鄂尔多斯薄煤层开采

鄂尔多斯地区薄煤层开采初探李乃芳
摘要：本文通过对鄂尔多斯地区煤矿薄煤层开采现状储量及地质条件分析，对开采薄煤层的可行性进行了探讨，制定了适合鄂尔多斯地区薄煤层开采的技术方案，并对在方案实施中的关键问题进行了论述，对鄂尔多斯地区煤矿薄煤层的研究及施工有一定的参考意义。

关键词：薄煤层，开采技术，研究
1.概述
鄂尔多斯煤田为东西宽400km，南北长600km，平面略呈矩形，大概与鄂尔多斯台地范围重合。

鄂尔多斯煤田成煤期有石炭二叠纪、晚三叠纪和中侏罗纪，该煤田可划分为三个含煤带。

1.1东带
石炭二叠纪煤层，包括准格尔煤田等。

1.2西带
石炭二叠纪煤层为主，包括卓子山、贺兰山、韦洲等，另有汝箕沟等零星中侏罗世煤层。

1.3中带
东侧有东胜、神木等中侏罗世及子长，牛武晚三叠世煤层；西部有灵武、固原中侏罗世煤层；南部有黄陵、彬县、陇县、华亭等中侏罗世煤层。

1.4开发情况
现鄂尔多斯煤矿经三年技术改造以后，到2008年全市276座地方煤矿基本实线大型综合机械化生产，产能、产量每年上一个台阶。

由于鄂尔多斯煤田地质条件简单，开采条件好，现大多数煤矿以开采2.0m(或1.8m)以上煤层，最大一次采全高达到6m以上，卓子山煤田矿井利用放顶煤技术一次回采厚度8m以上煤层，经济效益显著。

但1.8 m以下的煤层，尤其1.3 m以下煤层很少有人问津，面对这种情况，积极进行储量挖潜，拓宽煤矿企业发展空间，合理利用资源，增大后续发展能力，研究解决薄煤层开采问题，已成为今后鄂尔多斯煤矿发展中的一项重要工作。

对于薄煤层开采，国内外已有很多成功的经验，并获得较好的经济效益，因而有着广阔的发展前景。

解决薄煤层开采问题，对合理利用资源，稳定矿井生产能力，延长矿井寿命，实现矿区可持续发展具有十分重要的意义。

2. 薄煤层开采可行性论述
2.1鄂尔多斯煤炭薄煤层现状分析
2.1.1储量分析
由于鄂尔多斯煤田面积大，各地煤层情况有很大差异，大部分地区从2号煤到16号煤可有5—6个可采煤层，最多的可采煤层达10个以上，中厚及厚煤层开采几乎占全部产量。

薄煤层（厚度在最小可采厚度-1.3m以下的煤层）开采产量极少，而实际上薄煤层及部分中厚煤层（1.3m—1.8m）储量被呆滞或被因种种原因列在平衡表外，实际上这部分储量约占全部储量的15%左右。

2．2鄂尔多斯薄煤层开采分析
鄂尔多斯薄煤层储量在整个可采储量中占有一定比重。

目前，国内外薄煤层开采技术不断进步，新技术、新工艺、新装备不断涌现，困扰薄煤层安全高效开采的各种复杂技术问题正在逐步解决，实现薄煤层高产高效开采已成为现实。

当前实施薄煤层开采，具有如下条件：
2.2.1从技术装备方面
当前，国内外用于薄煤层的采煤设备基本有3大类，即刨煤机、滚筒采煤机，螺旋钻采煤机，它们分别适用于不同的地质条件和煤层条件。

对薄煤层开采的技术装备要求是：1.机械设备小巧--必须能用；2.可靠性高--要好用；3.设备的功率大，自动化程度高--能用好。

在薄煤层开采方法设备选型方面要求因地而宜，高起点，高投入，高产出，高效益。

(1)全自动刨煤机及其自动控制系统，在煤层赋存稳定、断层不发育的条件下，年产量可达到100～150万t以上的水平。

在煤层及地质条件适宜的条件下，是首选采煤机械。

(2)滚筒采煤机适用于顶板破碎、地质条件较差的煤层，目前先进的装备是采煤机、液压支架配置计算机程控系统，无人或只有1-2个人操作。

在条件适宜的情况下，年产也可达到100万t以上。

(3)螺旋钻采煤机主要针对1m以下薄煤层，该设备最大优点足轻便灵活．用人少，效率高，特别适用于0 6～0 8m的薄煤层和边角残煤的开采，但单机产量不高(一般班产200t左右)。

