浅论煤矿的薄煤层机械化采煤技术

2019-01-13石小乐

魅力中国 2019年35期

石小乐

（神木汇森凉水井矿业有限责任公司，陕西神木 719300）

现阶段我国煤炭资源分布的特点就是形态多元化、储存量大，而薄煤层煤炭在总煤炭资源中的储存量占有很高的比例。同时，依据有关统计资料显示，我国现阶段的煤矿开采事故率较高，这也表明我国当前的煤炭开采技术还需要得到更进一步发展。采煤是一项高危的行业，加强采煤技术创新、降低采煤作业危险系数都显得尤为重要。

一、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。

二、薄煤层机械化采煤技术现状

薄煤层由于受自身地质条件的限制，采用机械化作业具有一定的难度。如果推广采用传统开采作业方法对煤炭的开采质量和开采率都会产生不良影响。为了进一步提高薄层煤炭的开采效果，相关领域的科研人员对薄煤层机械化开采技术进行深入研究，以找到一种具备普适应性的机械化采煤方法，但是受到薄煤层苛刻的地理环境的限制，薄层的机械化采煤设备始终无法得到大范围的推广。目前薄层煤炭采用的机械化作业技术主要是薄层综合机械化采煤技术。为了满足市场需求，合理最大化地利用综合机械化采煤技术在薄煤层中发挥作用，并充分运用现有的薄煤层新机械技术，促进薄层煤炭的综合机械化技术更具科学性与合理性。

三、采煤技术的应用

（一）螺旋钻机技术

在薄煤层的实际采煤作业中运用较广泛的有螺旋钻机。该螺旋钻机适用于对0.4-0.8m厚度的煤层。在薄煤层的实际采煤作业中利用螺旋钻机可以实现无人作业。由于可以实现无人作业，在薄煤层采煤中，在人力投入过程中有效地降低人力的投入，进而有效地提升企业的经济效益。利用螺旋钻机技术采煤作业，其操作人员只要操作螺栓钻机，钻机和人员不必处于同一个作业面。利用螺旋钻机技术进行采煤，尽管出现了意外事故，同样可以有效地保障采煤作业人员的生命安全。采用螺旋钻机技术进行薄煤层采煤作业，有效地实现了人机分离，进而降低了人为因素在采煤过程中的影响作用。采用螺旋钻机进行采煤，具有易于操作和维护以及安全可靠的特点，其实用性较高。

（二）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≯25°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。

（三）采煤机采煤技术

采煤机这种采煤技术和之前两种机械化采煤技术相比较略有不同，它作业是既需要大运转功率与运转空间，同时也需要刨煤机本身有切割各种煤矿的功能。现阶段开采薄煤层使用的采煤机主要是爬底板式与骑输送机式两种，其中骑输送机式作业时主要通过传输链牵引工作，爬底板式作业时主要是让采煤机的机身放置在机道内完成煤矿开采，因此采煤机又叫滚筒采煤机。爬底板式采煤机对过煤空间要求较高，这不仅仅加大了采煤机的运转功率，也是煤矿开采工作面的通风截面加大，从而进一步的提升了煤矿开采时的安全系数。

四、机械化薄煤层开采技术的未来发展趋势

目前，我国薄煤层开采技术已经取得了显著提高，薄煤层机械化设备不断创新，新时代需要有先进的采煤技术和机械化设备相适应，所以，出现了各种类型的采煤机。常见的采煤机有滚筒式的悬臂采煤机、采刨机。当薄煤层最高开采下线是0.8m时，利用滚筒悬臂采煤机来切割煤层，可以获得非常大的运行公路，薄煤层开采最高采煤下线能够达到4m，对应的摇臂厚度也可以达到4m，利用滚筒悬臂式的采煤机开采薄煤层时，还能够利用锚链牵引和无齿轨链牵引方式。采刨机是新兴的薄煤层开采技术，它把刨煤机采煤的优点和采煤机优点充分结合到一起，无线分段的遥控技术、记忆切割及远程通信技术等技术都能够在采刨机上获得应用。