薄煤层开采工艺探析

　　薄煤层由于其开采空间狭窄，效率低，工作面条件差，机械装备不配套或采煤工艺不完善等技术问题，难于实现矿井的高效与安全生产。文章借鉴我国中厚以上煤层综采的经验，在薄煤层综采配套设备的研制及工艺参数优化方面进行探索。工作面装备了自行研制与改进的三机配套设备，取得了明显效果，创出了滚筒式薄煤层综采机组年产百万吨的新水平。
　　
　　一、薄煤层工作面工艺分析
　　
　　工作面合理工艺参数的确定，是综采配套设备实现工作面高产的基础。
　　（一）截深的选择
　　考虑采煤机功率、煤质硬度系数、煤层厚度及采高、顶板节理发育情况、支撑压力压酥煤壁深度、支架支护方式等因素来确定截深。通过认真分析工作面地质条件和设备配套情况，确定截深。当顶板节理发育、片帮严重时，每刀拉架时进行超前支护，以提高循环单产。
　　（二）支护与移架方式
　　采用邻架操作，及时支护。在采煤机割过后，先移支架撑住顶板，然后再移输送机。结合煤层厚度掌握加长杆伸缩范围，以便以合理架位及高度支护顶板。当顶板情况允许时，顺序移架与隔架移架相结合，保证移架速度满足采煤机割煤速度，以实现连续快速割煤的需要。
　　（三）采煤机进刀方式
　　采用MG200—BW2采煤机落煤，单向采煤，中部斜切进刀。前滚筒割顶煤，后滚筒割底煤，自开缺口。
　　
　　二、工作面工序匹配的保障措施
　　
　　薄煤层综采工作面合理工艺参数的有效保障，主要包括工作面各运输环节的相互协调及过载保护、长距离通讯指挥、工作面“三直一平”及过地质构造的控制措施，为此煤矿采用了国内最先进的TK－200通讯控制系统，强化了工作面生产管理，保证了工作面各工序的最佳匹配。
　　（一）TK－200通讯控制系统的应用
　　1、系统组成。TK—200通讯控制系统由TK110型工作面控制器、TK120型电源、TJ100型矿用电流检测装置、TK130扩音电话、TK130C多功能电话、TK150型智能终端、TK150E型智能耦合器和TK130—X型五芯带屏蔽矿用拉力电缆组成。
　　2、系统应用效果。TK—200通讯控制系统的应用，充分发挥出其通讯控制一体化功能，大幅度降低了工作面设备的故障，最大限度地实现了各工序间的协调运作，极大地提高了工作面的工时利用率。第一，由于TK—200通讯控制系统在工作面布置了12部TK130系统电话，在电气列车上设有控制台，工作面所有电话及控制台之间均可任意通话，控制台可实现工作面所有设备的集中控制，大幅度降低了机电故障率。第二，由于工作面扩音电话能实现工作面沿线全线扩音，加强了工作面各生产工序间的协调与统一，使各工序之间密切配合，充分发挥单位时间内正规循环作业的有效性，提高了工作效率。
　　3、由于采用了集中控制和工作面沿线闭锁方式，使工作面沿线操作人员只能停机，不能开机。如要开机，通知控制台，控制台在开机时，均要进行语言报警，并且设有延时装置，避免了以往盲目启车而损坏机电设备或造成安全事故的现象，从而保证了安全生产。
　　4、TK—200通讯控制系统本身配备了TJ100型电流检测报警装置，能随时不间断地对工作面电流进行检测，一旦检测到工作电流超过设定值，便进行报警，则操作人员可以及时调整割煤速度和减少采煤量，避免了因过载而造成的压溜、烧电机、损坏减速器等事故现象的发生，这样不但方便了生产，提高了效率，而且大大地降低了材料和配件的消耗。
　　5、工作面运输巷布置3部带式输送机和斜巷1部刮板输送机，运输环节直接制约着工作面开机率。使用该系统后，通过精心计算最合适的斜巷刮板输送机和带式输送机负荷，对工作面刮板输送机的工作电流进行了报警设定，从而减少了斜巷刮板输送机和带式输送机的过载和空转时间，不但节约了电能，而且提高了工作面开机率。
　　（二）工作面地质条件适应性控制措施
　　工作面过断层或褶曲等地质构造时，工作面设备难以适应地质条件，必须强化工作面生产管理，采取有效的控制措施，降低设备故障率，提高工作面开机率。
　　1、确保工作面“三直一平”的措施。工作面实行拉线管理；工作面悬挂照明灯具作参照物；推溜时，确保顶溜千斤顶的行程达到标准要求；工作面若出现局部不直现象时，应及时移架或移溜；提高职工操作水平，增强责任心。
　　2、工作面过断层措施。调整工作面与断层间夹角；采煤机割煤过后及时移架，管理好顶板；工作面支架进行超前支护；控制好工作面周期来压；若端部出现局部冒顶时，要及时挑顶护顶；带压擦顶移架；煤壁打设木锚杆，以防片帮；必要时，在支架上吊挂工字钢作前探梁；注意吊梁，防止支架钻底。
　　3、工作面过褶曲措施。调整褶曲轴向两侧的坡度，当轴向两侧坡度较大时，适当留底煤，轴向两侧坡度较小时，应适当破底，确保轴向两侧坡度平缓；随时调整支架，防止支架歪斜；加强褶曲段工作面顶板管理。
　　4、防止刮板输送机蹿动措施。采煤机司机、移架工、推溜工应密切配合，确保工作面“三直一平”；控制好工作面上、下两巷的推进度；工作面支架出现倾斜时，要及时摆正；工作面发现刮板输送机有滑动趋势时，应及时甩刀或赶溜；利用支架侧护板，调整刮板输送机，阻止其上蹿下滑；埋设地销或安设千斤顶，防止刮板输送机蹿动；采用合理进刀方式，防止刮板输送机上窜下滑。
　　该套自行研制与改进的综采设备的成功应用，为薄煤层综合机械化开采实现稳产高产奠定了坚实的基础。该设备应用了薄煤采综采工作面工序合理匹配的保障技术措施，实现了工作面设备的集中控制，强化了生产管理、故障诊断和事故排查。保证了工作面各工序最佳匹配，提高了工作面开机率。
　　（作者单位：双鸭山矿业集团东荣三矿）