薄煤层开采中综合机械化采煤的应用研究

薄煤层开采中综合机械化采煤的应用研究

刘照辉  秦凡

平煤股份二矿  河南平顶山  467000

摘要：从当前薄煤层的开采情况来看，选择使用滚筒采煤机、刨煤机等技术较多，不同类型的采煤技术有着不同的优势与不足，从薄煤层开采实践来看，选择使用综合机械化的方式进行开采是主要内容和发展趋势。因此，对综合机械化采煤在薄煤层开采中的应用进行分析有着较为重要的意义。本文从分析薄煤层开采的主要特点入手，根据实际工作情况重点剖析了综合机械化采煤在薄煤层开采中的问题及发展应用，以供参考。

关键词：薄煤层开采；综合机械化采煤；应用

引言

随着浅部容易开采煤层的开采殆尽，各种类型的薄煤层成为当前的重点开采对象之一，但是从当前薄煤层开采情况来看，传统的采煤方式所带来的开采质量和效率相对于实际需求有着较大的差距，选择使用综合机械化开采是薄煤层开采的重要方式。

1 综合机械化采煤在薄煤层开采中的主要特点

首先是综合机械化设备采煤设备选型。首要选择的是采煤机，在选择采煤机时，重点从采煤机的工作时间、采煤截深、采煤高度及牵引速度等方面考虑。滚筒调高的方式、滚筒直径、滚筒摇臂摆角的方式等直接决定了工作面采高，在进行滚筒的选择时，应当满足装煤效果、工作面挖地量及采煤高度等方面的要求。在选择采煤机的截深时，应当从支架的移架步距、顶板岩性、煤层的硬度及厚度等方面入手，科学确定出采煤机的截深。对于牵引速度应当控制在一定的范围内，主要考虑支架移动的速度、采煤机截割的厚度及煤层的硬度等。在选择采煤机的牵引力时，应当充分考虑摩擦因素、牵引速度、采煤机采高及煤质等方面的因素。然后需要选择液压支架。在进行支架的选择时，重点需要对支架结构参数、支架阻力及支护的强度等方面进行充分的考虑，同时还需要结合工作面的实际情况，对支架的操作方式、阀组的实际工作性能等进行全面的考量。在本次选择支架时，也充分考虑了煤层实际情况、煤层顶底板岩性的实际情况等。最后是选择刮板运输机。刮板运输机的实际运输能力，应当与采煤机的生产能力实现有效匹配，在本次选择刮板运输机时，选择的刮板运输机的工作能力是采煤机最大生产能力的1.2倍。同时，对工作面的实际生产条件、煤质硬度、生产能力等方面进行综合考虑，选择了刮板运输机的结构类型、链条数目等。此外，也充分考虑到工作面的煤层倾角、运输的长度等相关的因素。其次，工作面回采工艺。主要分为七个步骤。

本次采用的是走向长臂后退式采煤方法，采煤设计采用的是综合机械化开采，放顶的方式为人工放顶，顶板的控制管理方法为全部垮落法管理顶板。主要步骤为：

①回采工艺流程设计。采煤机上行割煤，一次采全高，然后进行支架的移动，开展端头支护，然后移动上机头，上机头移动到位后，推溜子，最后，施工人员清理浮煤。

②落煤方式。本次的综合机械开采，选择使用的是采煤机双向割煤的方式，也就是前滚头主要割顶煤，后滚筒主要负责割底煤，一次割煤为往返一次，可完成两刀煤的割除。

③装煤方式。本次采煤机割煤后，主要通过滚筒螺旋叶片进行煤炭资源的装运，其他的煤炭通过挡煤板进入到刮板运输机中。

④运煤方式。本次运煤选择使用刮板运输机进行运煤，通过刮板运输机将开采的煤炭运输到煤仓。

⑤支护方式。在本次开采的过程中，为了最大限度地避免生产过程中来回收支架的问题，工作面设计安装80架ZY3300/7.5/15D型支架，切眼长度为186m，安装时支架下部20m和上部46m为液压单体支柱支护。随着工作面的不断向前推进，支架的数量在增加或者删减。本次工作面液压支架间排距设计为1200mm×800mm，在采空区的一侧布置有1排密集支护，柱体之间的距离设计为300mm，在采煤机完成了一次割煤之后，施工技术人员完成回柱放顶施工，本次的放顶步距设计为0.6m。

