有關(guān)薄煤層機(jī)械采煤的方法

楊向東

摘 要：本文要介紹薄煤層機(jī)械采煤的工藝與方法，包括螺旋鉆機(jī)采煤、滾筒采煤機(jī)采煤、連續(xù)采煤機(jī)采煤和長壁采煤等采煤工藝與方法。利用先進(jìn)的采煤方法，結(jié)合新建礦的情況，選擇合適的采煤方法，可滿足社會發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，促進(jìn)煤炭產(chǎn)量的提高，使煤炭企業(yè)取得很大的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：薄煤層;機(jī)械采煤;方法

一、礦井概述

新建煤礦開拓煤量、準(zhǔn)備煤量、回采煤量充足，截止至2020年3月末新建煤礦開拓煤量591.45萬噸，可采期6.23年;準(zhǔn)備煤量125.94萬噸，可采期15.9月;回采煤量90.89萬噸，可采期11.48月。

1、主井提升運(yùn)煤系統(tǒng)：采用二段鋼絲繩牽引帶式輸送機(jī)提升，主要擔(dān)負(fù)全礦原煤與人員運(yùn)輸任務(wù)。

一段提升由二水平至地面。

二段提升運(yùn)煤由二水平至一水平。

2、副井提升系統(tǒng)：

采用兩臺提升機(jī)，主要負(fù)責(zé)井上下運(yùn)送人員及提矸任務(wù)。

新建煤礦共有五個生產(chǎn)采區(qū)（一采區(qū)、二采區(qū)、三采區(qū)、五采區(qū)、九采區(qū)）、兩個開拓區(qū)（開拓一區(qū)、開拓二區(qū)）。全礦5組采煤隊(duì)，均為4個高檔普采、1個綜采，全礦21組掘進(jìn)隊(duì)。

二、我國薄煤層的資源現(xiàn)狀及開采特點(diǎn)

煤炭是世界重要能源之一，對煤炭的開發(fā)程度能促進(jìn)一個國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展，而且也能提升國家的國際地位，達(dá)到社會團(tuán)結(jié)和穩(wěn)定國家秩序的目的。其中，當(dāng)煤層厚度范圍在 0.8～1.3 m時，稱之為薄煤層;而煤層厚度范圍小于 0.8 m 時，稱之為極薄煤層。我國薄煤層的采儲量在 60 億 t 左右，占全國煤炭總量的 20%。但是其產(chǎn)量卻不到全國總產(chǎn)量的 10%。與國外相比，我國薄煤層的開采量相當(dāng)?shù)?，而且在薄煤層采煤上，我國的機(jī)械化程度較低，導(dǎo)致采煤效率始終上不去。目前，在中國，涉及到薄煤層的煤炭企業(yè)大概有700 多家，但絕大多數(shù)的開采效率卻很低，開采過程較為艱難。與中厚煤層或厚煤層相比，薄煤層之所以開采困難主要存在以下幾方面特點(diǎn)：

1、煤層賦存條件差，開采技術(shù)條件和地質(zhì)條件也相對復(fù)雜，導(dǎo)致機(jī)械化設(shè)備的使用難度較大，生產(chǎn)效率較低，產(chǎn)煤量上不去。

2、薄煤層厚度不到 1.3 m，導(dǎo)致采高特別低，開采人員作業(yè)困難，只能爬行作業(yè)或臥姿作業(yè)，這既存在極大的安全隱患，也不利于開采工作的順利完成。

3、開采掘進(jìn)率較高，且各工作面間的接替比較困難，影響開采效率。

4、開采工作條件極差，大型機(jī)械化設(shè)備移動困難，很多地方需要人工開采，影響開采進(jìn)度的同時，易發(fā)生安全事故。

三、采煤的方法

1、螺旋鉆機(jī)。這是我國在 20 世紀(jì) 90 年代從國外引進(jìn)的采煤方法，主要應(yīng)用于薄煤層的開采。這是一種極為簡單的開采方法，工作原理是使螺旋鉆機(jī)鉆進(jìn)巷道兩邊的薄煤層中，利用螺旋鉆機(jī)鉆頭上面的截齒進(jìn)行截割和鉆進(jìn)，不斷地鉆入煤層里面。再利用螺旋鉆機(jī)上的螺旋葉片把開采的煤炭帶出來，并裝進(jìn)運(yùn)輸機(jī)內(nèi)往外運(yùn)出。其中，應(yīng)用螺旋鉆機(jī)采煤方法之前，首先要對煤層的賦存條件和煤層厚度進(jìn)行一定的判定，從而選取適合煤層的螺旋鉆頭。螺旋鉆機(jī)如下頁圖 1所示。

