薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)研究

樊占軍

(龍煤七臺河礦業(yè)有限責(zé)任公司新鐵煤礦，黑龍江 七臺河 154600)

綜合機械化采煤技術(shù)在我國出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代。20世紀(jì)末期，機械化采煤技術(shù)發(fā)展仍停留在理論階段。21世紀(jì)，綜合機械化采煤技術(shù)已從理論發(fā)展邁向了實踐操作，這是我國完全掌握采煤綜合機械化技術(shù)的關(guān)鍵時期，也是機械化采煤轉(zhuǎn)向現(xiàn)代化采煤的重要時間節(jié)點。綜合機械化采煤技術(shù)在厚、中厚煤層的狀態(tài)下可以實現(xiàn)采煤效率的提升，但在薄煤層的特殊煤層情況下，傳統(tǒng)的綜合機械化采煤方式已經(jīng)不適用。而薄煤層是我國煤礦的重要組成部分，需要將更多的理論付諸于實踐操作中，這樣才能解決薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)問題。

1 薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)的工藝要素

1.1 薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)的工藝特性

由于開采主體是薄煤層，大型設(shè)備的開采空間受限，而設(shè)備進行支架的操縱和升降往往需要更多的空間，這就造成了空間上的沖突。大型機械設(shè)備往往采用切削煤的方式進行煤礦開采，利用綜合信息化采煤技術(shù)的大型機械設(shè)備的自動化程度高，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，可以將機械設(shè)備操縱得更加靈活。操縱支架往往采用鄰架控制模式，而空間要較標(biāo)準(zhǔn)工作空間增加150～200 mm。薄煤層的回采工作面開采過程中，礦山的整體壓力對煤壁產(chǎn)生的破碎程度較低，而由于薄煤層存在煤體堅固和硬度大的情況，采煤機不但要有足夠強的切割能力，還需要有更強大的裝煤效果。因此，薄煤層的綜合機械化采煤技術(shù)的工藝特性是要求綜合性機械能夠在更狹小的空間工作且自身強度要達到一定的值。在薄煤層煤炭開采過程中，機械設(shè)備的配合及采煤機構(gòu)和設(shè)備支架的選擇都需要經(jīng)過科學(xué)驗證和煤層探究過程后再進行選擇，要求制造工藝更加精湛、科學(xué)。

1.2 薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)的工藝技術(shù)機理

薄煤層開采中利用綜合機械化方法的采煤工藝，需要在工作空間極其狹小的情況下解決工程設(shè)備的拼接、安裝及靈活操縱液壓桿等技術(shù)難題，由于給采煤機構(gòu)預(yù)留的空間有限，同時還要求采煤機構(gòu)的切割強度和運載能力，所以在滿足采煤機工作空間的要求下，需合理提高采煤機械設(shè)備的靈活性和可操作性，滿足工程標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)要求。

薄煤層的工作面高度較低，而大型采煤設(shè)備的支架需占用機械2/3的空間，在有限的空間內(nèi)，支架的升降范圍受到了嚴(yán)格限制，這給煤炭開采人員帶來了更多的操作難題，一些機械生產(chǎn)廠家針對此問題開發(fā)出鄰架先導(dǎo)換向閥控制技術(shù)，轉(zhuǎn)變了支架操作人員的工作方式，由原來的支架轉(zhuǎn)動的被動反饋操作變?yōu)橹鲃又Ъ芸刂乒ぷ髂Ｊ?，便于支架支起和收合，提高了支架操作工的安全性。支架的收放是利用電機與液壓缸配合進行工作，油缸采用雙伸縮及雙作用式，增加了支架的活動范圍。閥體的設(shè)計及制造屬于工程力學(xué)和液壓控制范疇，在主閥公稱流量的取值方面，應(yīng)令數(shù)值偏小，以保證性能良好的工作自鎖性和操作穩(wěn)定性。

隨著采煤工作的安全穩(wěn)步推進，在地質(zhì)構(gòu)造頂板破碎過程中，應(yīng)及時利用帶壓移架減弱對底板和頂板的傷害。工作過程中，頂板掉落的硬巖塊應(yīng)及時取出，避免因巖石堵塞而造成工作故障。如果出現(xiàn)煤層底板的起伏不平問題，要優(yōu)先考慮推采方向，科學(xué)改變開采方向，改變刀的切削量，以免出現(xiàn)支架頂梁下垂的情況，按照順平底板的方式開采，防止突然起伏造成煤機的突然抬起。

