薄煤层采煤工艺技术研究

王俊杰

【摘 要】对我国薄煤层开采技术的现状及工艺进行了分析探讨，并对未来的发展趋势进行了展望，有一定的借鉴意义。

【关键词】薄煤层；采煤技术；现状；影响因素；趋势

一、薄煤层采煤技术的影响因素

我国薄煤层的产量只占总产量的8%～10%，极薄煤层产量所占的比例更少，薄煤层的开采存在诸多困难：一是采煤机械化水平较低，采煤工作面空间比较狭小，工作的条件恶劣，给设备的移动及下井工作带来困难；二是煤炭的产出效率较低，多数煤层的厚度变化及断层的地质构造复杂，给薄煤层的开采带来影响，造成生产的能力不足。通常薄煤层的单产只有中煤层或是厚煤层的三分之一左右；三是投入大、安全难保障、效率低，致使开采的成本高，而产出的经济效益却比不上中厚煤层的高。采煤工人的安全得不到保障，煤矿事故频发，造成我国的煤矿企业在进行开采时存在巨大挑战。

二、薄煤层采煤技术的现状

我国的薄煤层开采技術方式较多，总体而言可分为：滚筒采煤机与刨煤机及螺旋钻采煤机这三大类的开采技术。（1）薄煤层中有关滚筒采煤机的技术。一是滚筒采煤机优点。首先，其结构为积木式的无底托架，液压螺母比较紧固、截割的电动机采用横向布置方式，抽屉式的部件安装技术，让其在采煤时，更能适应地形复杂及环境恶劣的开采条件，在小型煤矿的开采时，采用滚筒采煤机开采技术比较适用。二是采煤的工艺特点。滚筒采煤机要求其机身矮且短，且功率必须得到满足，以便能适应各煤层结构起伏的开采。薄煤层的采煤机可分为爬底板式与骑输送机式两种。前者由输送机的机槽支承与导向，用于开采厚度在0.8米至0.9米以上的煤层。而爬底板式的采煤机，过煤空间较高，电机功率也可增大，生产的能力也比较大，在进行开采的工作时，安全性较高，通常用于开采0.6米到0.8米的煤层。三是滚筒采煤机存在的不足及发展趋势。电动机的功率大小程度决定了采煤机中单机的效能，功率大则效能高。因此，如何使滚筒采煤机的结构得到动态的优化及设计是应值得关注的重点问题。完善滚筒采煤机的液压系统、确保电动机的性能得到改进，优化结构，使其能较好地解决遥控及采煤机的自动化问题，并逐渐由有链牵引过渡到无链牵引甚至是电牵引的方向来发展。（2）刨煤机。薄煤层中的刨煤机，其日产量最大可达到5千吨以上，其优点为较好地实现薄煤层中的开采水平机械化、自动化。一是刨煤机采煤的工艺特点。刨煤机的采煤工艺，是利用煤刨沿着工作面反复地进行落煤以及装煤，煤刨则靠工作面的输送机进行导向。二是存在的问题与改进。存在的问题有刨煤机的刨硬煤能力比较差、刨头的调向装置不够灵活。为此要提高刨煤机的刨硬煤能力，重要的关键点就是要提高刨煤机装机的功率，进而提高刨头破煤的能力。（3）螺旋钻采煤机。一是采煤的工艺特点。螺旋钻采煤是通过螺旋钻杆进入煤层进而实现采煤，并利用钻杆把采好的煤运出。此采煤方法具有投资少、人员与机组设备均在工作巷之内，确保了人员能在条件安全的巷道内进行开采操作，也较能容易地出煤、确保瓦斯也能得到充分的释放，使开采的安全状况得到良好保障。二是螺旋钻采煤技术面临的问题。采用螺旋钻采煤技术进行操作时，装卸钻杆的速度慢、效率低。基于钻杆是用单轨吊进行起吊的，因此，人工需要进行很好的对接。此采煤技术的不足是煤的采出率大大降低，进行接长与缩短钻杆时所耗费的时间长，从而降低了对薄煤层采煤技术的开采效率。三是螺旋钻采煤技术的发展趋势。当前，国内所使用到的螺旋钻采煤机在进行装卸钻杆时所用的时间均在10分钟以上，不但使采煤的效率大大降低，而且还加大了开采工人的开采难度、强度与增加了时间。因此，应尽快研制出快速高效的钻杆装卸的装置是必要的。与此同时，应在采煤的过程中提高钻头过煤岩的能力，进而提高机组的功率，优化钻头的结构、改进相关的参数，进一步增加钻头耐磨的性能，使薄煤层采煤技术得到较好的解决。最后，还要解决、处理好钻孔充填的问题，减低留煤量、提高产煤能力。在进行采煤时，钻孔之间还要按照顶板的实际情况，留有小煤柱临时支撑顶板，处理好钻孔充填的问题，可以实现对低强度的顶板煤层进行有效的开采，而且还使采煤量得到较大的提高。

三、薄煤层采煤技术的总体发展趋势

薄煤层的开采高度较小，顶板的压力也较小，由此可使今后薄煤层的高产及高效的采煤技术与方法，是以提高长壁中工作面的自动化水平为主。鉴于薄煤层中工作面内的作业操作困难，所以，使薄煤层的工作面中的开采、支运等工序实现自动化、智能化，对于开采人员及单位而言，有着重要的作用及意义。采煤的技术尽快达到自动化要求、并将计算机的智能控制引入开采环节，采用多种灵活的方式相互结合应用，较快地实现我国薄煤层采煤技术的自动化、规范化、智能化开采。

总之，应不断地提高我国薄煤层的开采工艺、实现开采技术朝先进化、自动化方向发展。改善薄煤层的开采方法，提高采煤技术水平、提高煤的产出率，满足煤矿生产企业的自动化的开采技术要求，更好地提高我国煤矿的开采能力。