浅谈云南省薄煤层机械化开采

赵青　王飞

摘 要：文章介绍了我国及西南地区极薄煤层采煤技术的现状，及适合薄煤层机械化开采的一些设备。文章阐述了薄煤层采煤设备的适应条件及一些成功案例。

关键词：薄煤层；机械化；高档普采；综采

根据《煤矿安全规程》，地下开采时厚度1.3m以下的煤层为薄煤；其中0.8m以下厚度煤层按照煤炭工业技术政策规定称为极薄煤层。我国薄煤层资源丰富，分布面广，而且煤质较好；据有关方面统计，全国薄煤层的储量占全部可采储量的20%；在西南地区薄煤层储量所占比重更大，如四川省占60%，云南省40%，贵州省占37%。历年来我国薄煤层开采一般是采用炮采采煤工艺；薄煤层的机械化采煤工艺存在煤层采高低、工作面条件差、设备移动困难、通风断面小、人员出入工作面及作业非常困难等系列缺点，造成薄煤层机械化开采技术发展相对缓慢。对于煤矿企业来说，薄煤层投入产出比相对于中厚、厚煤层来说较高，经济效益较差。

西南地区由于受地质条件影响，煤层赋存比较复杂，薄煤层所占比重较大，中小型矿井居多；近年来小型煤矿因管理、刻意追求经济效益等方面原因引起一些重大安全事故；国家相继出台一些列相关产业政策如（安减总煤监[2014]44号、（发改运行[2014]893号）文等。云南省积极响应国家政策要求，并于2014实施煤炭产业结构调整转型升级方案：缺煤地区煤矿规模达到9万吨/年，及以上，其他地区达15万吨/年及以上；煤矿全面推行井下采煤机械化、掘进机械化工艺，推广“一井一面”、“一井两面”生产模式。按照2014煤炭产业结构调整转型升级方案要求，对于云南省大部分小型煤矿企业来说，提高采煤工作面机械化程度已经是迫在眉睫的问题，尤其是对于煤层赋存较差，煤层较薄的煤矿，建设安全高产高效生产矿井，采取机械化采煤工艺尤为重要。

我国煤炭企业长期以来为提高薄煤层采出率，减少煤炭资源浪费，在探索薄煤层机械化开采方面开展了大量研究和实践，特别是近年来随着煤机制造技术的快速发展、先进的煤机设计理念和关键技术的开发，适应这些煤层的机械化装备可靠性和安全性大大提高，薄煤层机械化开采技术得到迅速发展，工作面单产和工效均有大幅度提高，安全得到质的保障。下面就西南地区一些煤矿企业在薄煤层机械化开采方面较成功的案例，供大家研究探讨。

1 厚度0.8m以下煤层（极薄煤层）机械化开采

1.1 高档普采采煤工艺

重庆永荣矿业公司MG100-TP爬底板采煤机专为极薄煤层机械化而生产的新一代采煤机；采用侧面固定单滚筒，锚链牵引，沿煤层倾斜爬底板穿梭割煤，煤沿螺旋滚筒输入装煤部，装煤部转入工作面运输机；电动机为两端偏心出轴，分别传动牵引部和截装部。

MG100-TP爬底板采煤机技术参数：采高范围08-0.5m；煤层倾角<25°，生产能力100～75t/h，装机功率100kW，滚筒直径800～540mm，截深800mm，整机重量7t；工作面配备SGD420/22型刮板输送机，技术参数：设计长度100m，输送量60t/h；中部槽1200mm× 420mm×150mm；支护配备单体液压支柱+金属铰接顶梁。目前在重庆永荣矿业公司永川煤矿、四川达竹煤电公司柏林煤矿均有采用，可实现工作面单产最高达15万吨/年，资源回收率达95%。

