薄煤層機(jī)械化采煤技術(shù)探討

張新建

（山西蘭花沁裕煤礦有限公司，山西 高平 048000）

現(xiàn)階段我國(guó)的煤炭呈現(xiàn)出存儲(chǔ)量大、形態(tài)多元化的特點(diǎn)，現(xiàn)有的儲(chǔ)存量是98億噸，在這些煤炭中薄煤層的存儲(chǔ)量占總存儲(chǔ)量的19%，但在實(shí)際開(kāi)采中薄煤層的開(kāi)采量只占到總煤炭開(kāi)采量的10%。因此，要想我國(guó)的煤炭行業(yè)今后可以持續(xù)發(fā)展，使用快速、有效的薄煤層機(jī)械化采煤技術(shù)是今后煤炭企業(yè)的發(fā)展方向。

一、目前煤炭開(kāi)采中出現(xiàn)的問(wèn)題

按照煤層的薄厚程度，將煤層厚度不大于1.3米的煤層劃分為薄煤層。從實(shí)踐工作中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段我國(guó)的薄煤層采煤中主要的問(wèn)題有四點(diǎn):

第一點(diǎn)，在實(shí)際開(kāi)采薄煤層中，往往會(huì)受到薄煤層周?chē)牡乩憝h(huán)境與分布的空間影響，在使用機(jī)械設(shè)備開(kāi)采的過(guò)程中難度系數(shù)較大，并且受到開(kāi)采薄煤層空間的影響，施工人員工作范圍十分有限，由于瓦斯、灰塵等有害氣體排放困難，因此產(chǎn)生的安全隱患很多，容易引起安全事故，對(duì)施工人員的人身安全造成了一定的威脅。

第二點(diǎn)，因?yàn)殚_(kāi)采薄煤層時(shí)煤層的厚度較低，所以開(kāi)采薄煤層的速度很快，有關(guān)機(jī)械設(shè)備的工作周期也隨之縮短，機(jī)械設(shè)備工作的頻率加快，是開(kāi)采薄煤層的工作變得十分緊張。

第三點(diǎn)，和煤層厚度較大的煤礦相比，投入到薄煤層中的開(kāi)采資金較大，然而開(kāi)采薄煤層并不是一點(diǎn)好處沒(méi)有，開(kāi)采薄煤層的主要優(yōu)勢(shì)是:薄煤層工作的工作面頂板位移很小、控制較容易、開(kāi)采薄煤層時(shí)不會(huì)造成大面積塌方并且不會(huì)給周?chē)拿簩訋?lái)太大的影響。

第四點(diǎn)，與煤層厚度加大的煤礦相比，薄煤層的產(chǎn)量較少、拋灑煤礦造成浪費(fèi)的現(xiàn)象嚴(yán)重，薄煤層周?chē)牡乩憝h(huán)境多樣且復(fù)雜，這對(duì)開(kāi)采薄煤層的生產(chǎn)量造成較大影響。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，開(kāi)采薄煤層的生產(chǎn)量只有較厚煤礦的33%左右。

二、現(xiàn)階段開(kāi)采薄煤層使用的機(jī)械化技術(shù)

就現(xiàn)階段開(kāi)采薄煤層使用的機(jī)械化技術(shù)來(lái)說(shuō)，主要有三種采煤技術(shù)，主要包括螺旋鉆機(jī)采煤技術(shù)、刨煤機(jī)采煤技術(shù)、采煤機(jī)采煤技術(shù)、刨煤機(jī)采煤技術(shù)。開(kāi)采薄煤層機(jī)械化水平最高的國(guó)家主要使用螺旋鉆機(jī)和刨煤機(jī)開(kāi)采煤礦。

（一）螺旋鉆機(jī)采煤技術(shù)。在開(kāi)采薄煤層中使用螺旋鉆機(jī)是現(xiàn)階段采煤過(guò)程中使用比較廣的機(jī)械化設(shè)備。螺旋鉆機(jī)這種機(jī)械設(shè)備主要用在煤層厚度為0.4m-0.8m的煤層開(kāi)采中，它的出現(xiàn)使施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人看守這一目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，全部開(kāi)采薄煤層的施工人員都能在巷道內(nèi)工作，這不僅加強(qiáng)了施工人員工作時(shí)環(huán)境的安全指標(biāo)，還可以高效的防止瓦斯爆炸事故與頂板坍塌事故的產(chǎn)生。螺旋鉆機(jī)這種機(jī)械化采煤技術(shù)的廣泛應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了資源、人力投入少和效力。產(chǎn)量提高大的雙贏局面，與傳統(tǒng)的采煤技術(shù)相比，螺旋鉆機(jī)采煤機(jī)技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)容易、安全性強(qiáng)。并且是一種全新的無(wú)人看守工作面的采煤技術(shù)，可以使煤層的厚度有0.8m延伸至0.4m，對(duì)煤層較松軟的煤礦開(kāi)采有很高的使用性。