从资源同收、延长矿井寿命和增加经济效益的角度
出发，螺旋钻采煤机也是拥有一定应用空间的。

2.2.2从经济方面
于我国能源紧张，煤炭市场价格走高，开采薄煤层经济效益也很高。

此外，薄煤层煤质一般都比较好，更具有市场竞争优势。

但由于薄煤层工作面单产和效率低、掘进率高、开采成本高、工人劳动强度大、产量低、经济效益差。

不愿采薄煤层的根本问题是：1.作业空间狭窄，人员行动不便等；2.由于开采成本高于中厚煤层和厚煤层，经济效益低于其他煤层开采，资源政策方面没有向薄煤层开采倾斜，所有这部分煤层采出率很低。

2.2.3从煤层开采顺序及压茬方面
例如鄂尔多斯部分井田内具备开采条件的薄煤层有2号煤、4号煤层等，其下覆6号煤层，存在煤层压荐关系，如果不采2号煤、4号煤层，先采下覆的6号煤层，6号煤层采完后2号煤、4号煤层被破坏，将永远也无法开采了。

3.采煤方法、工艺选择
3.1薄煤层采煤方法、工艺
经考察目前我国开采薄煤层的矿井多采用以长壁采煤法，其工作面走向长度、倾斜长度一般较厚及中厚煤层短，运输巷、回风巷和开切眼破部分顶底板岩石，采煤工艺有滚筒采煤机综合机械化采煤法、螺旋钻采煤机采煤法、全自动化刨煤机和高档普采等。

3.1.1滚筒采煤机综合机械化采煤法
薄煤层综采的主要优点是对于顶板破碎、压力大、开采条件较差的煤层适应性较强，受地质及煤层条件限制较小，具有高产、高效、安全、低耗、工作条件好、劳动强度小等等优点，但综采设备投资较高，对技术操作和管理水平要求较高。

3.1.2螺旋钻采煤机采煤法
螺旋钻采煤机适用0.6～1.Om的薄煤层，该采煤法可广泛地应用于开采围岩较稳定的薄煤层和极薄煤层，并且可用来开采边角煤，三下压煤和各种煤柱。

该技术用人少，工效高，大大减轻了工人的劳动强度，改善了工人作业环境，可使表外储量得到开采，提高资源利用率，延长矿井服务年限，单机产量不高，但具有一定的应用前景。

3．1．3全自动化刨煤机
刨煤机是一种较适合薄煤层工作面中落煤、装煤自动化的采煤机械。

与滚筒采煤机相比，刨煤机具有以下优点：结构简单，没有采煤机那样复杂的牵引部分的液压系统，使用维修方便，易于掌握管理；体积小、通风阻力小；操作方便，可实现遥控采煤，工作面可实现无人作业，劳动强度小，有利于安全；自动化程度高率高，实现了落煤装煤运煤的综合机械化；实现了连续采煤，提高了时间利用率；截深小，只刨落煤壁压酥区表层，刨落单位煤量能耗小，而且块煤率高。

刨煤机的缺点是刨煤机及其自动化控制设备价格昂贵，对技术操作水平、生产管理水平及煤层地质条件要求很高。

3．1．4高档普采
高档普采的主要优点是技术装备投资较少，操作技术较易掌握，组织生产比较容易，对地质变化的适应性较强，工作面搬迁倒面容易。

目前，只有在资金不足的中、小型煤矿中应用，在大型煤矿中，常用于走向短、形状不规则的边角煤层块段中有应用。

3．2采煤方法选择
国内外薄煤层开采已经有许多成功的实例，具体矿井采煤方法的选择要根据矿井地质情况、煤、岩层等特点以及现有生产技术条件，设计选择采煤方法。

3.2.1地质构造
鄂尔多斯煤田范围内地质条件简单，整体构造形态起伏不大，地层一般倾角为10～80，煤田内影响回采断裂构造较少。

4.结论
薄煤层开采在技术上可行，已有很多成功的实例；在经济上有很大的利润空间，可以维持煤矿企业的发展；在管理方面要求高，同时需要高素质的操作人员，这是煤矿需要解决的难题。

5.结束语
薄煤层开采工作面装备电液一体化设备，实现自动化采煤，既改善了薄煤层特殊开采下操作人员的工作条件，减轻了劳动强度，又提高工作面生产能力，解决了薄煤层的高产高效问题。

解决薄煤层开采问题，对稳定矿井生产能力、延长矿井使用寿命，实现鄂尔多斯煤矿持续发展具有十分重要的意义。

政策支持：由于薄煤层开采的客观条件，决定了它的产量和效益均要远远低于中厚及厚煤层开采，政府是否能在政策上做出适当的调整。

参考书目：刘过兵《采矿新技术》煤炭出版社2002年11月。

鄂尔多斯煤炭技工学校李乃芳
作者简介：李乃芳高级工程师1986年毕业于中国矿大，长期从事煤矿综合机械化采煤现场管理；全程参加液压支架的选型、设计工作；著有«特厚煤层放顶煤支架的使用与效果»，«大倾角煤层综采开采技术实践»等论文。