目前云南省多数煤矿高档普采已在推行单体液压支柱+π型顶梁支护顶板，π型顶梁两根一对，一梁三柱，一对六柱，相互交错前窜。对于开采薄煤层来说，工作面采高本身有限，如果采用金属铰接顶梁，再加上背板、塑料网，将会尽一步压缩回采空间，甚至对采煤机割煤也造成一定影响。在薄煤层高档普采支护中应用π型顶梁代替金属铰接顶梁更具有优势：一是可以节约回采空间；二是π型顶梁相对于金属铰接顶梁较简单，在有限的空间内可减少复杂繁琐的工序，三是卸载支柱后空间相对更加宽敞，对顶板管理有利。因此MG100-TP爬底板采煤机可配备DW系列单体液压支柱+π型顶梁支护顶板开采极薄煤层。

MG100-TP爬底板采煤机也存在一些不足，其装机功率较小，对大倾角煤层不具有很强的适应性，尤其是在采面出现地质构造（如小断层、冲刷带）时，还需放震动炮，影响产量和工效；采煤机后浮煤较多，需人工辅助装煤等缺点。

1.2 综采采煤工艺

达竹集团与辽源煤机制造有限公司合作研制了MG110/130-TPD型爬底板电牵引采煤机，在一定程度上解决了MG100-TP爬底板采煤机的一些缺陷：具有较大功率，高截割能力，较大的牵引力；能防止过载、过温、有可靠的降尘结构；在大倾角（35°以下）极薄煤层的复杂地质条件下，适应性更强。

MG110/130-TPD型爬底板电牵引采煤机技术参数：采高范围0.8～0.52m；煤层倾角<35°，生产能力315t/h，装机功率128.5kW，滚筒直径800～550mm，截深600mm，整机重量11t；工作面配备SGB520/2×55型刮板输送机，技术参数：设计长度200m，输送量100t/h；中部槽1500×520×190mm，机头机尾驱动装置能互换，整机左右工作面能互换；支护配备ZY2400/5.5/12液压支架，支护强度0.41MPa，支撑高度550～1200mm，支架采用整体层叠顶梁结构，降低了顶梁厚度，增加了过机空间，满足大倾角煤层开采条件，安全可靠，工作空间大。

目前，该套极薄煤层综采设备2009年已在四川达竹煤电公司下属小河嘴煤矿、斌郎煤矿投入使用，可实现工作面单产20万吨/年，资源回收率达98%；有效解决了设备几何参数与设备能力之间的突出矛盾，减小了设备外形尺寸，加大了过煤、过机及工作空间。

2 厚度1.3m～0.8m煤层机械化开采

厚度1.3m～0.8m煤层机械化开采一般采用薄煤层双滚筒采煤机，大量用于薄煤层综采和高档普采工作面，从目前已有的机型看，倾角45°以下、煤厚0.75～1.3m的薄煤层都有应用。常用的机型有鸡西煤矿机械制造有限公司生产的MG100/240-BW型薄煤层液压牵引采煤机、辽源煤机制造有限公司生产的MG80/188-BWD薄煤层交流变频电牵引采煤机、天地科技上海分公司生产的MG100/238-WD型薄煤层交流变频电牵引采煤机等；与这些机型相配套的薄煤层综采设备也比较完备。

3 薄煤层机械化开采展望

目前西南地区薄煤层机械化开采技术应用还不广泛，特别是针对采高0.8m以下厚度的煤层开采；现薄煤层机械化开采主要存在缺点：一是采用机械切割顶底方式人为增大采高，这种方法会影响工作面效率和单产，同时也会对煤质产生较大影响；二是采用小型机化装备尽量控制采高（比如爬底式采煤机），这种方法受设备外形尺寸所限，造成回采空间较小，不利于安全管理；三是存在“三角煤”割不透的问题、操作人员安全性和舒适性问题等。今后逐步实现工作面自动化、无人化采煤将会是薄煤层机械化开采主体发展方向。

参考文献

[1]孙文华.煤矿综采新工艺新技术与机械设备选型实用手册[M].北京：中国知识出版社，2010.

[2]曲开智，蒋金泉，等.复杂结构薄煤层高效综采关键技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2010.