极薄煤层采煤工艺技术探析

段军

【摘 要】本文对极薄煤层采煤工艺的现状及特点进行了详细的论述，以期能够为煤炭企业提供一点技术借鉴。

【关键词】极薄煤层；特点；采煤工艺；优化

我国是个煤炭大国，我国薄煤层储量占煤炭总储量的20%，而产量仅占总产量的10%左右。长期以来，由于薄煤层开采困难、效率低、成本高、工作环境差，所以薄煤层尤其是极薄煤层的开采技术问题一直未能得到很好地解决。因此，探索试验薄及极薄煤层开采新工艺、新方法和新设备，最大限度地回收有限的煤炭资源，显得越来越重要。

一、极薄煤层资源的开采现状及特点

所谓的极薄煤层主要是指煤层厚度在0.6m到0.8m之间，极薄煤层一直以来都是煤炭开采当中的难点，一些煤矿由于技术和设备的限制没有极薄煤层的开采能力，导致很多极薄煤层在发现以后被闲置和浪费。在上世纪90年代，受到技术和设备的限制我国极薄煤层开采的极少，多数煤炭企业将开采的重心放在了厚煤层和中煤层上，只有极少数的企业具备极薄煤层开采条件。但是随着最近几年，煤炭资源的逐渐枯竭，煤炭企业对极薄煤层的开采愈发重视，技术和设备有了不同程度的进步和发展。极薄煤层与厚煤层、中煤层相比，也有自身明显的特点，这些特点主要表现在以下几个方面：第一，在开采的过程中矿工只能在工作面上爬行或者卧姿开采；第二，开采的条件非常差，设备移动比较困难；第三，工作面的接替工作相对较难，掘进效率比之其他煤层相对较高；第四，投入和产出比较低。

二、极薄煤层采煤工艺的优化设计

（1）长壁采煤工艺。长壁采煤工艺在极薄煤层的开采过程中可以使用普采和综采两种方法，也可以使用滚筒采煤机和刨煤机，但是这些工艺和机械在使用的过程中不可避免地要受到极薄煤层厚度的限制。其中滚筒采煤机是一种破煤能力很强的工艺，目前在我国煤矿生产当中大概有二十多种滚筒采煤机，但是只有爬底板式适用于极薄煤层的采集，其他的并不适合，其他的主要用于薄煤层的开采。刨煤机是长壁采煤工艺当中另一种重要的机械，这种机械是用沿煤层切削的刨刀刨落煤炭，而被刨下的煤是靠犁形板装入刮板运输机当中，这种运输机械的动力装饰一般在面端部的平巷内。刨煤机相对滚筒采煤机，它具有能耗少、效率高、粉尘少、产量高的特点，这种机械本身的造价和检修成本就比较低，目前在极薄煤层采集当中应用的非常广泛。长壁采煤技术随着应用最近几年得到良好的改进，比如说在现在普遍应用的用点柱或带冒点柱，同时增大了支柱的间排距，液压支架一般是薄顶面，这就为挖掘创造了更多的作业空间。此外，在这种开采工艺使用过程中，为了提高掘进效率，一般采用对拉工作面布置和沿空留巷。（2）螺旋钻机采煤工艺。螺旋钻机采煤是一种最简单的极薄煤层采煤工艺。这种极薄煤层的开采工艺，需要先在极薄煤层当中开掘出平巷，然后再用螺旋钻机向巷道两侧的煤层中钻进，在掘进的时候螺旋钻进的钻头一般装有截齿，在掘进的时候一般起到的是钻进和截割，螺旋钻杆钻入煤体。这种采煤工艺最重要的是根据煤层及地质构造需要选择合适的螺旋钻头，一般来说煤层厚度和赋存稳定性决定钻头的大小，只要钻头比煤层厚度小5cm～l0cm，一般就能满足极薄煤层的采煤要求。这种技术是利用螺旋叶片将开采的煤带出来，然后将装进顺槽运输机内，运到地面存储地点。（3）连续采煤机房柱式采煤工艺。从上世纪末开始，国内从美国引进连续采煤机房柱式采煤工艺技术，这种技术主要适用于0.7m～0.8m的极薄煤层，其成本、效率等方面都比较高，对于各种地质环境的适应性也比较强。这种采煤工艺的最突出的特点就是实现了采掘合一、边掘边采，同时在采煤的过程中能够充分利用煤柱作为临时或者永久支撑顶板来保证采煤过程中作业面的稳定与安全。并且在采煤结束以后所有的煤柱能够全部回收，提高煤炭资源的利用率。主要设备有采煤机、转载机、带式输送机和锚杆机等。（4）急倾斜煤层钢丝绳锯采煤工艺。急倾斜煤层钢丝绳锯采煤工艺主要用于1.2m，倾角在85°的急倾斜薄煤层的采煤中，但是随着技术的进步，这种技术在最近几年也开始应用到极薄煤层采煤中。这种采煤工艺工作面单产1600t/M，直接工效8t/I。这种采煤工艺的工作面是走向布置，一般来说是斜长l0m，走向长度150m，电机、绞车、对轮、导向轮和手动葫芦等施工机械是布置在工作面下巷上的，采煤作业及运煤都是依靠牵引机械作业的，利用锯齿在煤壁上拉出两条煤沟槽。利用矿山本身的压力作用使其自行脱落下来。这种采煤工艺在采过后一般那不需要进行支护，而是每隔15m左右留2m左右的煤柱来支撑顶板。主要用于顶底板坚硬、完整、稳定性好，煤质松软、不粘顶、不含夹石层的极薄急倾斜煤层开采工作，具有开采效率高、开采能力强的特点。

极薄煤层的开采对采煤工艺、技术和机械提出了更高的要求，随着科研投入的增加，长壁采煤等采煤工艺也得到了进一步发展和提高，在降低作业成本的基础上大大提高了采煤效率和作业安全，有效的满足了极薄煤层的开采需要。工前预想是应用现代安全管理技术和方法，对生产作业过程全面地进行事前分析，找出各种危险因素，并对可能产生的危险因素给予科学的论证和预测，制定最佳的预防措施，有效防止事故发生。