薄煤層綜合機械化開采實踐研究分析

蘇宗慶

摘?要：煤礦開采行業是我國經濟建設發展的重要支撐，也是我國實現全球一體化發展目標的必備條件。近年來，隨著我國高科技產業的發展，綜合機械化開采被越來越廣泛地應用到了薄煤層開采工作中。下面，就一起跟隨本文對薄煤層綜合機械化開采實踐研究進行一個簡單的分析與探討。

關鍵詞：薄煤層;綜合機械化;開采

近幾年來，在我國經濟發展強力的帶動下，煤礦開采行業也進行著不斷的改革與發展。在煤礦開采中，薄煤層的開采工藝及技術是較為復雜的。因此，如何利用綜合機械化對薄煤層進行開采是當前煤礦行業所最為關心的事情。

1.什么是薄煤層

根據煤礦的地理位置及地質情況不同，煤層可以分為極薄煤層、薄煤層、中煤層以及厚煤層四種形式。所謂的薄煤層主要是指地下開采部分厚度小于1.5米、露天開采厚度小于3米的煤層形態。因薄煤層厚度較于中煤層和厚煤層要薄弱得多，因此在開采中也增加了許多的困難。

2.薄煤層綜合機械化開采現狀

我國自古以來都是煤碳大國，地下煤礦總儲存量位居世界首位。而單薄煤層的儲存量就高達65億噸左右，約占總儲存量的百分之二十。但就目前來看，我國實際對薄煤層的開采量還不足百分之十，并且逐年呈下降趨勢發展。

我國的薄煤層開采工藝起步于20世紀50、60年代。隨著煤礦行業的發展，至20世紀70年代，在薄煤層的開采中逐漸采用了機組化工藝，最初用于薄煤層開采的機械稱之為刨煤機，但此機械所產出的煤碳總量十分低。據相關資料顯示，目前我國許多地區在薄煤層開采中仍采用傳統的刨煤機進行作業，使薄煤層得不到大量的開發。同時，由于我國薄煤層開采工藝起步較晚，在某些機械化程度上還處于發展中階段，因此事故多、煤碳產量低、施工人員工作環境惡劣等是目前國內煤礦行業開采作業中普遍存在的問題。另外，在采用機械化對薄煤層開采中，由于受各種因素的制約，對于80厘米以下的薄煤層機械設備是無法對其實行開采作業的。除此之外，由于薄煤層多為較為復雜且堅硬的煤層結構，因此機械設備在作業時很容易出現損壞問題，以至于機械設備整個開采過程中都必須由機械專業檢修人員跟隨作業，給人員及煤碳開采工作帶來諸多的不便。

3.薄煤層綜合機械化開采的制約因素

薄煤層在我國的煤碳儲存量是十分豐富的，但由于綜合機械化問題，使煤碳產量逐年下降。其主要制約因素有以下幾點：

首先，綜合機械化設備能力低下是造成產煤量少的最直接因素。一般來講，薄煤層受地理原因及地質因素影響，使開采工作面的空間相較于其它煤層狹小得多，同時由于該煤層處于離地面部分最短的距離內，因此工作環境相對較為惡劣。從而給綜合機械化設備工作及地下開采工作帶來很大的困難。

其次，由于薄煤層厚度的不規律變化及斷層部分的結構因素，使煤碳生產率十分低下。同時，由于該處煤層的特殊性地質環境，許多開采設備無法真正接觸到薄煤層部分，從而制約了開采事業的發展。據相關調查數據顯示，薄煤層與中煤層所儲存的煤碳部量基本持平，而在開采中薄煤層的生產率只達到了中煤層的三分之一。由此可以見得，斷層的結構因素對薄煤層的開采是有著很大的不良影響的。

最后，在實際開采工作中，薄煤層的投入成本遠比所得成本高很多。其主要的原因在于傳統的刨煤機開采效率十分低，并且在掘進過程中無論從成本或是其它方面的支出成本都較高，而所產出的煤碳量則較低，這就造成了經濟利益方面的制約。

