煤矿薄煤层开采之我见

王俊鹏

摘 要 在我国，煤矿经过多年开采，不少矿井中厚煤层已近枯竭，薄煤层的开采正规模化地进行，如何发展好薄煤层开采技术对于开发利用煤炭资源，延长矿井开采年限和实现高效开采都具有十分重要的意义。本文分析了重点薄煤层开采的工作面设备选择及开采工艺的选择，并对目前应用较广的刨煤机配液压支架综合机械化开采方法、螺旋钻采煤法、滚筒采煤机配液压支架综合机械化开采法三种薄煤层开采技术作了详细介绍。

关键词 薄煤层开采 设备 工艺技术

煤矿薄煤层开采之我见

（冀中能源峰峰集团大社矿 河北·邯郸 056201）

中图分类号：TD823 文献标识码：A

1前言

据统计，在我国一些地区薄煤层储量比重很大，某些矿区薄煤层的煤炭储量占了其煤炭资源的50%以上。尽管薄煤层都有较好的储存条件，但由于受开采劳动强度大、安全系数低、机械化程度低、工作效率低等因素的影响，薄煤层的采煤量比例仅占薄煤层储煤量的10%，产储比例严重失调，也造成煤炭资源的严重浪费。如何解决薄煤层开采的关键性技术问题，降低薄煤层开采成本，提高薄煤层开采产量，降低采煤工人的劳动强度，是每一个煤矿开采技术人员都值得研究的问题。

2薄煤层开采的特点及问题

2.1薄煤层开采的特点

由于薄煤层的开采厚度小，与中厚及厚煤层的开采相比，主要存在以下特点：一是煤层薄、采高低、煤质硬、劳动效率低。薄煤层的煤层厚度多在1.3米以下，并且煤层硬度多大于3～4，使得采掘人员在进入工作面及作业时，作业空间狭小，严重制约着采掘设备的发挥，一些采掘设备在采掘过程中，连移动都十分困难，采煤工人更是举步维艰，无形中增加了劳动强度和采掘难度。二是薄煤层的采掘比例大、掘进率高，造成采掘接替紧张。另外，随着煤层的厚度、角度的变化，以及褶曲、断层等构造，都会对采煤工艺选择产生较大的影响。

2.2薄煤层开采存在的主要问题

近年来，在我国薄煤层开采技术上有了一定的发展，但是还存在着以下一些问题，亟待解决。一是开采机械化程度低，由于薄煤层采煤工作面空间小，工作条件差，给采掘设备的设计制造和井下移动带来诸多困难，导致很多薄煤层开采以人工为主；二是开采效率低下，薄煤层由于煤层厚度变化、断层等地质构造，对煤层开采有很大影响，生产能力低下，一般薄煤层单产只为中厚煤层的1/3甚至更少；三是投入产出比低，由于效率低，其开采成本明显高于中厚煤层。发展机械化、实现综合机械化采煤，也是实现薄煤层开采高产高效的唯一出路。

3薄煤层开采的设备及开采工艺选择

3.1开采设备及开采工艺的选择

尽管提高采煤机械化水平是煤矿高产高效的必由之路，但由于薄煤層地质复杂，很对机械设备不能合理高效利用，故应根据薄煤层的实际情况选择合理的采煤工艺及参数，否则会出现采煤机组不适应地质条件或不配套、劳动作业循环不容易组织等问题。对煤厚在1.0～1.3米且具有简单的缓倾斜或倾斜的薄煤层，应该选择综合机械化开采，并结合现有的国内薄煤层刨煤机开采的实践，应用刨煤机全自动化开采装置。

3.2确定采煤工作面的工艺参数

确定采煤工作面合理的工艺参数，是综采配套设备实现工作面高产的基础。需要考虑的工艺参数主要有以下几个：

3.2.1支护与移架方式

薄煤层开采的支护宜采用邻架操作，及时支护。在采煤机割过后，先移支架撑住顶板，然后再移输送机。结合煤层厚度掌握加长杆伸缩范围，以便以合理架位及高度支护顶板。当顶板情况允许时，要顺序移架与隔架移架相结合，保证移架速度满足采煤机割煤速度，以实现连续快速割煤的需要。

3.2.2截深的选择

截深要充分考虑采煤机的功率、煤层厚度及采高、煤质硬度系数、支撑压力、支架支护方式等因素。通过认真分析工作面地质条件和设备配套情况，确定截深。当顶板节理发育、片帮严重时，每刀拉架时要进行超前支护，以提高循环单产。

3.2.3采煤机进刀方式的选择

在薄煤层的开采中，可采用采煤机落煤，单向采煤，中部斜切进刀方式。前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，自开缺口。

4薄煤层开采的几项常用技术

近几年，我国薄煤层开采的综合机械化水平已经大幅提高。目前，主要应用的开采方式有以下三种：刨煤机配液压支架综合机械化开采方法、螺旋钻采煤法、滚筒采煤机配液压支架综合机械化开采。

4.1刨煤机配液压支架综合机械化开采方法

这种开采技术的核心部件是刨煤机。刨煤机在薄煤层开采中的应用十分广泛，主要适用于煤层倾角小于25度、工作面坡度稳定、煤体硬度小于25兆帕、煤体硬度小于底板硬度以及地质条件稳定的煤层。刨煤机具有块煤率高、煤尘小，结构简单、运行平稳可靠、易于维护和相对较低的能量消耗，采煤过程连续进行，工作时间利用率高等优点。刨煤机可采煤高度厚度仅仅相当于滚筒采煤机可采煤层厚度的60%，因此相对于其他薄煤层开采设备而言具有较大优势。

4.2螺旋钻采煤法

螺旋钻采煤法是一种新型无人工作面采煤方法，适用于开采缓倾斜薄煤层，可将煤层可采厚度由0.6～0.8米下延到0.4米，主要适于开采松软煤层。螺旋钻采煤法的主要优点有：投资低，经济适用；人员和机组设备全部在工作巷内，人员在宽敞直呼良好的巷道内就可将煤采出，安全状况良好；煤的可采范围较广，可达总面积的95%以上，可以多出煤，提高生产效率，并且能够使瓦斯得到充分释放。

4.3滚筒采煤机配液压支架综合机械化开采方法

这种开采技术的核心部件是滚筒采煤机，主要适于煤层厚度变化大的工作面，对煤层顶底板起伏变化适应性强，对含有夹矸煤层的回采效果好，过断层能力强以及对工作面长度要求比刨煤机短。滚筒采煤机由于适应性强、效率高、便于实现综合机械化作业，因而发展迅速。它的整体结构、适应能力、性能参数、可靠性等诸多方面，较之以往都有了较大创新和提高。

5结束语

综上所述，对于我国资源储量比较大的薄煤层来说，随着国内外采矿设备制造水平的提高，在采用大功率、高可靠性工作面设备的基础上，根据当地的煤层赋存情况，因地制宜地选择采煤设备和工艺，尤其对中小矿井而言，精选适合薄煤层开采的液压支架、采煤机、运输机等"三机"配套设备，提高工作面的自动化操作和控制，是实现矿井增产增效的有效手段。

参考文献

[1] 温庆华.薄煤层开采现状及发展趋势[J].煤炭工程，2009（03）.

[2] 梁洪光.薄煤层综采技术发展现状[J].煤矿开采，2009，14（1）：9-11.