河南省薄煤层开采技术及综合配套支撑体系探讨

李桂云，杨战标，周国友

（中国平煤神马集团能源化工研究院，河南平顶山 467000）

河南省薄煤层开采技术及综合配套支撑体系探讨

李桂云，杨战标，周国友

（中国平煤神马集团能源化工研究院，河南平顶山 467000）

简要介绍了河南省煤炭资源及煤田地质的概况，简述了我国薄煤层开采的发展状况和国外薄煤层开采技术现状。根据河南省薄煤层资源和开采状况，对河南省5大重点煤炭开采企业的薄煤层开采技术和工艺提出了建议，并提出了薄煤层开采应建立和完善技术性与政策性综合配套支撑体系。为实现薄煤层安全高效开采，必须坚持“五个三原则”:三同步原则;三高原则;三化原则;三新原则及三合理原则。

薄煤层;开采技术;综合配套支撑体系

1 河南省煤炭资源及煤田地质概况

河南省已查明煤炭资源储量为65.114Gt，已动用资源量4.93Gt，保有资源储量60.184Gt，垂深2000m以内预测资源总量约127Gt。

河南省含煤地层主要为石炭二叠系，其中二叠系山西组所含之二煤层约占全省煤炭储量的80%以上。寒武系、三叠系、侏罗系和第三系也含煤，其经济价值各异。境内共分布有19个煤田，分别为平顶山煤田、韩梁煤田、临汝煤田、义马煤田、陕渑煤田、宜洛煤田、新安煤田、偃龙煤田、荥巩煤田、新密煤田、登封煤田、禹县煤田、安阳—鹤壁煤田、济源煤田、永夏煤田、确山煤田、商固煤田、南召煤田等。由中平能化集团、河南煤化集团、郑煤集团、义煤集团、神火集团等5大煤炭重点企业分别对19个煤田进行统一规划开采。

据不完全统计，截止2009年末河南省5大重点煤炭开采企业生产矿井资源储量约10.6Gt，可采储量约5.2Gt。其中薄煤层工业储量约 1.4Gt，约占总量的13%;可采储量约0.8Gt，约占总量的15%。因此，发展薄煤层高效开采技术是提高煤炭资源采出率、实现可持续开采的重要技术途径，是河南省老矿区资源开发的必然选择，对于煤炭行业和煤炭企业的发展具有重要意义。

2 国内外薄煤层开采技术现状

2.1 我国薄煤层开采技术现状

我国薄煤层的开采经历了几个发展阶段。20世纪50年代薄煤层开采主要使用炮采工艺;60年代开始使用深截煤机掏槽，爆破落煤;70年代薄煤层机组得到较大发展，分别研制出不同类型的刨煤机，包括钢丝绳牵引刨煤机、全液压驱动刨煤机和刮斗刨煤机等，l974年研制成功BM－100型薄煤层滚筒采煤机;90年代天府矿务局和徐州矿务局，分别从俄罗斯和乌克兰引进了螺旋钻采煤机，2003年新汶矿业集团引进了三钻头的螺旋钻采煤机，用于薄与极薄煤层的开采，使一些用传统采煤工艺不能开采的薄、极薄煤层得到有效开采利用。经多年摸索和实践，我国已成功研制生产出多种多电机驱动、变频调速、大功率、无链牵引采煤机，与之配套的液压支架、工作面输送机等，形成了薄煤层综合机械化采煤技术。

随着对薄煤层开采的日益重视，薄煤层采煤设备的开发和研制也成为我国一些煤矿机械企业研发的重点，使薄煤层开采技术有了重大突破。目前国内薄煤层综合机械化开采水平已大为提高，形成了5种主要的开采方式:炮采、高档普采、刨煤机配液压支架综采、滚筒采煤机配液压支架综采、螺旋钻采煤法。

