浅论煤矿的薄煤层机械化采煤技术

浅论煤矿的薄煤层机械化采煤技术

孙伟

（淮北矿业集团朔里矿业有限责任公司，安徽淮北235052）

摘要：本文分析薄煤层开采的主要特点、存在的主要问题，以及常用的几种薄煤层机械化开采技术，最后介绍薄煤层机械化开采技术的基本趋势。

关键词：煤矿；薄煤层；机械化开采；技术

引言：

我矿随着矿井煤炭资源的不断枯竭，现仅剩有一点少量的薄煤层。这些边角煤块，其所处的地质条件都比较复杂，开采难度相当大。在现有的技术条件下，仍使用薄煤层机组实行机械化开采，以尽力提高回采的效率，将唯有的这点煤炭资源全部回收出来。现就使用的快速、有效的薄煤层机械化采煤技术进行探讨。

1薄煤层开采的主要特点

对于薄煤层的划分，一般将煤层厚度≯1.3m的称薄煤层。而薄煤层的开采，特点主要有以下四点：第一，开采薄煤层的过程中，往往会受到周围的地理环境与分布的空间影响，造成使用机械设备开采的难度系数加大，且受到开采空间的影响。由于施工人员的工作范围有限，瓦斯、灰尘等有害气体的排放也困难，容易产生较多的安全隐患，并引发事故，这就会对施工人员的人身安全构成威胁。第二，开采薄煤层时，因煤层厚度低，开采速度也快，相关机械设备的使用周期就缩短，显得机械设备工作的频率也被加快。第三，薄煤层与厚煤层相比，投入的开采资金也较大，相对成本就高。但是，开采薄煤层也有一定的优势：薄煤层工作的工作面顶板位移很小、控制比较容易、开采时不会造成大面积塌方，且不会给周围的煤层带来太大的影响。第四，薄煤层与厚煤层开采相比相比，产量低、抛洒所造成的浪费较为严重，且周围的地理环境多样又复杂，会对产量造成较大影响。一般开采薄煤层的生产量只有较厚煤层的30％左右。

2薄煤层开采中存在的主要问题

薄煤层的产出率为：采区回采率=采出量/动用储量=（动用储量-开采损失）/动用储量。薄煤层开采中主要存在的问题集中到以下几点：①采高低，工作条件差，设备也移动困难。尤其是薄煤层综采工作面，当低于1.0m以下时，工作人员就很难出入，何况作业。一些采煤机械由于受到了空间的限制，比如液压支架往往要两、三次伸缩才能满足要求，这就增大了设计难度与制造成本。②采掘比大，掘进率高，造成采煤面接替困难。因机械化生产，其掘进速度就要大大提高，有些半煤岩巷道的掘进手段还跟不上机采的速度，所以就容易造成了综采面的接替紧张。③薄煤层的工作面和地质结构都比较复杂，常会遇到断层等地质构造，而相比厚煤层开采，这就给长壁工作面的机采造成了更大的困难。④就薄煤层长壁工作面的机械化采煤来说，投入产出比也远不如厚煤层的可观。其技术水平、装备水平与厚煤层开采基本相当，但产出却只有一半或更低。显然，薄煤层开采只有大范围的推进机械化，并在不同的地质条件下使用合适的设备和技术手段，以此才能弥补这种缺陷与不足之处。

3常用的几种薄煤层机械化开采技术

现在对于薄煤层的开采，主要是运用采煤机采煤技术、螺旋钻机采煤技术、刨煤机采煤技术等三种机械化采煤技术。

2)螺旋钻机采煤技术。对于螺旋钻机，它是在开采薄煤层中使用最广泛的一种机械化设备，主要用在煤层厚度为0.4m-0.8m的煤层开采，它能够实现施工现场无人看守，使开采薄煤层的施工人员全部可在巷道内工作，从而为施工人员安全环境创造了有利的条件，同时还可以高效的防止瓦斯爆炸事故和顶板坍塌事故的产生。它的应用从而实现了资源、人力投入少，并有较高的开采效率，能大大提高生产量。与传统的采煤技术相比，螺旋钻机采煤机技术结构比较简单，维护非常容易，且安全性较强，还能实现全新的无人看守工作面。该技术的运用，可以使煤层的厚度从0.8m延伸0.4m，对煤层较松软的开采有很高的适用性。

