制约薄煤层开采的主要因素与技术对策

崔学军

(陕西延长石油矿业公司,陕西西安 710000)

制约薄煤层开采的主要因素与技术对策

崔学军

(陕西延长石油矿业公司,陕西西安 710000)

我国薄煤层分布广泛,在煤炭资源中所占比例重大,并且质量较好。但由于其厚度较薄,在开采时通常遇到技术因素的困扰和限制。本文就制约薄煤层开采的主要因素与技术进行探讨,以提高薄煤层开采的效率。

薄煤层 制约因素 技术对策

我国薄煤层资源丰富,储藏量较大,约占总煤炭的20%,在400多个矿井中有750层为薄煤层,厚度在0.8-1.3m共占86.2%,小于0.8的占13.98%。薄煤层还广泛分布在我国的很多地方,如四川省占60%,山东省占52%,贵州省占37%,其他地区的储藏量目前还在考察之中。薄煤层虽然储藏量大,但目前的开采量仅占全国总储量的10.4%。据此,本文就制约薄煤层开采的主要因素与技术对策进行如下分析。

1 我国目前的回采技术现状

1.1 刨煤机配液压支架综合机械化开采方法

该回采法中的核心部件是刨煤机,主要适用于工作坡面较稳定,煤层倾角小于25度,煤硬度较小的煤层。此外,该技术采煤率较高,开采时煤尘较少,并且稳定可靠,工作效率较高。刨煤机可开采的厚度只相当于滚筒采煤机的60%,相对于其他设备来说具有较大的优势。目前已被许多发达国家所采用。但也存在着明显的不足,如开采范围受到地质条件的限制,开采功率偏小,使用寿命较短,刨头和输送机间的摩擦阻力大,电动机功率利用率较低。

1.2 滚筒采煤机配液压支架综合机械化开采方法

该开采方法的核心部件是滚筒采煤机,适用于厚度变化较大的煤层,对煤层地板变化的适应性较强,对含有夹矸煤层的回采效果良好。并且适应性较强,运作效率高,便于机械化管理。但同时也存在着不足如留设钻孔间煤柱和钻孔组间煤柱,从而降低了采出率;接长和缩短钻杆所用的时间占工作总时间的比重较大。

1.3 炮采

该采煤方式的工艺流程主要有四步骤,首先是破煤,由炸药来完成;其次是装煤,有人力装煤和爆破装煤两种;再次是运煤,由刮板输送机来完成;第四就是支护与放顶工序的人工操作。该采煤方式的优点是适应性强,在各种条件下采煤工作面均可应用。缺点是作业不够安全,顶板事故多,产量及效率低下,工人劳动强度大等。

2 提高薄煤层开采效率的措施

2.1 对采区进行合理的规划划分

目前采区规划划分向着大走向、大采长的方向发展。该规划具有生产能力强,搬家倒面次数较少及万吨掘进率较低等特点。在薄层煤炭的开采中,如果应用这种规划,对于其工作效率的提高具有重要的意义。

2.2 对采矿设备进行优化

采煤设备选型是否合理,直接影响到采煤效率,所以,在薄层煤开采时,应对相应的设备类型给予重视。具体方法如下:

(1)采煤支架进行优化。在采煤时,应根据煤层的具体构造及周围的环境,合理选择合适的支架类型。一般情况下,中等或中等以下的顶板适宜用掩护式支架,而其它的顶板则适宜用支撑式支架。在确定支架的高度时,应考虑到支架的最大高度及采煤时的最大高度,一般前者比后者高出0.1m以上,支架最小高度应小于采高0.3m以上,方才合格。此外,还得注意支架的顶底板比压值是否符合要求,一般情况下,支架支护强度应大于顶板压力,且支架对底板的比压应小于实测底板比压。这样,才能确保薄煤层开采作业的稳定进行。

(2)对采煤机进行优化。在进行薄煤层煤炭开采时,要根据煤区的采高、倾角、以及煤层硬度等选择合适的采煤机。由于薄层煤厚度较薄煤质坚硬等特性,在实际操作中,应当采用电牵引滚筒采煤机。该机器具有截割效率高、破煤能力较强等特性,已成为薄层煤炭开采中主要使用的机器设备。还可以采用旋钻机,该机器适用于煤层厚度在0.4～0.8m的煤层。具有许多优点:①:实现工作面无人采煤,从而实现了才没的安全性。②:采煤过程中,采煤人员不必进入到工作面,只在巷道内操作就能完成采煤作业,从而提高了作业环境,还减少了自然灾害如顶板事故、瓦斯爆炸、自然引火等的发生。③:该机器构造简单,容易维护和操作,从而为开采安全提供了保障。

(3)对运输机等进行优化。依照三机配套原则,当支架和采煤机选择好之后,就要对运输机及转载机进行优化选择。根据薄层煤的特殊性,所以在选择运输机及转载机是,要考虑到三机具有良好配套的情况。一般情况下,应选择运输能力大于综采工作面最大生产能力的转载机和运输机,以确保薄层煤作业时三机具有良好的配合性能。

2.3 对采煤工艺进行优化

目前我国在薄层煤开采中,一般采用壁式采煤法。而国外采用柱式采煤法,但该法在我国的薄层煤的开采中使用的不多。壁式采煤法根据性质分为前进式和后退式两种。前者适合于地质条件优越、采掘接替时间较充足及规模较大的煤区,如我国陕北地区的矿区等,都可以采用这种采煤方式。后者则适用于地质条件较为复杂多变、采掘接替时间较紧张、断层较多及通风性能较好的煤区。

2.4 对回采工艺进行优化

薄煤层中使用的回采作业,其工艺应根据顶板类型进行合理确定,并且和工作面的走向及走长也要相匹配。对其进行优化,对于薄层煤开采效率的提高有着重要意义。其优化流程为:采煤机的切割方式应采用斜切方式;在推溜和移架时,遇到工作面出现顶板破损等不利情况时,应先拉前架,便会提高薄层煤的综合开采效率。

2.5 加强对机器设备的维护

煤矿单位应根据薄层煤的实际操作情况,制订合适的机器设备风险管理条例,并定期举行设备的技能培训及技术教授课程。这有利于提高单位员工安全作业的意识。另外,制订健全的机器设备的维修制度,使每一个使用设备的人员加强责任意识,并能使设备和使用人员联系在一起,当机器出现故障后能够及时找到对应的人员。这将确保了机器的使用寿命。

3 结语

综采技术是目前我国许多大型煤矿企业采用的主要方式,其具有生产能力强、安全系数高、稳定性好等优势,已给我国的煤炭生产发挥了重大作用。但其并不适合我国薄层煤的生产作业,从而使我国薄层煤的生产效率及作业规模一直上不去。本文针对这种情况,就制约薄煤层开采的主要因素与技术对策进行了探讨,希望有参考价值。

[1] 明小锐.提高薄煤层综采工作面单产量的技术措施探讨[J].中国新技术新产品,2013,12(3):171.

[2] 吕文玉.国内外薄煤层开采技术和设备的现状及其发展[J].中国矿业,2009,18(11):60-62.