我国在薄煤层开采方面，兖矿北宿煤矿炮采、松藻同华煤矿高档普采、铁法小青矿刨煤机采煤、螺旋钻采煤、滚筒采煤机采煤都取得了成功。

2.2 国外薄煤层开采技术现状

国外长壁式薄煤层高效开采主要有2种技术途径:采用刨煤机、刮板输送机和液压支架的刨煤机综采机组;采用滚筒采煤机、刮板输送机和液压支架配套的采煤机机组。

3 河南省薄煤层安全高效开采技术

通过对河南省薄煤层资源及开采状况调查分析，提出河南省5大重点煤炭开采企业开采建议。

目前河南省薄煤层开采主要集中在中平能化集团，正在开采薄煤层的主要矿井有一矿、四矿、五矿、八矿、十矿、十二矿和平禹二矿，共7个矿，全部采用滚筒采煤机综合机械化采煤法开采，最高的平均月产80kt，最高月产103kt。中平能化集团大部分矿薄煤层较稳定，直接顶板为泥岩或砂质泥岩，底板为泥岩或砂质泥岩，宜选用滚筒采煤机综合机械化采煤法开采，并进一步加大薄煤层采煤机、液压支架、刮板输送机的配套研究，实现薄煤层自动化开采。

河南煤化集团永煤公司薄煤层资源丰富，正在开采薄煤层的主要矿井有永煤公司吕沟煤矿。煤层较稳定，直接顶板为泥岩或砂质泥岩，底板为泥岩或砂质泥岩，在坚持炮采的基础上，提高装备水平，选用滚筒采煤机综合机械化采煤法开采。

河南煤化集团焦煤公司薄煤层资源储量不多，目前正在开采薄煤层的矿主要为朱村矿。煤层较稳定，直接顶板为L5灰岩，类别为Ⅳ类坚固的非常稳定顶板，底板为粉砂岩，开采工艺采用薄煤层机采，单体戴帽点柱支护，采空区采用膏体充填处理。开采工艺建议改变支护形式，采用液压支架配合滚筒采煤机开采，实现综合机械化回采。

河南煤化集团鹤煤公司薄煤层资源储量不多，目前正在开采薄煤层的矿为王河煤矿，煤层较稳定，直接顶板为灰岩，类别为Ⅳ类坚固的非常稳定顶板，底板为铝土泥岩，采用炮采和普采。为提高采面单产，建议对现有的炮采和普采工作面进行设备升级，采用液压支架配合滚筒采煤机的综合机械化采煤法。

郑煤集团薄煤层资源比较丰富，目前正在开采薄煤层的矿为赵家寨煤矿和金龙煤业公司。赵家寨煤矿直接顶板为泥岩或砂质泥岩，底板为泥岩或砂质泥岩，采用综采。金龙煤业公司直接顶为灰岩，采用炮采。建议赵家寨煤矿在目前综采的基础上，向自动化无人工作面方向发展。金龙煤业公司为提高采面单产，应逐步淘汰炮采工艺，研究综合机械化开采的适应性。

神火集团薄煤层储量较丰富，目前正在开采薄煤层的矿为新庄煤矿，煤层较稳定，直接顶板为泥岩或砂质泥岩，底板为泥岩或砂质泥岩，全部为综采。建议在综合机械化开采的基础上，向自动化无人工作面方向发展。

义煤集团薄煤层储量不多，目前正在开采薄煤层的矿为曹跃公司，煤层顶板多为灰白色中厚层状粗－中粒长石石英砂岩，局部为砂质泥岩，煤层底板为黑色泥岩及砂质泥岩，采用炮采。由于采面单产较低，建议对现有的炮采工作面进行设备升级，研究综合机械化开采的适应性。

4 薄煤层开采技术综合配套支撑体系

矿井要实现薄煤层安全高效开采，必须建立薄煤层开采技术综合配套支撑体系。从地质技术条件、通风技术条件、瓦斯治理技术、防治煤与瓦斯突出、综合防尘技术、防灭火技术、防治水技术、煤质管理、政策扶持等方面完善支撑体系，从而实现矿井安全高效生产。

4.1 技术性支撑

薄煤层开采对地质工作提出了更高的要求，必须建立薄煤层开采地质条件保障体系，对井田范围内薄煤层进行地质条件综合评价、采区采前地质条件勘查、工作面地质条件超前探测等。

