關(guān)于薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)問題的研究

劉浪

摘要：隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展以及對煤炭資源需求量和消耗量的急劇增加，加大了煤礦企業(yè)生產(chǎn)壓力，且隨著煤礦開采進(jìn)程的深入，具有良好貯藏條件的煤層和良好作業(yè)條件的礦區(qū)數(shù)量在逐漸減少，目前的煤礦開采重點也逐漸向薄煤層方向轉(zhuǎn)移。但是由于薄煤層采煤作業(yè)與傳統(tǒng)采煤作業(yè)方式存在較大的不同，受到薄煤層結(jié)構(gòu)和作業(yè)空間等因素的限制，想要滿足綜合機械化采煤作業(yè)要求，需要對綜采技術(shù)和配套設(shè)備等進(jìn)行深入研究，以提升薄煤層開采作業(yè)效率和產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：薄煤層;綜合機械化采煤技術(shù);要點

分類號：TD823.97

一、引言

在現(xiàn)代化煤炭企業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，綜合機械化采煤技術(shù)起到關(guān)鍵的推動作用，有利于提升煤炭開采生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率，通過較高的機械化作業(yè)水平來代替人工、減輕人工作業(yè)強度并降低開采作業(yè)成本。但是總結(jié)目前開展薄煤層綜合機械化采煤作業(yè)中的問題，仍然表現(xiàn)出相應(yīng)的配套設(shè)施不夠完善或者與綜采技術(shù)不配套等問題，導(dǎo)致整體開采技術(shù)水平偏低并應(yīng)整體經(jīng)濟效益、造成資源浪費等。因此要重點針對薄煤層綜采技術(shù)加大研究力度。

二、薄煤層綜合機械化采煤的工藝特性

薄煤層的開采煤層比較薄且工作面的采高比較低，但是由于開展開采作業(yè)時作用支架體積較大，需要的開采作業(yè)空間也比較大，這就限制了支架操縱時的升降空間，而且由于所用采煤機的割煤強度較大，綜采設(shè)備的綜合自動化程度較高、機體比較厚，增加了薄煤層綜采作業(yè)難度。針對上述問題，通過綜合機械化采煤的方式，通過一體化的支架、采煤機等設(shè)備有效控制綜采設(shè)備的整體體積和高度，而且在工作面中如果遇到頂板和底板的波狀起伏問題，則需要適當(dāng)增加150mm的空間高度。此外，在薄煤層開采作業(yè)時，由于回采工作面與礦山之間會形成一定的壓力并對煤壁造成擠壓，可能會引發(fā)破碎問題，而煤體通常具有較大的硬度，這也對所用采煤機截割滾筒的切割能力提出更高要求。

三、薄煤層綜合機械化采煤的主要設(shè)備

總結(jié)薄煤層綜采常用設(shè)備，一是螺旋鉆采煤機。此種采煤機基于露天的螺旋鉆機進(jìn)行改造的，目前比較常用于邊角煤的回收開采作業(yè)中，而通常不會在單產(chǎn)水平較低的礦井開采作業(yè)中。二是刨煤機。此設(shè)備在薄煤層開采中應(yīng)用，表現(xiàn)出較高的工作效率，同時其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，便于使用和維護(hù)。但是由于薄煤層的厚度、傾斜角度和頂板條件、地質(zhì)條件等會影響其使用效果，因此在沒有在薄煤層開采作業(yè)中廣泛應(yīng)用。三是爬底式單滾采煤機。此類采煤機層在本世紀(jì)初的某公司中應(yīng)用，但是經(jīng)過試驗之后得出其應(yīng)用效果并不理想，因此也沒有在現(xiàn)代薄煤層開采中廣泛應(yīng)用。四是刮板輸送機。此設(shè)備是煤礦生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的設(shè)備，但是由于其具有較大的槽寬和較厚的中板，與底板的距離也較大，不太適合作業(yè)空間比較小的薄煤層開采作業(yè)中，因此也難以在現(xiàn)代化煤礦綜合機械化開采中廣泛應(yīng)用。五是支護(hù)設(shè)備。在煤礦開采作業(yè)中為了保護(hù)作業(yè)人員和設(shè)備安全，目前所應(yīng)用的各類支護(hù)設(shè)備比較豐富，多種支護(hù)設(shè)備以應(yīng)對不同的地質(zhì)條件。比如液壓支架已經(jīng)在煤礦開采作業(yè)中廣泛應(yīng)用，但是由于此類支護(hù)設(shè)備的調(diào)節(jié)范圍比較小、應(yīng)用時無法靈活調(diào)整，難以適應(yīng)薄煤層開采作業(yè)空間有限的特點。由此可見，目前煤礦開采作業(yè)中所用各類設(shè)備已經(jīng)無法適應(yīng)薄煤層綜采技術(shù)要求，這就需要深入研究綜采設(shè)備的結(jié)構(gòu)、配套性、參數(shù)和自動化性能等，保證其適合薄煤層開采作業(yè)要求，提升薄煤層綜合機械化開采水平。