⑥移架方式。本次设计使用及时支护的方式对工作面进行支护，在进行相邻支架的操作时，先降低支架后移动支架，带压擦顶的方式进行支架的移动。通常情况下，滞后采煤机4架左右时开采进行支架的移动。若出现了顶板较为破碎的问题，可在滞后2架后进行支架移动，及时对顶板进行支护，更好保证顶板的完整性。⑦移溜方式。技术人员在进行推溜作业时，采取依次进行的方式进行操作，一般情况下，滞后移架的距离控制在13m左右。弯曲段的长度控制在15m以上，溜槽水平弯曲的角度应控制在1°范围内，垂直弯曲的角度控制在3°范围内，推溜从一端依次向另一端逐节进行推动。

2 生产中出现的主要问题及解决措施

在上述采煤工艺开始开采之后，出现了一定的问题，结合工作面的实际开采情况，采取了针对性的优化措施取得了较好的效果。首先，出现了薄煤层采煤机装煤效率偏低的问题。从开采的初始阶段来看，采煤机的装煤效率在40%之内，导致很多煤层在被开采下来之后，拥挤到刮板运输机上，导致出现了明显的推溜困难的问题。因此，针对这个情况，在本次开采时，对采煤机滚筒进行了针对性的改造。将采煤机的滚筒从0.9m提升到1m，同时，在采煤机的摇臂上安装上了挡煤板。其次，采煤机滚筒的旋转从外旋的方式调整为了内旋的方式，并适当增加了滚筒螺旋的升角，从最初的16°增加到了17.5°。在对采煤机进行改造之后，装煤效率得到了明显的提升，根据测算表明，装煤效率超过了80%，对薄煤层来讲，这种装煤效率已经达到了高产高效的效果。其次，随着采煤机的使用来看，截齿出现了较大的消耗。因为本次薄煤层顶板和底板的岩层均相对坚硬，为了确保支架处于最小的支护高度，出现了较为明显的截齿消耗问题，甚至对截齿的齿座也产生了负面的影响。所以，在开采时，为了更好防止这种情况出现，本次更换了耐磨截齿，在遇到了煤层变薄的情况时，配合使用了松动爆破，最大限度地防止采煤机在较长的时间内处于过载的工作状态。此外，由于本次选择的采煤机的整体机身相对较长，在遇到了地质变化的情况后，出现了通行困难的问题。因为煤层的厚度、坡度变化相对较大，出现了很多地段需要挑顶、卧底的问题，甚至有“两头翘”的问题发生，带来了较为严重的采煤机通行困难的问题。

因此，在本次生产的过程中，对工作面出现的坡度变化情况，技术人员全面做好了监控，在出现了地质情况变化较大的问题时，及时结合实际地质情况采取针对性的措施，严格的防止上述问题出现。在本次回采的过程中主要出现了上述三类问题，通过采取上述措施，取得了较好的开采效果。

3 综合机械化采煤在薄煤层开采中应用的发展趋势

随着物联网技术、互联网技术的不断发展，在未来薄煤层的开采过程中，智能化开采是其必然的趋势。同时，薄煤层综合机械化开采的工艺并非一成不变的，需要煤炭企业充分结合煤矿实际情况，结合实际地质条件，采取更为科学合理的薄煤层综合机械化开采方式。例如，可通过布置对拉工作面的方式，更好提升薄煤层的开采效果。在工作面可布置两台采煤机，采用中部和端部斜切进刀的方式进行采煤，从生产实践来看，取得了较好的开采效果。

结语

综上分析，在薄煤层开采过程中，选择使用综合机械化开采是重点方式，从当前的开采实践来看，在很多方面也表现出一定的不足，影响到薄煤层开采的质量和效率，因此，这就需要煤矿企业充分认识到做好薄煤层开采的重要性，切实从自身薄煤层开采的实际出发，采取针对性的措施，更好提升薄煤层的开采效果。

参考文献：

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