薄煤层机械化采煤技术的具体运用

广东科技2012.12.第23期试论薄煤层机械化采煤技术的具体运用张光来（重庆市能源投资集团科技有限责任公司）1引言我国是煤炭消耗大国，但由于开采技术难度大、效率低，占据我国煤炭量很大一部分的薄煤层开采却很少。

同时在对薄煤层的开采中存在盲目开采、粗放管理、技术落后等问题，使得薄煤层煤炭资源严重浪费。

为提高薄煤层的采出率和生产效率，也就对薄煤层煤炭开采提出了更高的要求，机械化采煤方法的使用逐步增多。

2煤矿薄煤层形成原因煤层厚度主要是由原始沉积环境和后期构造作用决定的，其中薄煤层的形成原因很多，按其成因分类主要包括沉积薄煤层、断层薄煤层和冲刷薄煤层。

不同的煤层形成有不同的特点：（1）沉积薄煤层：煤层的变化呈现渐变的规律，其层位和厚度保持不变，煤层边界与顶、底板整合接触。

（2）断层薄煤层：煤岩层产状变化以及变薄趋势呈现一定的倾向性和方向性，顶、底板岩性无明显变化，但常伴有擦痕、牵引和褶曲等现象，因此可能伴有一定的起伏。

（3）冲刷薄煤层：由于水流的冲刷对煤层的影响，煤层呈条带状延伸，冲刷沉积物如角砾岩块等岩性杂乱，分选差、滚圆度差，呈现出与煤层正常顶底板不同的岩性，且煤层忽薄忽厚。

3薄煤层开采现状及存在的问题3.1薄煤层开采现状我国煤炭储量大且赋存多样化，薄与极薄煤层的可采储量约为60多亿，然而我国每年薄煤层采出量仅占全国总产量的10.4%，远远低于可采储量所占的比重[1]。

3.2薄煤层开采出现的问题由于作业空间狭窄，开采的条件很差，采煤机械配套与液压支架选型、设备的移动以及工作面的接替工作困难，工作人员只能在工作面爬行或者是卧姿进行开采；由于薄煤层地质条件和煤层厚度变化较大，矿井的设计以及设备选型较为困难，以致极为复杂地质的薄煤层开采困难，浪费严重；薄煤层有很高的掘进率，工作面的接替紧张，投资高，产出低[2]。

4机械化采煤工艺优点目前，煤矿开采主要采用的方式有炮采、普采和综采三种方式。

炮采是用爆破的方式落煤、人工装煤、输送机运煤和单体支柱支护的采煤工艺；普采是用采煤机采煤、装煤、可弯曲刮板输送机运煤，液压推溜器推溜维持工作面推进，金属支柱支护；综采即综合机械化开采方式，与普采最大的区别是：综采使用了自移动式支架支护顶板，解决了支护与回柱放顶人工操作的难题，实现了支护与采空区处理的机械化。

如图1所示综采工作面设备布置图。

表1为三种采煤方式的比较。

由此，实施机械化高效开采十分必要。

实施机械化高效开采技术后可规范生产系统，减少局部压煤损失和回采工作面的回采损失，从而提高资源的回采率；通过先进适宜的设备，合理的巷道布置，改善作业条件，合理的采掘比来提高资源的高效开采；通过采用机械化破煤、落煤设备减少对回采工作面围岩的破坏，提高作业人员工作环境的安全程度，同时也减少了作业人员在狭小空间的作业时间，从而有效的改善了安全生产条件[3]。

5机械采煤工艺现在国内外用于薄煤层机械开采的成熟工艺主要包括长壁式的开采、螺旋钻机式开采、连续采煤机房柱式开采和急倾斜煤层钢丝锯开采几种。

5.1长壁式采煤工艺摘要：随着我国经济的快速发展，对煤炭资源的开采力度也逐步加大，由于厚及中厚煤层储量的急剧下降，薄煤层逐渐变为主采煤层。

然而薄煤层开采技术难度大，效率低，如何提高薄煤层采出率、降低开采难度成为我们关注的重点。

将通过对煤矿薄煤层形成原因、薄煤层开采现状与存在的问题以及机械化采煤和工艺优点的分析，浅谈薄煤层机械化采煤技术的具体运用。

关键词：薄煤层；开采现状；机械化采煤；具体应用炮采普采综采优点对地质变化的适应性强、工作面设备投入成本低、工艺具有技术简单产量较炮采高、设备适应性强、容易掌握、初期投资少与见效快落煤、装煤、运输、支护、采空区处理等工序实现机械化，劳动强度低、产量高、效率高、安全条件好缺点支护工作不安全、工人劳动强度大、日产量及材料消耗量大、劳动生产率低顶板控制较薄弱、支架架设与回撤工作劳动强度大表1三种采煤方式的比较工艺与设备190广东科技2012.12.第23期该技术主要用于那些地质构造比较简单、赋存相对稳的薄煤层。