（二）刨煤機(jī)采煤技術(shù)。使用刨煤機(jī)這種機(jī)械化采煤技術(shù)也是目前開(kāi)采薄煤層中使用較為廣泛的采煤技術(shù)之一。刨煤機(jī)這種采煤技術(shù)不僅可以保證煤礦開(kāi)采質(zhì)量，還能使煤礦的采煤效率得到有效提高。刨煤機(jī)這種機(jī)械化采煤技術(shù)主要使用在煤層傾斜角度不大于25°的煤礦開(kāi)采中，并且煤礦的硬度不大于25MPa，煤礦硬度要小于底板硬度，煤礦周?chē)牡乩憝h(huán)境要穩(wěn)定。刨煤機(jī)工作時(shí)運(yùn)行的最快速率為3m/s，切割煤礦時(shí)的功率大于400KW，切割時(shí)每刀深度為0.25m。刨煤機(jī)這種機(jī)械化采煤技術(shù)裝煤、落煤、運(yùn)煤的一體化，不需要技術(shù)人員跟機(jī)工作，對(duì)容易出現(xiàn)瓦斯爆炸的薄煤層可以實(shí)現(xiàn)安全開(kāi)采。另外，刨煤機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修容易。

（三）采煤機(jī)采煤技術(shù)。采煤機(jī)這種采煤技術(shù)和之前兩種機(jī)械化采煤技術(shù)相比較略有不同，它作業(yè)是既需要大運(yùn)轉(zhuǎn)功率與運(yùn)轉(zhuǎn)空間，同時(shí)也需要刨煤機(jī)本身有切割各種煤礦的功能。現(xiàn)階段開(kāi)采薄煤層使用的采煤機(jī)主要是爬底板式與騎輸送機(jī)式兩種，其中騎輸送機(jī)式作業(yè)時(shí)主要通過(guò)傳輸鏈牽引工作，爬底板式作業(yè)時(shí)主要是讓采煤機(jī)的機(jī)身放置在機(jī)道內(nèi)完成煤礦開(kāi)采，因此采煤機(jī)又叫滾筒采煤機(jī)。爬底板式采煤機(jī)對(duì)過(guò)煤空間要求較高，這不僅僅加大了采煤機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)功率，也是煤礦開(kāi)采工作面的通風(fēng)截面加大，從而進(jìn)一步的提升了煤礦開(kāi)采時(shí)的安全系數(shù)。

（四）刨煤機(jī)采煤技術(shù)。刨煤機(jī)這種采煤技術(shù)是現(xiàn)階段開(kāi)采薄煤層中極為重要的機(jī)械化采煤設(shè)備。其主要的優(yōu)點(diǎn)為:能夠?qū)崿F(xiàn)薄煤層綜合化機(jī)械開(kāi)采，實(shí)現(xiàn)薄煤層開(kāi)采中的自動(dòng)化開(kāi)采；在采煤過(guò)程中可以連續(xù)工作，利用時(shí)間的能力較高，作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的煤塵較少，刨煤機(jī)的機(jī)械化內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)容易。

三、薄煤層機(jī)械化采煤技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著改革發(fā)展的不斷深入，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)階段開(kāi)采薄煤層的機(jī)械化技術(shù)在長(zhǎng)時(shí)間的工作中，已經(jīng)獲得了很大提高，其主要表現(xiàn)在機(jī)械化設(shè)備的創(chuàng)新突破上，新時(shí)代要有新的采煤技術(shù)，主要包括:采刨機(jī)、滾筒式懸臂采煤機(jī)。

（一）采刨機(jī)。采刨機(jī)結(jié)合了采煤機(jī)和刨煤機(jī)采煤技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型的薄煤層機(jī)械化采煤技術(shù)，其使用了采煤技術(shù)相對(duì)成熟的技術(shù)，例如:記憶切割、無(wú)線分段遙控技術(shù)、遠(yuǎn)程通訊技術(shù)等；并且還使用了刨煤機(jī)相對(duì)成熟的技術(shù)，例如:使用煤礦下壓落煤類(lèi)提升裝煤效率，將牽引功能安裝在傳輸機(jī)的頭部和尾部以便提升其工作時(shí)的安全性和可維修性，采刨機(jī)這種新型的機(jī)械化采煤技術(shù)的生產(chǎn)力基本處在我國(guó)生產(chǎn)的開(kāi)采薄煤層機(jī)械設(shè)備和進(jìn)口自動(dòng)化刨煤機(jī)機(jī)械化設(shè)備之間，可以將自動(dòng)化控制有效的實(shí)現(xiàn)。

（二）滾筒懸臂式采煤機(jī)。當(dāng)薄煤層最高的開(kāi)采下線為0.8m時(shí)，滾筒懸臂式這種機(jī)械化采煤機(jī)開(kāi)采薄煤層最高的采煤下限可以達(dá)到4.5m，搖臂厚度也能達(dá)到4.5m，同時(shí)切割煤層時(shí)的最大功率能達(dá)到200千瓦，滾筒懸臂式采煤機(jī)在開(kāi)采薄煤層時(shí)還可以使用無(wú)齒軌鏈牽引以及錨鏈牽引等多種形式的牽引方式。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，伴隨全球化經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，薄煤層的采煤技術(shù)已經(jīng)受到社會(huì)各級(jí)的廣泛關(guān)注，成為有關(guān)專(zhuān)家學(xué)者研究的重要課題。因此，我們要從我國(guó)的基本國(guó)情出發(fā)，努力將采煤中存在的問(wèn)題解決，加強(qiáng)機(jī)械化采煤技術(shù)的發(fā)展。

[1]韓雪華，李茂良，崔祥，徐德林，王社平.5型薄煤層順槽連續(xù)牽引車(chē)的開(kāi)發(fā)與使用[J].煤礦現(xiàn)代化，2009,11（06）:159-162.

[2]霍小寶.對(duì)于采煤技術(shù)和采煤方法選擇的探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011,02（18）:197-199.