关于薄煤层综合机械化采煤技术问题的研究

刘浪

摘要：随着我国经济的飞速发展以及对煤炭资源需求量和消耗量的急剧增加，加大了煤矿企业生产压力，且随着煤矿开采进程的深入，具有良好贮藏条件的煤层和良好作业条件的矿区数量在逐渐减少，目前的煤矿开采重点也逐渐向薄煤层方向转移。但是由于薄煤层采煤作业与传统采煤作业方式存在较大的不同，受到薄煤层结构和作业空间等因素的限制，想要满足综合机械化采煤作业要求，需要对综采技术和配套设备等进行深入研究，以提升薄煤层开采作业效率和产量。

关键词：薄煤层;综合机械化采煤技术;要点

分类号：TD823.97

一、引言

在现代化煤炭企业发展进程中，综合机械化采煤技术起到关键的推动作用，有利于提升煤炭开采生产能力和生产效率，通过较高的机械化作业水平来代替人工、减轻人工作业强度并降低开采作业成本。但是总结目前开展薄煤层综合机械化采煤作业中的问题，仍然表现出相应的配套设施不够完善或者与综采技术不配套等问题，导致整体开采技术水平偏低并应整体经济效益、造成资源浪费等。因此要重点针对薄煤层综采技术加大研究力度。

二、薄煤层综合机械化采煤的工艺特性

薄煤层的开采煤层比较薄且工作面的采高比较低，但是由于开展开采作业时作用支架体积较大，需要的开采作业空间也比较大，这就限制了支架操纵时的升降空间，而且由于所用采煤机的割煤强度较大，综采设备的综合自动化程度较高、机体比较厚，增加了薄煤层综采作业难度。针对上述问题，通过综合机械化采煤的方式，通过一体化的支架、采煤机等设备有效控制综采设备的整体体积和高度，而且在工作面中如果遇到顶板和底板的波状起伏问题，则需要适当增加150mm的空间高度。此外，在薄煤层开采作业时，由于回采工作面与矿山之间会形成一定的压力并对煤壁造成挤压，可能会引发破碎问题，而煤体通常具有较大的硬度，这也对所用采煤机截割滚筒的切割能力提出更高要求。

三、薄煤层综合机械化采煤的主要设备

总结薄煤层综采常用设备，一是螺旋钻采煤机。此种采煤机基于露天的螺旋钻机进行改造的，目前比较常用于边角煤的回收开采作业中，而通常不会在单产水平较低的矿井开采作业中。二是刨煤机。此设备在薄煤层开采中应用，表现出较高的工作效率，同时其内部结构简单，便于使用和维护。但是由于薄煤层的厚度、倾斜角度和顶板条件、地质条件等会影响其使用效果，因此在沒有在薄煤层开采作业中广泛应用。三是爬底式单滚采煤机。此类采煤机层在本世纪初的某公司中应用，但是经过试验之后得出其应用效果并不理想，因此也没有在现代薄煤层开采中广泛应用。四是刮板输送机。此设备是煤矿生产中广泛应用的设备，但是由于其具有较大的槽宽和较厚的中板，与底板的距离也较大，不太适合作业空间比较小的薄煤层开采作业中，因此也难以在现代化煤矿综合机械化开采中广泛应用。五是支护设备。在煤矿开采作业中为了保护作业人员和设备安全，目前所应用的各类支护设备比较丰富，多种支护设备以应对不同的地质条件。比如液压支架已经在煤矿开采作业中广泛应用，但是由于此类支护设备的调节范围比较小、应用时无法灵活调整，难以适应薄煤层开采作业空间有限的特点。由此可见，目前煤矿开采作业中所用各类设备已经无法适应薄煤层综采技术要求，这就需要深入研究综采设备的结构、配套性、参数和自动化性能等，保证其适合薄煤层开采作业要求，提升薄煤层综合机械化开采水平。

四、薄煤层综合机械化采煤技术要点

1.短壁机械综合机械化采煤机技术

应用此技术时，所用支护和运输设备都是轻型设备，便于对这些设备的搬运和安装。在此工作面中转载和运输机械设备可以组合应用，通过单机头刮板输送机的应用可以布置多种不同方式来满足作业要求。所应用的双滚筒采煤机可以采取从中间斜切入刀的方式实现单身切割，而所用单滚筒采煤机则采取从开切口后再进行往返切割的作业方式。此技术比较适合在长度为30～80m的工作面中应用，想要实现综合机械化开采，要求上下两个端头可以快速作业，满足机械化回采巷道要求，通常在煤层相对较厚的中小型矿井中应用。

2.长壁机械综合机械化采煤机技术

此技术比较适合在工作面长度比较长且采煤量比较大的矿井生产中应用。在应用中为了保证开采作业效率，需要降低工作面端头斜切入刀，在设计工作面长度时要综合考虑工作面产煤量和成本，保证满足所用刮板输送机长度以及工作面地质情况等要求，通过延长工作面长度的方式可以减少工作面的搬迁次数。此长度还会受到采煤场地质、回采巷道支护、输送机铺设长度的影响。为此就需要保证割煤速度和支护速度平衡，做好妥善的煤矿开采组织管理工作，实现采煤机产量的提升。

五、薄煤层综合机械化采煤技术的发展趋势

基于目前薄煤层综采中的技术与配套设备相关问题，未来，为了提升薄煤层综采效率，需要发展掘锚统一化技术，不仅施工循环时间段、成巷速度快、每日进尺多，而且在发生顶板暴露等问题时可以迅速安装锚杆来加强支护效果，改善支护作业环境和一次性成型效果。此外，还将连续采煤机应用于大断面多巷薄煤层综采作业中，通过此种高产的开采方式实现工作面顺槽的连续开采作业，此类连续采煤机在我国的应用数量也逐渐递增，薄煤层综采进尺记录也逐渐被打破，表现出采掘合一和开采速度快等优点。此外，悬臂式综合机械化薄煤层采煤机的发展是未来发展趋势，表现出大功率、重型和自动化的优点，实现机综合机械化薄煤层采煤机应用范围的扩大，同时要对新的截割方式进行研发，通过全岩巷钻爆法、全液压锚杆钻机的应用来提升自动化水平和整机性能。

六、结语

在目前积极推进的薄煤层综合机械化采煤进程中，需要掌握其基本工艺特性、分析常用设备并加以改进，研究相应的综采技术并加快技术创新、发展，提升薄煤层综采技术水平和作业效果。

参考文献：

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