關于薄煤層綜合機械化采煤技術問題的研究

劉浪

摘要：隨著我國經濟的飛速發(fā)展以及對煤炭資源需求量和消耗量的急劇增加，加大了煤礦企業(yè)生產壓力，且隨著煤礦開采進程的深入，具有良好貯藏條件的煤層和良好作業(yè)條件的礦區(qū)數(shù)量在逐漸減少，目前的煤礦開采重點也逐漸向薄煤層方向轉移。但是由于薄煤層采煤作業(yè)與傳統(tǒng)采煤作業(yè)方式存在較大的不同，受到薄煤層結構和作業(yè)空間等因素的限制，想要滿足綜合機械化采煤作業(yè)要求，需要對綜采技術和配套設備等進行深入研究，以提升薄煤層開采作業(yè)效率和產量。

關鍵詞：薄煤層;綜合機械化采煤技術;要點

分類號：TD823.97

一、引言

在現(xiàn)代化煤炭企業(yè)發(fā)展進程中，綜合機械化采煤技術起到關鍵的推動作用，有利于提升煤炭開采生產能力和生產效率，通過較高的機械化作業(yè)水平來代替人工、減輕人工作業(yè)強度并降低開采作業(yè)成本。但是總結目前開展薄煤層綜合機械化采煤作業(yè)中的問題，仍然表現(xiàn)出相應的配套設施不夠完善或者與綜采技術不配套等問題，導致整體開采技術水平偏低并應整體經濟效益、造成資源浪費等。因此要重點針對薄煤層綜采技術加大研究力度。

二、薄煤層綜合機械化采煤的工藝特性

薄煤層的開采煤層比較薄且工作面的采高比較低，但是由于開展開采作業(yè)時作用支架體積較大，需要的開采作業(yè)空間也比較大，這就限制了支架操縱時的升降空間，而且由于所用采煤機的割煤強度較大，綜采設備的綜合自動化程度較高、機體比較厚，增加了薄煤層綜采作業(yè)難度。針對上述問題，通過綜合機械化采煤的方式，通過一體化的支架、采煤機等設備有效控制綜采設備的整體體積和高度，而且在工作面中如果遇到頂板和底板的波狀起伏問題，則需要適當增加150mm的空間高度。此外，在薄煤層開采作業(yè)時，由于回采工作面與礦山之間會形成一定的壓力并對煤壁造成擠壓，可能會引發(fā)破碎問題，而煤體通常具有較大的硬度，這也對所用采煤機截割滾筒的切割能力提出更高要求。

三、薄煤層綜合機械化采煤的主要設備

總結薄煤層綜采常用設備，一是螺旋鉆采煤機。此種采煤機基于露天的螺旋鉆機進行改造的，目前比較常用于邊角煤的回收開采作業(yè)中，而通常不會在單產水平較低的礦井開采作業(yè)中。二是刨煤機。此設備在薄煤層開采中應用，表現(xiàn)出較高的工作效率，同時其內部結構簡單，便于使用和維護。但是由于薄煤層的厚度、傾斜角度和頂板條件、地質條件等會影響其使用效果，因此在沒有在薄煤層開采作業(yè)中廣泛應用。三是爬底式單滾采煤機。此類采煤機層在本世紀初的某公司中應用，但是經過試驗之后得出其應用效果并不理想，因此也沒有在現(xiàn)代薄煤層開采中廣泛應用。四是刮板輸送機。此設備是煤礦生產中廣泛應用的設備，但是由于其具有較大的槽寬和較厚的中板，與底板的距離也較大，不太適合作業(yè)空間比較小的薄煤層開采作業(yè)中，因此也難以在現(xiàn)代化煤礦綜合機械化開采中廣泛應用。五是支護設備。在煤礦開采作業(yè)中為了保護作業(yè)人員和設備安全，目前所應用的各類支護設備比較豐富，多種支護設備以應對不同的地質條件。比如液壓支架已經在煤礦開采作業(yè)中廣泛應用，但是由于此類支護設備的調節(jié)范圍比較小、應用時無法靈活調整，難以適應薄煤層開采作業(yè)空間有限的特點。由此可見，目前煤礦開采作業(yè)中所用各類設備已經無法適應薄煤層綜采技術要求，這就需要深入研究綜采設備的結構、配套性、參數(shù)和自動化性能等，保證其適合薄煤層開采作業(yè)要求，提升薄煤層綜合機械化開采水平。

四、薄煤層綜合機械化采煤技術要點

1.短壁機械綜合機械化采煤機技術

應用此技術時，所用支護和運輸設備都是輕型設備，便于對這些設備的搬運和安裝。在此工作面中轉載和運輸機械設備可以組合應用，通過單機頭刮板輸送機的應用可以布置多種不同方式來滿足作業(yè)要求。所應用的雙滾筒采煤機可以采取從中間斜切入刀的方式實現(xiàn)單身切割，而所用單滾筒采煤機則采取從開切口后再進行往返切割的作業(yè)方式。此技術比較適合在長度為30～80m的工作面中應用，想要實現(xiàn)綜合機械化開采，要求上下兩個端頭可以快速作業(yè)，滿足機械化回采巷道要求，通常在煤層相對較厚的中小型礦井中應用。

2.長壁機械綜合機械化采煤機技術

此技術比較適合在工作面長度比較長且采煤量比較大的礦井生產中應用。在應用中為了保證開采作業(yè)效率，需要降低工作面端頭斜切入刀，在設計工作面長度時要綜合考慮工作面產煤量和成本，保證滿足所用刮板輸送機長度以及工作面地質情況等要求，通過延長工作面長度的方式可以減少工作面的搬遷次數(shù)。此長度還會受到采煤場地質、回采巷道支護、輸送機鋪設長度的影響。為此就需要保證割煤速度和支護速度平衡，做好妥善的煤礦開采組織管理工作，實現(xiàn)采煤機產量的提升。

五、薄煤層綜合機械化采煤技術的發(fā)展趨勢

基于目前薄煤層綜采中的技術與配套設備相關問題，未來，為了提升薄煤層綜采效率，需要發(fā)展掘錨統(tǒng)一化技術，不僅施工循環(huán)時間段、成巷速度快、每日進尺多，而且在發(fā)生頂板暴露等問題時可以迅速安裝錨桿來加強支護效果，改善支護作業(yè)環(huán)境和一次性成型效果。此外，還將連續(xù)采煤機應用于大斷面多巷薄煤層綜采作業(yè)中，通過此種高產的開采方式實現(xiàn)工作面順槽的連續(xù)開采作業(yè)，此類連續(xù)采煤機在我國的應用數(shù)量也逐漸遞增，薄煤層綜采進尺記錄也逐漸被打破，表現(xiàn)出采掘合一和開采速度快等優(yōu)點。此外，懸臂式綜合機械化薄煤層采煤機的發(fā)展是未來發(fā)展趨勢，表現(xiàn)出大功率、重型和自動化的優(yōu)點，實現(xiàn)機綜合機械化薄煤層采煤機應用范圍的擴大，同時要對新的截割方式進行研發(fā)，通過全巖巷鉆爆法、全液壓錨桿鉆機的應用來提升自動化水平和整機性能。

六、結語

在目前積極推進的薄煤層綜合機械化采煤進程中，需要掌握其基本工藝特性、分析常用設備并加以改進，研究相應的綜采技術并加快技術創(chuàng)新、發(fā)展，提升薄煤層綜采技術水平和作業(yè)效果。

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