主要使用机械为滚筒采煤机或者刨煤机。

滚筒采煤机：在开采过程中，薄煤层滚筒采煤机的整机身高应当矮一些，要有足够大的装机功率，一般不低于100~200kW 。

为了适应煤层厚度的变化起伏，同时也为了留有足够的过煤和过机高度，机身应该短、矮[4]。

刨煤机采煤机：刨煤机利用刨刀的煤刨，沿采煤工作面往复开采并装煤，煤刨依靠工作面输送机进行导向。

刨煤机采煤机仅刨落被压酥的煤壁表层，因而能量消耗低，有利于成本的节约；移架和移溜工人的工作位置相对固定，能够降低劳动强度；边刨煤边推进，实现了采煤过程的连续性。

5.2螺旋钻机采煤螺旋钻机采煤是一种最简单的薄煤层或极薄煤层开采方法，是在采掘完成的平巷中布置螺旋钻机，依靠钻头上装有截齿的螺旋钻机，进行钻进和截割，通过钻入巷道两侧煤层中的螺旋钻杆，将落煤运出采煤工作面。

用螺旋钻机采煤，生产人员在平巷内作业，改善了安全条件和作业环境，机械化程度高，回采工效较高[5]。

6机械化采煤在薄煤层中的具体应用某煤层厚0.82～1.36m ，平均厚1.09m ，倾角10～18°，煤层赋存基本稳定；地面标高+219～+255m ，工作面标高-60～-92m ；工作面走向长950m ，倾向长115～185m ，平均145m ；该工作面煤层直接顶板为石炭系太原组L 1-2灰岩，直接底板为石炭系本溪组铝土泥岩。

6.1采煤方法的选择采煤方法为高档普通机械化采煤，根据煤层赋存条件，确定采用走向长壁采煤法，采煤机：滚筒直径1000mm ；滚筒内旋；采高1.0～1.8m ；尺寸9453mm ×1334mm ×678mm 。

工作面采用后退式，采区内，沿着煤层倾斜方向，采用下行式开采顺序。

滚筒式截煤机破煤落煤，工作面采用可弯曲刮板运输机运煤，液压支架支架高0.75～1.50m ；尺寸4670mm ×1450mm ×800mm ，全部垮落法处理采空区。

6.2回采工艺流程（如图2）6.3采区采煤、运输采用单向割煤，采煤机向机头割煤，前滚筒割底刀，后滚筒割顶刀；采煤机装煤一部分由滚筒螺旋叶片装煤，剩余部分由挡煤板装入输送机；刮板输送机配合胶带输送机运煤；液压单体支柱支护，且随工作面推进长度变化而增减；采用及时支护方式，邻架操作，先降后移的移架方式；推溜在移架后依次进行，由一端向另一端逐节推移。

6.4效益评价机械化采煤期间日产最高为960t ，月产量为25000t ，平均每月较非机械化增产约10000t 。

机械化作业在降低作业工人的劳动强度、保障采煤工作面安全生产的同时，使得保护层得以开采、下部煤层得到卸压，对下部煤层瓦斯释放非常有利，煤层的安全开采得到保障。

于此同时，机械化采煤大大提高了工作面的生产效率，采煤进度比传统的薄煤层开采提高了两倍，降低了吨煤投入成本，提高了经济效益。

7机械化采煤的发展由于薄煤层作业空间狭窄，致使设备调转和工人行动很困难，为保障薄煤层高产高效，薄煤层机械化生产十分必要。

为此，伴随着我国高新技术的发展，薄煤层机械以及配套设备应不断革新，使薄煤层生产机械化和自动化。

为此，对生产机械发展做出以下建议：（1）为提高输送机对弯曲的适应能力，克服液压牵引系统抗污染性低、牵引力小等缺点，应逐步完善采煤机的性能，扩大采煤机在大倾角煤层的适用范围。

（2）在保证采高下限的前提下，研发连续采煤机房柱式开采薄煤层技术、电机横向布置技术、多电机驱动技术与装备，避免采煤机装机功率提高带来的外形尺寸增加问题，并实现对各个系统的自动化监测监控，为安全生产提供可靠的保障。

8结束语综上所述，目前我国薄煤层在开采方面仍然存在较多的问题，为提高薄煤层采出率和生产效率，必须根据煤矿本身的实际情况，不断采用新的机械化施工技术，在生产中不断总结经验，做到对技术的完善与创新，通过实行薄煤层机械化开采，为社会创造良好的社会效益和经济效益。

参考文献：[1]郭玉辉，王赟.浅谈薄煤层开采技术现状与发展趋势[J].煤矿开采，2012年01期：1~2，36.[2]李现民，刘建国.薄煤层机械化采煤技术的应用[J].中州煤炭，2010年09期：62，75.[3]潘兴志.浅谈极薄煤层和薄煤层的采煤工艺[J].黑龙江科技信息，2012年12期：291.[4]郭勇.浅谈薄煤层开采技术[J].科技信息，2012年24期：412.[5]郝峰.综合机械化采煤在薄煤层开采中的应用[J].中州煤炭，2011年10期：81~82.!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（9）需要注意的是，拆卸作业时应及时搭设有关部位的安全拆卸平台。

3结束语水泥罐的安装与拆除对所属公司或单位而言有着重要意义，而安装与拆除方案则是进行安装与拆除施工的重要指导文件，方案质量直接关系着施工质量，因此必须根据实际情况需要制定合理有效的方案，并根据具体情况所需，采取相应的行之有效的安全施工措施，保证安装与拆除施工的安全性与高效性。

参考文献：[1]林浩，熊琪.400t 水泥罐受力分析.河南省建筑业行业优秀论文集（2010）.[2]方光才.船用水泥罐结构分析与选型[J].江苏船舶，2010（2）.[3]刘建平.散装水泥罐式集装箱破洞修复工艺探讨[J].中国科技财富，2009（12）.（上接第195页）191。