極薄煤層采煤工藝技術(shù)探析

段軍

【摘 要】本文對極薄煤層采煤工藝的現(xiàn)狀及特點進行了詳細(xì)的論述，以期能夠為煤炭企業(yè)提供一點技術(shù)借鑒。

【關(guān)鍵詞】極薄煤層；特點；采煤工藝；優(yōu)化

我國是個煤炭大國，我國薄煤層儲量占煤炭總儲量的20%，而產(chǎn)量僅占總產(chǎn)量的10%左右。長期以來，由于薄煤層開采困難、效率低、成本高、工作環(huán)境差，所以薄煤層尤其是極薄煤層的開采技術(shù)問題一直未能得到很好地解決。因此，探索試驗薄及極薄煤層開采新工藝、新方法和新設(shè)備，最大限度地回收有限的煤炭資源，顯得越來越重要。

一、極薄煤層資源的開采現(xiàn)狀及特點

所謂的極薄煤層主要是指煤層厚度在0.6m到0.8m之間，極薄煤層一直以來都是煤炭開采當(dāng)中的難點，一些煤礦由于技術(shù)和設(shè)備的限制沒有極薄煤層的開采能力，導(dǎo)致很多極薄煤層在發(fā)現(xiàn)以后被閑置和浪費。在上世紀(jì)90年代，受到技術(shù)和設(shè)備的限制我國極薄煤層開采的極少，多數(shù)煤炭企業(yè)將開采的重心放在了厚煤層和中煤層上，只有極少數(shù)的企業(yè)具備極薄煤層開采條件。但是隨著最近幾年，煤炭資源的逐漸枯竭，煤炭企業(yè)對極薄煤層的開采愈發(fā)重視，技術(shù)和設(shè)備有了不同程度的進步和發(fā)展。極薄煤層與厚煤層、中煤層相比，也有自身明顯的特點，這些特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，在開采的過程中礦工只能在工作面上爬行或者臥姿開采；第二，開采的條件非常差，設(shè)備移動比較困難；第三，工作面的接替工作相對較難，掘進效率比之其他煤層相對較高；第四，投入和產(chǎn)出比較低。

二、極薄煤層采煤工藝的優(yōu)化設(shè)計

（1）長壁采煤工藝。長壁采煤工藝在極薄煤層的開采過程中可以使用普采和綜采兩種方法，也可以使用滾筒采煤機和刨煤機，但是這些工藝和機械在使用的過程中不可避免地要受到極薄煤層厚度的限制。其中滾筒采煤機是一種破煤能力很強的工藝，目前在我國煤礦生產(chǎn)當(dāng)中大概有二十多種滾筒采煤機，但是只有爬底板式適用于極薄煤層的采集，其他的并不適合，其他的主要用于薄煤層的開采。刨煤機是長壁采煤工藝當(dāng)中另一種重要的機械，這種機械是用沿煤層切削的刨刀刨落煤炭，而被刨下的煤是靠犁形板裝入刮板運輸機當(dāng)中，這種運輸機械的動力裝飾一般在面端部的平巷內(nèi)。刨煤機相對滾筒采煤機，它具有能耗少、效率高、粉塵少、產(chǎn)量高的特點，這種機械本身的造價和檢修成本就比較低，目前在極薄煤層采集當(dāng)中應(yīng)用的非常廣泛。長壁采煤技術(shù)隨著應(yīng)用最近幾年得到良好的改進，比如說在現(xiàn)在普遍應(yīng)用的用點柱或帶冒點柱，同時增大了支柱的間排距，液壓支架一般是薄頂面，這就為挖掘創(chuàng)造了更多的作業(yè)空間。此外，在這種開采工藝使用過程中，為了提高掘進效率，一般采用對拉工作面布置和沿空留巷。（2）螺旋鉆機采煤工藝。螺旋鉆機采煤是一種最簡單的極薄煤層采煤工藝。這種極薄煤層的開采工藝，需要先在極薄煤層當(dāng)中開掘出平巷，然后再用螺旋鉆機向巷道兩側(cè)的煤層中鉆進，在掘進的時候螺旋鉆進的鉆頭一般裝有截齒，在掘進的時候一般起到的是鉆進和截割，螺旋鉆桿鉆入煤體。這種采煤工藝最重要的是根據(jù)煤層及地質(zhì)構(gòu)造需要選擇合適的螺旋鉆頭，一般來說煤層厚度和賦存穩(wěn)定性決定鉆頭的大小，只要鉆頭比煤層厚度小5cm～l0cm，一般就能滿足極薄煤層的采煤要求。這種技術(shù)是利用螺旋葉片將開采的煤帶出來，然后將裝進順槽運輸機內(nèi)，運到地面存儲地點。（3）連續(xù)采煤機房柱式采煤工藝。從上世紀(jì)末開始，國內(nèi)從美國引進連續(xù)采煤機房柱式采煤工藝技術(shù)，這種技術(shù)主要適用于0.7m～0.8m的極薄煤層，其成本、效率等方面都比較高，對于各種地質(zhì)環(huán)境的適應(yīng)性也比較強。這種采煤工藝的最突出的特點就是實現(xiàn)了采掘合一、邊掘邊采，同時在采煤的過程中能夠充分利用煤柱作為臨時或者永久支撐頂板來保證采煤過程中作業(yè)面的穩(wěn)定與安全。并且在采煤結(jié)束以后所有的煤柱能夠全部回收，提高煤炭資源的利用率。主要設(shè)備有采煤機、轉(zhuǎn)載機、帶式輸送機和錨桿機等。（4）急傾斜煤層鋼絲繩鋸采煤工藝。急傾斜煤層鋼絲繩鋸采煤工藝主要用于1.2m，傾角在85°的急傾斜薄煤層的采煤中，但是隨著技術(shù)的進步，這種技術(shù)在最近幾年也開始應(yīng)用到極薄煤層采煤中。這種采煤工藝工作面單產(chǎn)1600t/M，直接工效8t/I。這種采煤工藝的工作面是走向布置，一般來說是斜長l0m，走向長度150m，電機、絞車、對輪、導(dǎo)向輪和手動葫蘆等施工機械是布置在工作面下巷上的，采煤作業(yè)及運煤都是依靠牽引機械作業(yè)的，利用鋸齒在煤壁上拉出兩條煤溝槽。利用礦山本身的壓力作用使其自行脫落下來。這種采煤工藝在采過后一般那不需要進行支護，而是每隔15m左右留2m左右的煤柱來支撐頂板。主要用于頂?shù)装鍒杂病⑼暾⒎€(wěn)定性好，煤質(zhì)松軟、不粘頂、不含夾石層的極薄急傾斜煤層開采工作，具有開采效率高、開采能力強的特點。

極薄煤層的開采對采煤工藝、技術(shù)和機械提出了更高的要求，隨著科研投入的增加，長壁采煤等采煤工藝也得到了進一步發(fā)展和提高，在降低作業(yè)成本的基礎(chǔ)上大大提高了采煤效率和作業(yè)安全，有效的滿足了極薄煤層的開采需要。工前預(yù)想是應(yīng)用現(xiàn)代安全管理技術(shù)和方法，對生產(chǎn)作業(yè)過程全面地進行事前分析，找出各種危險因素，并對可能產(chǎn)生的危險因素給予科學(xué)的論證和預(yù)測，制定最佳的預(yù)防措施，有效防止事故發(fā)生。