薄煤層工作面開采過程中，礦山壓力對煤壁的破裂程度較低，所以采煤機械應(yīng)具有更強的切削性能，利用楔形截齒配合改進型螺旋滾筒，提升滾筒的許用強度，增加切削性能，楔形截齒在工作過程中可以與薄煤層相互擠壓，令截齒橫截面形狀發(fā)生改變，對煤層造成二次破壞，其是與煤層擠壓形成的切斷形狀，在煤炭切削過程中不會出現(xiàn)問題。滾筒產(chǎn)生的離心力可以將不同大小的煤塊更加精準(zhǔn)地拋在溜子機，提升裝載效率，降低空氣中的粉塵含量，減小機械設(shè)備工作負(fù)荷。

1.3 薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)設(shè)備的技術(shù)要求

薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)設(shè)備的工作時間較長，需要連續(xù)工作工況次數(shù)較多，在采煤機和工作面溜子的材料選擇上，應(yīng)選用材質(zhì)強度高和耐腐蝕抗變形能力較強、含碳量較低的優(yōu)質(zhì)鋼進行加工，便于實現(xiàn)韌性標(biāo)準(zhǔn)。由于機體的構(gòu)件長度縮短，將會減少工件的占用空間，整個采煤機械的結(jié)構(gòu)會更加緊湊，緊湊的設(shè)計可以保證更加可靠的強度需求。在傳動機構(gòu)選擇方面，應(yīng)選擇傳動方式可靠、轉(zhuǎn)動扭矩較強的傳動設(shè)備，加強承載扭矩和彎矩構(gòu)件的制造和設(shè)計，保證每一零部件都能低于承載標(biāo)準(zhǔn)工作，更好地發(fā)揮機械效能，合理延長機械的壽命。

1.4 薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)的回采工藝要求

薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)的回采工藝要遵循綜合化采煤工藝在薄煤層開采技術(shù)上的機理，滿足回采工藝的特別要求。由于薄煤層的煤體較硬，采煤機構(gòu)的縱向切削深度設(shè)定在50 cm的切削范圍，這將減少采煤切割負(fù)載，確保采煤機即使在更長的負(fù)載狀態(tài)下也能夠平穩(wěn)運行，減少采煤機運行事故的發(fā)生。采煤機械切割是機械負(fù)載最大的過程，機械的行走速度應(yīng)放緩，倘若遇到極硬的煤層，應(yīng)減緩煤機震動，避免出現(xiàn)共振情況，將導(dǎo)致機械壽命衰減的影響降到最小。切削過程要密切關(guān)注切削溫度，若溫度過高會令煤炭自燃，造成資源浪費和開采溫度的提高，導(dǎo)致切削刀具受損。回采工作面的上下端頭是機器尾部布置位置和工作面溜子機頭位置，所以采煤機的高度范圍應(yīng)比操作空間范圍低50 cm左右，保證溜子機頭和機械端頭支架的操作空間，避免端頭部分與溜子機械尾部相互碰撞，造成強度降低和結(jié)構(gòu)的破壞。

2 結(jié)語

由于薄煤層具有地質(zhì)特殊性，應(yīng)采用綜合機械化方法進行開采，采用更加積極合理的綜合化采煤工藝，提升煤炭開采的綠色發(fā)展動力。煤炭開采機械生產(chǎn)廠應(yīng)對煤炭開采流程進行優(yōu)化，為機械開采設(shè)備提供更多的理論支撐，不斷提高綜合采煤機械化和自動化程度，加大綜合化機械開采和使用范圍?？偨Y(jié)薄煤層采煤技術(shù)原理，以更加科學(xué)的手段將采煤工人的工作量合理降低，為工人提供更加舒適和安全的工作環(huán)境，發(fā)揮最大的人力價值。應(yīng)綜合掌握開采技術(shù)，使綜合薄煤層開采技術(shù)更為成熟，為煤炭事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展貢獻力量。