四、薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)要點

1.短壁機械綜合機械化采煤機技術(shù)

應(yīng)用此技術(shù)時，所用支護(hù)和運輸設(shè)備都是輕型設(shè)備，便于對這些設(shè)備的搬運和安裝。在此工作面中轉(zhuǎn)載和運輸機械設(shè)備可以組合應(yīng)用，通過單機頭刮板輸送機的應(yīng)用可以布置多種不同方式來滿足作業(yè)要求。所應(yīng)用的雙滾筒采煤機可以采取從中間斜切入刀的方式實現(xiàn)單身切割，而所用單滾筒采煤機則采取從開切口后再進(jìn)行往返切割的作業(yè)方式。此技術(shù)比較適合在長度為30～80m的工作面中應(yīng)用，想要實現(xiàn)綜合機械化開采，要求上下兩個端頭可以快速作業(yè)，滿足機械化回采巷道要求，通常在煤層相對較厚的中小型礦井中應(yīng)用。

2.長壁機械綜合機械化采煤機技術(shù)

此技術(shù)比較適合在工作面長度比較長且采煤量比較大的礦井生產(chǎn)中應(yīng)用。在應(yīng)用中為了保證開采作業(yè)效率，需要降低工作面端頭斜切入刀，在設(shè)計工作面長度時要綜合考慮工作面產(chǎn)煤量和成本，保證滿足所用刮板輸送機長度以及工作面地質(zhì)情況等要求，通過延長工作面長度的方式可以減少工作面的搬遷次數(shù)。此長度還會受到采煤場地質(zhì)、回采巷道支護(hù)、輸送機鋪設(shè)長度的影響。為此就需要保證割煤速度和支護(hù)速度平衡，做好妥善的煤礦開采組織管理工作，實現(xiàn)采煤機產(chǎn)量的提升。

五、薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)的發(fā)展趨勢

基于目前薄煤層綜采中的技術(shù)與配套設(shè)備相關(guān)問題，未來，為了提升薄煤層綜采效率，需要發(fā)展掘錨統(tǒng)一化技術(shù)，不僅施工循環(huán)時間段、成巷速度快、每日進(jìn)尺多，而且在發(fā)生頂板暴露等問題時可以迅速安裝錨桿來加強支護(hù)效果，改善支護(hù)作業(yè)環(huán)境和一次性成型效果。此外，還將連續(xù)采煤機應(yīng)用于大斷面多巷薄煤層綜采作業(yè)中，通過此種高產(chǎn)的開采方式實現(xiàn)工作面順槽的連續(xù)開采作業(yè)，此類連續(xù)采煤機在我國的應(yīng)用數(shù)量也逐漸遞增，薄煤層綜采進(jìn)尺記錄也逐漸被打破，表現(xiàn)出采掘合一和開采速度快等優(yōu)點。此外，懸臂式綜合機械化薄煤層采煤機的發(fā)展是未來發(fā)展趨勢，表現(xiàn)出大功率、重型和自動化的優(yōu)點，實現(xiàn)機綜合機械化薄煤層采煤機應(yīng)用范圍的擴大，同時要對新的截割方式進(jìn)行研發(fā)，通過全巖巷鉆爆法、全液壓錨桿鉆機的應(yīng)用來提升自動化水平和整機性能。

六、結(jié)語

在目前積極推進(jìn)的薄煤層綜合機械化采煤進(jìn)程中，需要掌握其基本工藝特性、分析常用設(shè)備并加以改進(jìn)，研究相應(yīng)的綜采技術(shù)并加快技術(shù)創(chuàng)新、發(fā)展，提升薄煤層綜采技術(shù)水平和作業(yè)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 高強. 薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)的研究[J]. 中國化工貿(mào)易， 2019， 011（004）：59.

[2] 張瑞鵬. 薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)的分析與實踐[J]. 石化技術(shù)， 2020， v.27（01）：127-128.

[3] 史星祿. 綜合機械化開采技術(shù)在薄煤層開采中的應(yīng)用[J]. 中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量， 2019， 039（019）：240-241.

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