“一通三防”是煤矿安全生产管理的重点，在薄煤层开采中，必须高度重视。针对薄煤层开采特点，完善矿井通风、防治瓦斯、防火、防尘系统，为薄煤层开采奠定安全基础。

薄煤层开采过程中破矸较多，造成煤质较差。因此，必须提高认识，加强领导，落实责任，完善采选系统，强化煤质管理，在井下建立矸石仓，在地面建立洗煤厂，提高矿井经济效益。

为实现薄煤层安全高效开采，必须坚持“五个三原则”:

（1）三同步原则，即“同步勘察、同步规划、同步设计开发”的原则。

（2）三高原则，即“高起点、高投入、高效益”的原则。

（3）三化原则，即“规模化、机械化、自动化”的原则。

（4）三新原则，即推广应用“新技术、新工艺、新装备”的原则。

（5）三合理原则，即“技术方案合理、经济效益合理、社会效益合理”的原则。

4.2 政策性支撑

国家及各级政府产业管理部门应充分提高对薄煤层开采的认识程度，制定薄煤层开采产业规划，从政策上规范薄煤层的开采。

对于薄煤层开采国家及各级政府应给予政策性支持，制定薄煤层开采的补贴和减税政策。

5 经济效益分析

薄煤层开采投入大、产量低、效益差，进行薄煤层开采必须进行详细的技术经济分析，在技术上要保证薄煤层资源安全高效回收，在经济上要实现效益最大化。

（1）当投入产出比等于或小于1时，对于一些衰老矿井和现有生产矿井，可以考虑开采;当投入产出比小于0.8时，经济效益较好，推荐开采;当投入产出比大于1时，经济效益处于亏损状态，对于一些衰老矿井建议政府给予政策性补贴开采;对于作为保护层开采的，其综合效益比较显著，推荐开采。

（2）新建薄煤层矿井时，必须进行经济效益分析，充分考虑煤炭售价与市场前景，投入产出比小于0.8时，推荐投资建井。

（3）在现有生产矿井中，要充分利用已有生产系统进行薄煤层开采，实现薄煤层煤炭资源的回收和开采效益的最大化。

6 结束语

根据不同矿井条件不断完善薄煤层长壁开采技术，不断提高机械化和自动化程度水平 ，发展薄煤层高效开采技术，逐步建立薄煤层开采技术综合配套支撑体系，提高煤炭资源采出率，实现协调开采可持续发展。

［1］毛德兵，蓝 航，徐 刚.我国薄煤层综合机械化开采技术现状及其新进展［J］.煤矿开采，2011，16（3）:11－14，76.

［2］袁 亮.薄煤层开采技术与装备研究［J］.煤矿开采，2011，16（3）:15－18，42.

Discussion on Thin Coal-seam Mining Technology and Comprehensive Equipment Match System

LIGui-yun，YANG Zhan-biao，ZHOU Guo-you

（Energy＆Chemical Industry Research Institute，Shenma Group of Pingdingshan Coal Group，Pingdingshan 467000，China）

After briefly introducing coal resource and coal geology of Henan Province，this paper analyzed domestic and overseas development status of thin coal-seam mining.Based on this，it presented suggestions for thin coal-seam mining and technique of 5 key coalmining enterprises of Henan Province.It also put forward comprehensivematched technology and policy supporting system needed by thin coal-seam mining.To realize safety and high-effectmining of thin coal-seam，“five three-principles”must be insisted.They are:three-synchronization principle，three-high principle，three-principle，three-new principle and three-rationality principle.

thin coal-seam;mining technology;comprehensivematched system

TD823.25 1

A

1006-6225（2011）05-0005-03

2011－08－06

中平能化集团平煤股份2010年科研重点攻关项目:河南省薄煤层开采技术及综合配套支撑体系研究 （41040220102116）

李桂云 （1963－），男，湖南衡南人，硕士研究生，高级工程师，从事采矿技术研究。

［责任编辑:施红霞］