采煤工程中薄煤層開采技術研究

馬亮

摘 要：雖然我國煤炭儲量巨大，但是由于地質條件的限制，許多資源都儲存在薄煤層當中，而且許多煤礦開采地區的薄煤層資源十分豐富。例如山東省薄煤層煤炭資源占到該省資源總量的60%左右，四川省薄煤層資源占到該省煤炭資源的52%左右。但是薄煤層開采量卻很稀少，僅占煤炭開采總量的9%左右，究其原因即是薄煤層開采成本高，效率低而且極易對自然環境產生破壞，不僅影響了企業的經濟效益，而且帶來惡劣的環境影響。基于此，本文就對薄煤層的采礦方法和采礦技術進行了分析和研究，以期為薄煤層的開采利用提供相關幫助。

關鍵詞：難采煤層;極薄煤層;薄煤層;采煤工藝

引言

薄煤層的開采在煤礦開采中屬于難度非常高的一種，所以在現階段的煤礦開采中，對于薄煤層開采需要使用特殊的開采方法。由于在現階段對于煤礦資源需求的增加以及煤礦資源總量的降低，所以在現階段煤礦開采行業非常重視對薄煤層開采的研究，研究的重點包括開采技術，開采設備和開采工藝。同時由于這兩類煤層的開采難度較高，所以開采人員自身的技術水平和專業能力也必須得到充分保證。在現階段屬于市場經濟時代，煤礦企業開采煤礦的目的是為了獲得經濟效益，所以在正式開采煤層前需要先評估開采煤層所能獲得的收益和效益，充分考慮各相關因素的影響制定出性價比最高的開采方案。

1薄煤層概況及開采特點

1.1薄煤層概況

薄煤層作業空間小，采高一般在0.5m至1.3m之間，甚至有的薄煤層厚度僅為0.3m左右。在傳統開采中，掘進工人的處境可想而知，必須趴著才能進行開采作用，影響了工人的身體健康情況。即使在現代化施工裝備的支撐下，對綜采設備和液壓系統具有更高的要求。例如極薄煤層開采中就需要將液壓支架設計成為雙伸縮結構，也增加了企業的開采成本。因此，薄煤層對于工藝技術有著非常高的要求和標準。一般來說，要想在薄煤層開展采煤活動必須具備下述條件：（1）在薄煤層中，煤炭資源非常優質;（2）煤礦礦井仍可以使用，薄煤層中仍有煤炭資源。

1.2開采特點

薄煤層具有下述開采特點：（1）在這兩種煤層中煤炭層厚度較小，所以在具體的開采工作時，所預留的開采空間非常有限，這就給開采人員的工作帶來了嚴重影響，不利于開采效率的提高，使開采難度得到提升。（2）由于薄煤層自身開采環境相對較差，所以有很多機械設備根本無法應用到薄煤層的開采中，同時即便設備可以使用，但是其所發揮的功效也非常有限。（3）由于薄煤層的厚度相對較小，這就為掘進工作提供了便利，掘進效率相對來說要高于厚煤層和中煤的開采，然而其在工作面交接時難度非常大，嚴重降低了薄煤層的煤炭開采量，所能獲取的經濟效益非常有限。（4）由于薄煤層自身地質結構特點的原因，所以在開采煤層時，人力投入和資金投入會非常大，但是在同等條件下，其所能得到煤炭量和所能創造的經濟效益根本無法與厚煤層和中煤層相比。

2薄煤層采煤工藝分析

2.1長壁采煤工藝

在當下薄煤層開采中經常會使用長壁采煤工藝，該工藝的操作流程和所用的設備都非常簡單，然而在具體應用過程中，該采煤工藝對于地質條件有著相關要求，多數情況下長壁采煤工藝只能用在煤層結構簡單、賦存比較穩定的薄煤層。雖然在我國煤層開采中也可以利用滾筒式采煤機和刨煤機，然而薄煤層自身的煤層厚度太薄，其在應用中也會受到一定程度的限制。滾筒式采煤機的開采效率相對較好，然后成本要高于刨煤機，開采步驟也相對復雜。而刨煤機的成本相對較低，同時步驟非常簡單，在當下的應用更為廣泛。

