薄煤层综合机械化采煤技术研究与实践

2021-01-13邢政

黑龙江科学 2021年14期

邢政

(龙煤七台河矿业有限责任公司新铁煤矿，黑龙江七台河 154600)

作为社会发展重要的能源之一，煤矿资源影响巨大，它是不可再生资源。随着中厚煤层的减少，如果没有及时对薄煤层进行开采，必然会导致资源浪费。我国煤矿资源开采质量不高，很多矿产地下存储较少，实际开采过程常受到人员因素、环境因素、机械因素等影响。想要有效解决这些问题，应与时俱进，研究新型采煤技术，提升工作质量和时效，为煤矿产业发展奠定基础。

1 煤矿资源开采现状

随着时代的发展，资源需求在增多，我国煤炭资源相比前几年呈现逐渐下降趋势，中厚煤层的存储量已无法满足需求，所以开采薄煤层是未来重要的发展内容之一。但因薄煤层开采空间较小，效率较差，直接影响了综合机械化采煤技术的应用。煤矿开采通常会使用以下几种采煤方式：

普采，使用普通机械化进行采煤，以代替传统采煤中的爆破工作，将所有操作内容交由机械来完成，此方式虽然能大大降低爆破工作人员的风险，但因机械自身特点，导致其使用过程中需要大量人员共同操作。此外，爆破后形成的面积较大，在一定程度上给支护工作带来影响，开采难度较大。

炮采，也叫爆破采煤工艺，主要通过炸药来对划定区域进行爆破采煤，并进行工作面支护工作，在保障不会出现塌方的情况下使用人工进行采煤的方式，此方式不仅要求人员加强对工作面的支护工作，也在一定程度上要求把控爆破时间和质量，此工艺如果出现问题，将会带来不可逆转的严重后果，安全性较差，加之生产效率较低、劳动量较大，已不适用于现代社会的采煤工艺要求。总体来看，我国大多数开采薄煤层的工作都是使用炮采和人工搬运的方式来进行，没有采用现代化机械技术，应加强对采煤技术的研究，替代传统工艺，为煤矿开采技术水平的提升奠定基础。

2 薄煤层综合机械化采煤设备

2.1 刮板输送机械及支护设备

开采煤矿需要运输矿石，为降低人工工作强度，发明并应用了刮板运输机械设备。应用刮板运输机械能在一定程度上满足采煤工作需求，但因其自身槽宽较大、底板位置较高，不适合薄煤层开采工作面的使用，我国现有的综合化机械设备也没有适用于薄煤层开采工作的，所以想要实现薄煤层综合化机械采煤，还需要深入研究。

实际煤矿开采中，想要顺利完成工作，不仅要确保人员、设备的完善，还要重视对煤矿工作面的支护工作，确保其支护质量满足煤矿开采需求。我国很大一部分煤矿应用的支护机械是液压，很多厂家根据我国不同地域、地质，研发了各种液压类产品，但此类设备大多适用于较深煤矿的开采，无法满足薄煤层的开采需求。

2.2 爬底式单滚筒、螺旋钻及刨煤机械

爬底式单滚筒采煤机械主要负责收集和选择掉落的煤块，普通机械的适应性较差，对工作面的要求较高，不适合较为复杂的采煤地区及地质，所以应用此类设备时会受到一定限制。螺旋转设备是在漏天采煤现场进行作业，但此类设备还不能应用于深井作业。刨煤机械设备具有结构简单、工作效率高、维护方便等优势，但在实际采煤过程中还存在较多问题，如刨煤机械设备容易受到煤层倾角、厚度及顶底板的影响，降低其工作时效性，在一定程度上延误采煤工期。我国大多矿产地质较为特殊，所以在采煤过程中应用刨煤机械设备会有一定的限制，阻碍采煤工作进程。

3 薄煤层综合机械化采煤技术机理及实践

3.1 机理

对薄煤层综合机械化采煤技术来说，回采应用的技术机理必须要重视冲破几个参数的局限，包括采煤机械上面留出的空间高度、采煤机械的割煤强度、装载情况、实际采煤工作面空间中安装支护设备所用的支架操作方式及结构等。为了有效解决薄煤层开采过程中出现的工作面支架占据空间较多、支架自身升降范围较小、无法在支架支护空间中进行相应工作等问题，需要对其使用相邻支架先导液控换向阀的操作方式，从而使工作人员不用操作动作支架就能直接进行操作，还能在一定程度上减少工作人员的安全风险，使支架应用更为简单。

要使用双伸缩双作用式的支架油缸立柱，提升支架之间的升降高度及支撑范围。选择支架液控装置时，工作人员要选择质量高、口碑好的产品。为了确保液压支架的升降支护更为安全、人员操作更为方便，薄煤层液压支架控制装置的取值要更小，从而确保支架的使用稳定。对于采煤过程中出现的地质较硬问题，必须要使用截割能力较强及装载效果较好的采煤机滚筒工艺，如我国某采煤矿在使用JBX型模型截齿工艺时，配套搭配了TZB改进型螺旋滚筒，实际使用中发现，装载效果和截割能力相比传统工艺更高，为采煤行业发展做出了贡献。

3.2 实践

实际开采煤矿的过程中，我国大多数煤矿企业都在使用传统的爆破采煤工艺及普通机械化采煤工艺，通过相关数据来看，使用新型综合机械化开采工艺可有效提升工作时效性，采煤数平均每天可达到6刀左右，而使用传统的爆破采煤方式，平均每天只能达到4刀，可以看出，爆破采煤方式的工作时效性较低。使用传统的采煤方式，工作强度远远高于新型综合机械化开采方式，且风险较高，所以在薄煤层采煤中应用综合机械化采煤技术能在一定程度上提升工作质量和时效性，还能控制安全风险，降低工作强度，为采煤行业的可持续发展奠定基础。