極薄煤層開采方法研究

劉培強

(重慶永榮茶園煤建有限公司,重慶 402460)

極薄煤層開采方法研究

劉培強

(重慶永榮茶園煤建有限公司,重慶 402460)

隨著經濟的發展和社會的進步，我國的煤礦產業也得到了快速的發展，近些年井下開采逐漸向縱深方向發展，極薄煤層的開采越來越多。然而，極薄煤層與普通煤層有所不同，其開采難度也要高于普通煤層。為此，尋求一種極薄煤層開采工藝的有效途徑顯得尤為重要。本文主要分析了極薄煤層和薄煤層的采煤工藝。

極薄煤層 開采方法 開采工藝

1 極薄煤層的開采現狀

極薄煤層開采的困難很大，與常規煤層相比要付出更大的人力和物力，并且危險系數極高。因此中國在極薄煤層的產量很低，開采初期對于極薄煤層的開采就直接放棄了。極薄煤層本身存在以下特點和難點：(1)對人員開采的要求高。開采高度低，煤礦工人在開采過程中不能保證直立開采，礦工的作業難度高；（2）工作本身存在巨大的難度，機器和設備很難在礦井下移動，對機械的要求高；（3）投入高，產出低。對于極薄煤層的開采要耗費大量的人力和物力，但是開采成果與付出的人力和物力不呈現正比。因此，中國在極薄煤層的開采現狀上不容樂觀。主要表現在：（1）受技術的限制。中國對于極薄煤層的開采進度慢，極薄煤層的機械化水平低，基本是人工作業；(2)中國在極薄煤層的開采上，危險系數大，瓦斯爆炸和礦難的發生比例上，有很大一部分都是存在于極薄煤層的開采中。極薄煤層的人力投入大和機械化水平低，造成了開采危險程度的提高和礦難發生概率的增加，對于礦工的人身安全保障低；(3)極薄煤層存在很大程度的漏采和棄采現象。特別是在中國煤礦開采初期，由于中國煤礦資源的儲藏豐富和需求量低，對于開采難度高的極薄煤層就放棄開采，造成了煤礦資源的極大浪費；(4)中國煤礦開采的機械化程度與國際上其他國家還存在著較大差距。

2 極薄煤層開采的常用方法

(1)炮采法。炮采法一般可分為兩種形式，一種是普通炮采法，該方法在一些小型煤礦的井下開采中應用較多，其主要是通過作業人員進入到井下采掘工作面進行打眼，再以爆破的方式使煤層脫落，然后由一部分作業人員攉煤至工作面運輸設備，另一部分作業人員則負責在工作面打設及回撤支柱。但該方法存在一些十分突出的問題，如安全性差、勞動強度大、開采效率低以及煤炭資源回收率低等等；另一種無人工作面炮采法。這種方法的開采效果要遠遠優于普通炮采法，并且具有安全性高、適應性強等特點。無人工作面炮采法是一種在工作面平巷上的平行采面煤壁以鉆機鉆出一個或是一組與實際采掘面長度相同的深孔，借此來實現一次起爆落煤的方法。該方法的關鍵環節在于鉆孔孔深的控制，通常情況下，孔深應控制在20～30m左右為宜。經由放炮崩落的煤炭可由運輸設備進行運輸，從而實現了作業人員遠程操控，工作面無作業人員的開采方式。(2)采煤機普采法。該方法是極薄煤層開采過程中所占產量比例最大的一種開采方法。目前，我國已經成功研制出20余種薄煤層開采機組，適用于極薄煤層開采作業的主要為爬底式。各地方煤礦企業以及一些民營的小型煤礦可按照資金及井下煤層的實際賦存情況對機組進行選擇。但是這種采煤方法具有一定的局限性，其僅適用于厚度大于0．6m且傾角小于18°的煤層。(3)刨煤機采煤法。與采煤機相比刨煤機的使用范圍相對較小，而且開采效果也比較一般。這是因為刨煤機整體功率偏小，對井下硬煤的刨采能力較差，同時設備自身的運行可靠性也相對較低，當傾角大于10°時設備會出現嚴重下滑的情況。此外，由于缺乏對井下煤層可刨性的系統分析以及合理刨深深度等參數的理論研究，加之設備的總體投入較大。因此，該方法并不太適合用于小型煤礦。(4)螺旋鉆機無人工作面采煤法。這種采煤方法是我國在最近幾年引入的一種新型機采方法，其有效地實現了采掘作業面無人作業的開采方式。作業人員在開采工作面以外的位置處通過對機電設備進行遠程操控，便可完成破、裝、運等煤炭開采工序，通過該方法的應用使作業人員從以往繁重的勞動和惡劣的工作環境中解脫出來，開采效率也隨之有所提高。該方法可有效對極薄煤層進行開采，進一步提高了井下煤炭資源的利用率以及礦井的服務年限，因此，這是一種十分值得推廣使用的極薄煤層開采工藝。

3 極薄煤層開采的優化途徑

(1)加強技術研發和投入。完美的設計需要技術的保障，要積極創新和推廣中國的煤炭開采技術，特別要研發針對極薄煤層開采的技術。①加大技術投入。國家通過設立專項基金，加大極薄煤層的開采技術創新，開采企業通過加大技術投入，創建研發團隊，加快開采技術的創新；②國家加大技術應用和推廣，更好地引導開采企業進行技術應用，同時實現企業和研發團體的對接，縮短技術研發和應用時間。(2)合理選擇開采設備。極薄煤層開采過程中，最大的難點是地質條件復雜、采面高度較小，為了實現安全、高效生產的目標，采煤設備的選擇是關鍵。在選擇采煤機時應綜合考慮以下技術問題：①采煤機的整機高度；②滾筒的裝煤效果；③采煤機的總體長度。同時還應結合采掘作業面的實際情況。通過選擇合理的采煤設備能夠有效地提高極薄煤層的開采效率。(3)開采作業面地質條件的有效控制措施。①作業面過斷層措施。在極薄煤層的開采過程中，經常會遇到斷層，為了有效解決這一問題，應采取相應的過斷層措施。其一，對開采作業面與斷層之間的夾角進行調整；其二，做好采掘作業面的超前支護工作，并對作業面的周期來壓進行有效控制，如果開采過程中端部發生冒頂現象時，應及時做好挑頂及護頂；其三，采煤機在對煤層切割后，應及時進行移架，并做好頂板的管理工作。②作業面過褶曲措施。首先，應對褶曲軸向兩側的坡度進行調整，如果兩側坡度較大，應適當留出一定的底煤，若兩側坡度較小，則應進行適當破底，借此來使坡度保持平緩；其次，應隨時隨地對支架進行調整，這樣能夠有效地避免支架出現歪斜的現象；加強褶曲段作業面的頂板管理。

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[3]敬毅,邱亮亮,劉寧寧.關于薄煤層開采的現行經驗及其發展問題的探索[J].山東煤炭科技,2009(02).

劉培強,性別:男,出生年月:1984年11月24日,籍貫:重慶榮昌,民族:漢,所在科室,通防科,學歷:大學本科,重慶大學,采礦工程,研究方向,通風瓦斯、防突、薄煤層開采、綜采在薄煤層采煤工作面的應用等,職稱:助理工程師。