3)刨煤机采煤技术。该采煤技术也是现阶段开采薄煤层应用较多的机械化采煤设备。优点：一是能够实现薄煤层综合化机械开采，比如自动化开采；二是在采煤过程中可以连续工作，时间利用能力较高，作业产生的煤尘也少，设备内部结构简单，维护容易。刨煤机采煤技术不仅可以保证开采质量，还能提高采煤效率。它主要使用在煤层倾斜角度≯25º的开采，且硬度≯25MPa，硬度要小于底板硬度，周围的地理环境要求稳定。刨煤机工作时运行的最快速率为3m/s，切割煤时的功率＞400KW，切割时每刀深度为0.25m。这种机械化采煤技术集装煤、落煤、运煤于一体，不需要技术人员跟机工作，对容易出现瓦斯爆炸的薄煤层还可以实现安全开采。刨煤机的机械结构也比较简单，维修比较容易。

4薄煤层机械化开采技术的基本趋势

随着国家煤炭事业的发展，市场经济与科学技术的不断进步，现阶段开采薄煤层的机械化技术仍是上述提到的三个方面的采煤技术。在技术上虽有很大程度的提高，但在很长一段时间内仍需继续使用。现在机械化设备的创新取得了新突破，适应了新时代对采煤技术的新要求，比如滚筒式悬臂采煤机、采刨机。它们也是近阶段薄煤层采煤技术的发展基本方向。

1)运用滚筒悬臂式采煤机开采。当薄煤层最高的开采下线为O.8m时，而滚筒悬臂式采煤机开采薄煤层最高的采煤下限可以达到4.5m，其摇臂厚度也能达到4.5m，与此同时切割煤层时的最大功率就能达到200KW。使用滚筒悬臂式采煤机在开采薄煤层时，还可以使用无齿轨链牵引，以及锚链牵引等多形式的牵引方式，其适应性较强。

2)运用采刨机开采薄煤层。对于采刨机，其结合了采煤机和刨煤机采煤技术的优点，也是一种新型的薄煤层机械化采煤技术。它使用了采煤技术相对成熟的技术，比如记忆切割、无线分段遥控技术、远程通讯技术等；使用了煤矿下压落煤类提升装煤效率，将牵引功能安装在传输机的头部和尾部，便于提升工作时的安全性和可维修性。这种新型的机械化采煤技术，其生产力基本处在国家生产的开采薄煤层机械设备和进口自动化刨煤机机械化设备之间，它可以将自动化控制有效的得以实现，从而大大提高了采煤的效率。

结束语：

薄煤层开采需要投入大量的资金和技术，相对于厚煤层开采难度更大些。工矿环境的限制，人工开采厚煤层方式就不再适用了，迫切需要大范围的推广自动化、机械化的开采技术，方能满足生产要求。薄煤层开采技术与国际领先水平仍有差距，还有待于广大科研人员去不断的努力改进。矿井的衰老，薄煤层相对增多，而薄煤层的采煤技术就受到了广泛的关注。但是，当前在薄煤层开采的过程中，还存在很多问题亟待解决，比如如何实现高效开采就是个大问题。因此，加快薄煤层机械化采煤技术的发展也很有必要。

参考文献

[1]米小瑞.薄煤层煤炭开采现状分析和对策[J].科技资讯，2011，23:1O8-109.

[2]张新建.薄煤层机械化采煤技术探讨[J].中国新技术新产品，2013，04（下）:151.