薄煤層綜合機械化采煤技術研究

樊占軍

(龍煤七臺河礦業有限責任公司新鐵煤礦，黑龍江 七臺河 154600)

綜合機械化采煤技術在我國出現于20世紀80年代。20世紀末期，機械化采煤技術發展仍停留在理論階段。21世紀，綜合機械化采煤技術已從理論發展邁向了實踐操作，這是我國完全掌握采煤綜合機械化技術的關鍵時期，也是機械化采煤轉向現代化采煤的重要時間節點。綜合機械化采煤技術在厚、中厚煤層的狀態下可以實現采煤效率的提升，但在薄煤層的特殊煤層情況下，傳統的綜合機械化采煤方式已經不適用。而薄煤層是我國煤礦的重要組成部分，需要將更多的理論付諸于實踐操作中，這樣才能解決薄煤層綜合機械化采煤技術問題。

1 薄煤層綜合機械化采煤技術的工藝要素

1.1 薄煤層綜合機械化采煤技術的工藝特性

由于開采主體是薄煤層，大型設備的開采空間受限，而設備進行支架的操縱和升降往往需要更多的空間，這就造成了空間上的沖突。大型機械設備往往采用切削煤的方式進行煤礦開采，利用綜合信息化采煤技術的大型機械設備的自動化程度高，可以實現遠程控制，可以將機械設備操縱得更加靈活。操縱支架往往采用鄰架控制模式，而空間要較標準工作空間增加150～200 mm。薄煤層的回采工作面開采過程中，礦山的整體壓力對煤壁產生的破碎程度較低，而由于薄煤層存在煤體堅固和硬度大的情況，采煤機不但要有足夠強的切割能力，還需要有更強大的裝煤效果。因此，薄煤層的綜合機械化采煤技術的工藝特性是要求綜合性機械能夠在更狹小的空間工作且自身強度要達到一定的值。在薄煤層煤炭開采過程中，機械設備的配合及采煤機構和設備支架的選擇都需要經過科學驗證和煤層探究過程后再進行選擇，要求制造工藝更加精湛、科學。

1.2 薄煤層綜合機械化采煤技術的工藝技術機理

薄煤層開采中利用綜合機械化方法的采煤工藝，需要在工作空間極其狹小的情況下解決工程設備的拼接、安裝及靈活操縱液壓桿等技術難題，由于給采煤機構預留的空間有限，同時還要求采煤機構的切割強度和運載能力，所以在滿足采煤機工作空間的要求下，需合理提高采煤機械設備的靈活性和可操作性，滿足工程標準和參數要求。

薄煤層的工作面高度較低，而大型采煤設備的支架需占用機械2/3的空間，在有限的空間內，支架的升降范圍受到了嚴格限制，這給煤炭開采人員帶來了更多的操作難題，一些機械生產廠家針對此問題開發出鄰架先導換向閥控制技術，轉變了支架操作人員的工作方式，由原來的支架轉動的被動反饋操作變為主動支架控制工作模式，便于支架支起和收合，提高了支架操作工的安全性。支架的收放是利用電機與液壓缸配合進行工作，油缸采用雙伸縮及雙作用式，增加了支架的活動范圍。閥體的設計及制造屬于工程力學和液壓控制范疇，在主閥公稱流量的取值方面，應令數值偏小，以保證性能良好的工作自鎖性和操作穩定性。

隨著采煤工作的安全穩步推進，在地質構造頂板破碎過程中，應及時利用帶壓移架減弱對底板和頂板的傷害。工作過程中，頂板掉落的硬巖塊應及時取出，避免因巖石堵塞而造成工作故障。如果出現煤層底板的起伏不平問題，要優先考慮推采方向，科學改變開采方向，改變刀的切削量，以免出現支架頂梁下垂的情況，按照順平底板的方式開采，防止突然起伏造成煤機的突然抬起。

薄煤層工作面開采過程中，礦山壓力對煤壁的破裂程度較低，所以采煤機械應具有更強的切削性能，利用楔形截齒配合改進型螺旋滾筒，提升滾筒的許用強度，增加切削性能，楔形截齒在工作過程中可以與薄煤層相互擠壓，令截齒橫截面形狀發生改變，對煤層造成二次破壞，其是與煤層擠壓形成的切斷形狀，在煤炭切削過程中不會出現問題。滾筒產生的離心力可以將不同大小的煤塊更加精準地拋在溜子機，提升裝載效率，降低空氣中的粉塵含量，減小機械設備工作負荷。

1.3 薄煤層綜合機械化采煤技術設備的技術要求

薄煤層綜合機械化采煤技術設備的工作時間較長，需要連續工作工況次數較多，在采煤機和工作面溜子的材料選擇上，應選用材質強度高和耐腐蝕抗變形能力較強、含碳量較低的優質鋼進行加工，便于實現韌性標準。由于機體的構件長度縮短，將會減少工件的占用空間，整個采煤機械的結構會更加緊湊，緊湊的設計可以保證更加可靠的強度需求。在傳動機構選擇方面，應選擇傳動方式可靠、轉動扭矩較強的傳動設備，加強承載扭矩和彎矩構件的制造和設計，保證每一零部件都能低于承載標準工作，更好地發揮機械效能，合理延長機械的壽命。

1.4 薄煤層綜合機械化采煤技術的回采工藝要求

薄煤層綜合機械化采煤技術的回采工藝要遵循綜合化采煤工藝在薄煤層開采技術上的機理，滿足回采工藝的特別要求。由于薄煤層的煤體較硬，采煤機構的縱向切削深度設定在50 cm的切削范圍，這將減少采煤切割負載，確保采煤機即使在更長的負載狀態下也能夠平穩運行，減少采煤機運行事故的發生。采煤機械切割是機械負載最大的過程，機械的行走速度應放緩，倘若遇到極硬的煤層，應減緩煤機震動，避免出現共振情況，將導致機械壽命衰減的影響降到最小。切削過程要密切關注切削溫度，若溫度過高會令煤炭自燃，造成資源浪費和開采溫度的提高，導致切削刀具受損。回采工作面的上下端頭是機器尾部布置位置和工作面溜子機頭位置，所以采煤機的高度范圍應比操作空間范圍低50 cm左右，保證溜子機頭和機械端頭支架的操作空間，避免端頭部分與溜子機械尾部相互碰撞，造成強度降低和結構的破壞。

2 結語

由于薄煤層具有地質特殊性，應采用綜合機械化方法進行開采，采用更加積極合理的綜合化采煤工藝，提升煤炭開采的綠色發展動力。煤炭開采機械生產廠應對煤炭開采流程進行優化，為機械開采設備提供更多的理論支撐，不斷提高綜合采煤機械化和自動化程度，加大綜合化機械開采和使用范圍。總結薄煤層采煤技術原理，以更加科學的手段將采煤工人的工作量合理降低，為工人提供更加舒適和安全的工作環境，發揮最大的人力價值。應綜合掌握開采技術，使綜合薄煤層開采技術更為成熟，為煤炭事業的長遠發展貢獻力量。