薄煤層綜采自動化采煤工藝技術研究與應用分析

陳 浩

(山西蘭花科創玉溪煤礦有限責任公司，山西 晉城 048000)

我國作為世界上重要的產煤基地，在厚煤層綜采、綜放開采方面取得了重大突破，處于國際領先地位，然而在薄煤層綜采方面卻是一個薄弱環節。其主要的原因是薄煤層開采空間小，效率低，工人勞動強度大，安全事故多，經濟效益低下，致使大量薄煤層煤炭資源處于擱置狀態，浪費了大量寶貴的煤炭資源，也制約了整個煤炭工業的協調發展。

1 研究薄煤層綜采技術的必要性

1.1 薄煤層綜采現狀的需求

所謂的薄煤層主要是在地下開采時厚度1.3 m以下的煤層；露天開采時厚度3.5 m以下的煤層。根據全國已經統計出來的數據顯示出薄煤層可采儲量約為61.5×108t，約占煤炭總可采儲量的20.4%；這個數據表明了研究薄煤層綜采技術的必要性。由于目前使用的機械設備落后，技術水平低，未能很好地運用綜采技術。

1.2 經濟發展形勢的要求

近年來，我國的經濟發展水平不斷提升，煤炭需求量也在逐年上升。然而煤炭資源畢竟是有限的，這就加大了對薄煤層的開采需求，對我國的煤炭開采技術也提出了新的要求。開采中不僅要考慮工藝技術，還要檢測開采土壤。只有加強待開采的土壤及其周圍環境檢測，才能在施工過程中很好地展示施工技術。

2 薄煤層開采液壓支架設計

采煤的綜采設備適應性關系到薄煤層綜采作業的效果。提高設備的適應性可通過改善綜采設備的性能實現。大部分開采作業采用的設備都是傳統的四連桿式結構的液壓支架，這種液壓支架設備在中厚煤層、厚煤層、薄煤層中同樣適用。隨著時間的推移，對其進行技術改良是非常迫切。具體改良結果如下：將傳統的四連桿結構的液壓支架改造為具有支撐油缸以及油缸兩端分別鉸接于頂梁和底座的新型支架，加強支架支護在薄煤層采煤技術中的應用。

3 薄煤層綜采自動化的關鍵技術

3.1 電控的自動化系統

薄煤層綜采自動化的關鍵技術主要體現在電控的自動化系統中。在傳統的薄煤層的開采過程當中，出現的開采空間狹小，未安裝監控設備，不能實現在短時期內數據傳輸有效傳遞，引入計算機網絡技術。自動化系統主要應用在以下方面：(1)針對紅外線的接收器、耦合器以及電源箱等以往出現的安裝、線路老化等方面問題，在電控的自動化系統當中要格外注意到對以上這些問題的處理。(2)考慮到施工安全性，對所有的施工過程進行全方位的監控，包括對施工工作面、地下開采、礦井運輸、地漏基建等工作的監督，加強對數據的整合和運用能力，以便通過分析具體的數據來提高工作質量。(3)在開采的過程中，多數施工工作面比較狹小，由于施工受到很大的局限，多數礦難都是在這樣的情況下發生。

3.2 薄煤層自動化綜采采煤方法及回采的工藝流程

薄煤層采煤多數時候采用的是走向長壁后退式采煤法，一次采全高以及綜采自動化采煤等，需要根據工作面的情況綜合分析。回采工藝包括落煤方式、裝煤方式、運煤方式和支護方式。落煤方式主要使用的是MG200/360-WD型電牽引雙滾筒采煤機落煤，中部斜切式進刀方式。裝煤方式主要是采用的梨型裝煤裝置自行裝煤。運煤方式主要使用的是SGZ-630/220型刮板輸送機配合SGB-40T型刮板輸送機和DSJ80/40/80型帶式輸送機連續運煤。支護方式主要采用的是掩護式液壓支架和上下上下端頭采用金屬雙銷鉸接頂梁配合單體液壓支柱支護。工作面采用的ZY3300/07/13型掩護式液壓支架及時支護方式。回采工藝流程如下所示，采煤機中間向下斜切進刀→上行返空刀 →推輸送機 →下行返空刀 → 下行割煤→推輸送機。在進行回采工藝時要格外注意配合千斤頂的使用。

3.3 采煤機自動化技術

為了提高采煤技術水平和采煤機的運用水平，應采用采煤機的自動化技術。通過支架技術的改裝，支架的承壓能力提升之后，能完全接受巷道當中采煤機的承壓推動。自動化設備的程度越高，越能對現場的作業情況靈活處理，所以在對現場施工作業的過程當中，需要對預留的通信接口實現升級改造，加強遠程控制和監督，其中主要是通過自動化設備上傳數據來加強控制，實現采煤機自動化。

3.4 經濟效益分析及推廣價值

薄煤層的綜采自動化采煤技術和工藝的應用，取得了以下幾方面的實效，主要包括產生的直接經濟效益、安全效果以及項目的應用推廣價值方面。如表1所示。

表1 經濟效益分析及推廣價值表

4 結語

總而言之，在針對薄煤層的綜采工作面自動化移架技術的改造以及應用的過程當中，要根據實踐操作來不斷促使技術的進步和發展，不斷改進技術、引進新型的設備。在薄煤層機械化開采的過程當中，總會出現各種各樣的難題，但是努力提升技術才是關鍵。

表1 經濟效益分析及推廣價值表