4.薄煤層機械化開采實踐

薄煤層的開采是整個礦井中最為復雜的一個。因此，提高薄煤層的產煤量是目前煤礦行業必須要實現的目標。本段就以某煤礦開采企業為例，進行一個詳細的分析與說明：

4.1?實例說明

某煤礦開采企業常年對薄煤層進行施工開采作業。2013年底，企業對某礦區進行開采，該礦區薄煤層內含有硬度較高的硬度硫化鐵結核，并且薄煤層的平均厚度只有1.5米，煤層之間的夾角僅為20度。另外，該煤礦區域內的地質環境較為復雜，偽頂巖質泥巖的厚度只有0.7米，且直接頂部為砂質泥巖結構。同時經企業專業人員對該礦井過行考查后發現，該處礦井的瓦斯涌出量是較大的，屬于極易自燃的煤層性質。因此，該企業施工人員在對薄煤層進行開采前，首先利用單體柱配TT型梁進行工作面的支護，并采用炮采工藝。在經過了一段時間的開采后企業負責人發現，該種開采形式使施工人員的勞動強度大大增加，且煤碳的生產率要比預期的產值低很多，因此在很大程度上制約了經濟效益的提升。另外，由于該工程經濟效益較低，導致施工人員的工資也相對偏低，且在施工中人員的安全無法得以確實的保障，因而導致了施工人員大量流動的現象，影響著整個企業開采工作的進行。

4.2?薄煤層開采的綜合機械化配套設備

至2014年初，該企業負責人針對以往在對薄煤層開采中所出現的問題進行了改革，并重新規劃綜合機械化開采實踐任務目標。首先，該開采施工隊將以往所使用的刨煤機改為250型號及420型號的電牽引采煤機進行作業，并且選用ZY4000-10/20型號兩柱掩護式液壓支架以及SGZ764/500型號輸送機綜合機械化共同實現開采利益最大化的目標。如圖所示：

4.3?薄煤層的綜合機械化開采實踐

該企業施工人員在利用ZY4000-10/20型號兩柱掩護式液壓支架以及SGZ764/500型號輸送機綜合機械化進行施工時，由于煤層厚度及夾角坡度有不規律變化，必須在開采作業前確定最低的采高點。例如：如果當煤層厚度及坡度夾角變化較大時，則需要后退臥底或是調頂工序的支撐，因為如果采高點較低的話，就會在綜合機械化設備工作時遇到坡度夾角兩頭翹的現象，會直接影響到設備的通行能力。因此，該企業開采施工人員采用測量滾筒直徑、支架的支護性能以及采煤設備高度、采煤設備距離支護架距離的方式來綜合性確定最低采煤點的高度，從而保證了綜合機械化設備的工作效率以及保障了施工人員的安全。

其次，針對于薄煤層的空間小，綜合機械設備無法更換零件等問題，該企業施工人員制定出了具體的規劃，即每天不少于4個小時對綜合機械化設備進行檢修，同時在每天開采工作前要對施工中所需綜合機械化設備進行空轉、自檢等特殊方法的檢修護與保養，從而減少設備的損壞率及設備的零件更換次數，并且可以有效提高設備的運行能力。

最后，綜合機械化采煤機主要用于薄煤層的開采中，但是在遇到較堅硬的巖石層時很容易造成采煤機的損壞。因此，該企業開采施工人員制定出具體的方案。即薄煤層低于1.5米時，為了最大限度保證采煤機不受損傷，要首先采用刨煤機對1.5米以下較為堅硬的巖石層進行破碎處理，并同時采用防崩壞主柱、其它綜合機械化設備以及電纜等對其進行處理。從而在保證采煤機不受損壞的情況下完成薄煤層的開采任務。

4.4?成效分析

在該企業更換綜合機械化設備后，第一個月的煤碳生產量就已經達到了4萬噸，而第三個月在實行全面開采后，生產量提升為10噸。這種業績開創了該企業薄煤層開采中的最高紀錄，如圖所示：

由上圖可以看出，傳統的刨煤機每噸的成本支出為32元，而采用綜合機械化設備后每噸的成本支出僅有8元。如果在計算中按照每月10萬噸的產量來算的話，采用綜合機械化設備要比刨煤機設備每月多收益300萬元。同時，如果按照每噸煤的出售價格為280元計算，該企業每噸煤所得的凈利益為190元。因此，以這種方式計算的話，全年該企業的煤碳總產量及總收入都會是刨煤機時代的幾倍甚至是幾十倍之多。

5.結語

綜上所述可知，薄煤層綜合機械化開采可以大大提升薄煤層的煤碳生產率，同時可以提高企業的經濟效益。因此，在薄煤層開采中，要針對不同的地理環境及地質情況選用不同的綜合機械化設備進行施工，在保證施工人員安全的前提下提高煤碳的生產率，從而促進企業的發展。

參考文獻：

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