jī)的過煤斷面，因此無法薄煤層開采的需求。

（五）支護(hù)設(shè)備

為了滿足生產(chǎn)需求，目前國內(nèi)已經(jīng)開發(fā)和應(yīng)用了一系列適用于不同地質(zhì)條件、不同配套設(shè)備的薄煤層工作面液壓支架產(chǎn)品。然而這些支護(hù)設(shè)備大多調(diào)高范圍小，無法用于薄煤層的開采，因?yàn)椴荒軡M足薄煤層對(duì)煤空間、工人和過機(jī)的要求。

簡而言之，現(xiàn)有的綜合機(jī)械化開采設(shè)備無法滿足薄煤層的開采需求。因此，必須對(duì)開采設(shè)備的結(jié)構(gòu)、配套性、參數(shù)及自動(dòng)化進(jìn)行全面深入探討和研究，特別是對(duì)于薄煤層綜合機(jī)械化采煤設(shè)備中的采煤機(jī)、液壓支架和刮板輸送機(jī)的研制以及采煤設(shè)備的總體配套和高效的綜合采煤工藝的研究，對(duì)于提高薄煤層的綜合機(jī)械化開采水平有十分重要的意義。

三、薄煤層綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的工藝機(jī)理

薄煤層綜合機(jī)械化采煤技術(shù)回采應(yīng)用的技術(shù)機(jī)理主要在于突破幾個(gè)重要的參數(shù)要求，包括工作面狹窄空間安裝支護(hù)設(shè)備所使用的液壓支架的操作方式及其結(jié)構(gòu)形式、采煤機(jī)機(jī)面上方預(yù)留的過機(jī)空間富裕高度以及采煤機(jī)的截割強(qiáng)度和裝載效果等。

為了應(yīng)對(duì)薄煤層工作面采高低、支架所占空間較大以及支架升降尺度范圍小，無法在它本架支架支護(hù)空間進(jìn)行作業(yè)的問題，需要運(yùn)用鄰架先導(dǎo)液控?fù)Q向閥操作技術(shù)，方便工人不是在被操縱動(dòng)作支架體下直接操控，一方面可以提高支架操作工人的安全性，另一方面也是支架的操作更為簡便。另外，要使用雙伸縮雙作用式支架油缸立柱，以增加支架升降距離和支架支護(hù)支撐高度的范圍。液壓支架的液控裝置要選用受業(yè)界廣泛認(rèn)可的產(chǎn)品，比如凡爾礦業(yè)制造有限公司FHS125/16/31.5X型鄰架先導(dǎo)液控?fù)Q向閥，這種換向閥的主閥公稱流量為125L/min，為了對(duì)液壓支架的升降支護(hù)的操縱和控制更安全、穩(wěn)妥，換向閥的主閥公稱流量在薄煤層工作面液壓支架液控裝置的取值上要盡量偏小，以保證液壓支架的穩(wěn)定性。

除此之外，針對(duì)煤體質(zhì)地硬度大的問題，必須使用具備極強(qiáng)截割能力和裝載效果的采煤機(jī)滾筒，比如某礦采用JBX型楔形截齒搭配TZB改進(jìn)型螺旋滾筒，在使用過程中發(fā)現(xiàn)其截割和裝載的能耗降低了30%，裝載效果高達(dá)86%，且明顯降低了粉塵。

四、薄煤層綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的回采工藝的要求分析

1）采煤機(jī)的截深一般是500毫米到550毫米，以減少采煤機(jī)的負(fù)荷，避免其因長時(shí)間、高負(fù)荷的運(yùn)行而造成安全事故發(fā)生。

2）在截割硬巖或割煤負(fù)載運(yùn)行時(shí)，要適當(dāng)放慢采煤機(jī)的行走速度，降低機(jī)器因強(qiáng)行硬割出現(xiàn)機(jī)體振動(dòng)而發(fā)生故障的幾率。

3）為了確保工作面溜子機(jī)頭機(jī)尾和端頭支架有充足的富裕高度，要保證采煤機(jī)具有一定的采高范圍。

五、總結(jié)

綜上所述，綜合機(jī)械化開采技術(shù)對(duì)于提高薄煤層的開采質(zhì)量有著十分重要的戰(zhàn)略意義。在實(shí)踐中一方面要不斷對(duì)薄煤層綜合機(jī)械化工藝進(jìn)行總結(jié)與歸納，及時(shí)發(fā)現(xiàn)該工藝在實(shí)際操作中的不足并及時(shí)進(jìn)行改正，另一方面要致力于對(duì)綜合機(jī)械化開采設(shè)備的創(chuàng)新與研究，以滿足薄煤層開采的硬件需求，從而提高我國薄煤層煤礦的開采質(zhì)量，為煤電行業(yè)的健康發(fā)展提供有效的保障。

參考文獻(xiàn)：

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