以三一重工研制的BH38/2×400型全自動刨煤機為例，該刨煤機與軌道綜合聯動，能有效地實現自動化生產。刨煤機工作時，對地層要求很高，既要保證地層平穩，又要達到一定的硬度。刨煤機作業過程中，應保持機械功率在400 Kw以上、切割深度在0.25 m以內、速度應控制在3 m/s以內。刨煤機綜合性較高，可實現落煤、裝煤、運煤環節的一體化，以有效提高采煤工作效率。刨煤機有三大優點：第一，刨煤機在薄煤層開采過程中具有很高的自動化程度，從而有效地構建出綜合化的開采作業系統;第二，采用機械式自動化作業，可實現連續開采，從而有效保證了開采速度;第三，促使企業經濟效益大幅度提高;第四，刨煤機在結構上比較簡單，特別便于維修。

2.2螺旋鉆機采煤

在以往的煤炭開采中經常會使用螺旋鉆機采煤，并且在現階段經過技術的不斷更新和換代，螺旋鉆機采煤也得到了充分的發展和進步。螺旋鉆機適用于對0.4-0.8m厚度的煤層，因此在薄煤層的實際采煤作業中運用較為廣泛。在薄煤層的實際采煤作業中利用螺旋鉆機可以實現無人作業，在人力投入過程中有效地降低人力的投入，進而有效地提升企業的經濟效益。利用螺旋鉆機技術采煤作業，其操作人員只要操作螺栓鉆機，鉆機和人員不必處于同一個作業面。利用螺旋鉆機技術進行采煤，盡管出現了意外事故，同樣可以有效地保障采煤作業人員的生命安全。采用螺旋鉆機技術進行薄煤層采煤作業，有效地實現了人機分離，進而降低了人為因素在采煤過程中的影響作用。采用螺旋鉆機進行采煤，具有易于操作和維護以及安全可靠的特點，其實用性較高。

螺旋鉆機采煤在當下極薄煤層和薄煤層開采中雖然應用簡單，但是其工作效率相對較低，這就限制了螺旋鉆機采煤的進一步應用。在現階段相關技術人員和研究人員，對極薄煤層和薄煤層中螺旋鉆機采煤方式的應用進行了深入的分析和研究，要想保證該技術在薄煤層和極薄煤層中的有效應用，必須從鉆頭方面入手，根據具體的煤層厚度來選擇相應型號的鉆頭，這樣才能提高開采的效率。

2.3急傾斜煤層鋼絲繩鋸采煤工藝

急傾斜煤層鋼絲繩鋸采煤工藝通常多用于傾斜角度在85°以上的急傾斜薄煤層的開采，然而隨著現今技術的不斷進步，使該采煤工藝也可以在極薄煤層開采中使用，并且采煤率也得到了很大提高。急傾斜煤層鋼絲繩鋸采煤工藝在應用時工作面會呈現一定角度，所以必須用牽引機械來配合開采。同時，在應用該方式進行采煤時，一般只需要做好頂板支撐即可，使用起來相對比較簡單。但是需要注意的是急傾斜煤層鋼絲繩鋸采煤工藝在應用過程中也會受到地質環境的影響，如果地質環境不符合該工藝的應用要求，其開采效率和采煤率就會大大降低。

除此以外，在具體應用過程中，電機絞車等設備會安裝在工作面下，尾輪和導向輪等設備則是安在工作面上部，在牽引設備的作用下，就會使絞車在工作面做往返運動，進而起到煤炭開采的作用，這樣就不需要開采人員進入工作面，有效降低了開采的難度和人工工作量。

結束語

綜上，有鑒于薄煤層開采環境、開采效率的限制與特點，薄煤層開采的未來發展方向必然是綜采，通過不斷提高機械設備的信息化水平和自動化程度，進而減少煤層中工人的勞動強度、工作環境，發展無人采煤技術，最終達到提高薄煤層開采效率的目的。但是無論哪種綜采設備都需要根據薄煤層的特點以及企業需要進行選擇。

參考文獻

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