2、滾筒采煤機(jī)采煤。薄煤層的采高較低，因此運(yùn)用機(jī)械化設(shè)備較為困難，要求設(shè)備機(jī)身較矮，工作功率卻不能低于100～200 kW，同時設(shè)備也要能適應(yīng)煤層的高低不平，滾筒采煤機(jī)正是不二之選。滾筒采煤機(jī)架構(gòu)可靠、簡單，便于安裝和維護(hù)，具有很強(qiáng)的破巖能力。薄煤層采煤機(jī)有一對滾筒，左邊的滾筒順時針旋轉(zhuǎn)，而右邊的逆時針旋轉(zhuǎn)，目的是為了防止設(shè)備的搖臂阻擋煤塊，從而提高采煤機(jī)的裝煤效果。常見的滾筒采煤機(jī)主要為兩種，分別是騎溜式滾筒采煤機(jī)和爬底式滾筒采煤機(jī)。騎溜式滾筒采煤機(jī)具有構(gòu)造簡單、空頂面積小、牽引阻力低等特點(diǎn)，使用較為廣泛。

3、長壁采煤的方法。長壁機(jī)械化采煤工藝適用于地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層賦存穩(wěn)定的薄煤層，而且與中厚煤層或厚煤層的開采工藝相比，長壁采煤工藝使用的設(shè)備既可以用刨煤機(jī)，也可以用滾筒采煤機(jī)，但是兩種設(shè)備都有一定的局限性。其中，滾筒采煤機(jī)擁有很強(qiáng)的破煤能力，機(jī)型也有將近 20 種，不論是采高大于 0.8 m 還是小于 0.8 m 的薄煤層，都有著相對應(yīng)的滾筒采煤機(jī)可以使用。

4、連續(xù)采煤機(jī)采煤的方法。這一設(shè)備的主要特點(diǎn)就是采掘合一，一邊挖掘煤層一邊進(jìn)行采煤，節(jié)省了大量的時間，提高了采煤效率。在采煤的過程中，也要使用煤柱進(jìn)行防護(hù)支撐，防止煤層垮落。連續(xù)采煤機(jī)的設(shè)備主要包括了采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、錨桿機(jī)以及轉(zhuǎn)載機(jī)，并且擁有了一套先進(jìn)的工藝系統(tǒng)。尤其是國外一些礦業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)使用了遠(yuǎn)程遙控的采煤機(jī)，這樣改善了作業(yè)人員的工作環(huán)境，解決了薄煤層房柱式開采這一技術(shù)難題，并且這一方法已經(jīng)取得了很好的進(jìn)展。

四、新建煤礦采煤機(jī)的使用

MG100—TP型極薄煤層采煤機(jī)的使用。新建礦通過對MG100—TP型極薄煤層采煤機(jī)局部的改進(jìn)和其本身具有的特點(diǎn)， 針對作業(yè)地點(diǎn)實(shí)際情況合理選擇配套運(yùn)輸設(shè)備，成功地在96層原不具備機(jī)采的條件下，實(shí)現(xiàn)了機(jī)采， MG100-TP型采煤機(jī)具有操作簡便，人員少，效率高，安全可靠等特點(diǎn)，改變了原來傳統(tǒng)的手工和放炮落煤存在的安全隱患大、用工多、效率和效益低下等問題，以該機(jī)為主組成的普通機(jī)械化設(shè)備費(fèi)用較低。

五、結(jié)語

近幾年，隨著國家對能源需求的不斷提高，我國的采煤設(shè)備也在不斷地改進(jìn)，尤其是在厚煤層和中厚煤層資源短缺的情況下，薄煤層的開采成為一種趨勢。而針對薄煤層開采的配套設(shè)備和技術(shù)水平都不夠成熟，還需要進(jìn)一步完善，以滿足社會發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。

參考文獻(xiàn)：

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