新环境下极薄煤层和薄煤层的采煤工艺研究

陈文伟

摘  要：煤炭资源是我国社会经济发展的主要能源之一，对我国国民经济的持续发展有十分重要的作用，长期以来，人们对煤矿资源的开展主要集中在中厚煤层，还没有有效地开发和利用极薄煤层和薄煤层的煤矿资源，为满足社会经济的持续发展，必须加大对极薄煤层和薄煤层的开发，文章从极薄煤层和薄煤层资源的概况及特点出发，分析了几种常见的极薄煤层和薄煤层的采煤工艺，从而为同类研究提供参考。

关键词：极薄煤层;薄煤层;采煤工艺

中图分类号：TD823.25     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2015）06-0175-01

近年来，随着社会经济的飞速发展，对煤炭资源的需求量越来越大，这就极大的增加了煤矿资源的开采力度，在开采煤矿资源时，经常会遇到难采煤层，也就是指那些具有特殊赋存条件、难以开采的煤层，例如极薄煤层和薄煤层。为满足社会经济的发展需求，必须根据实际情况，选用合理的开采技术、开采设备，从而有效地解决煤矿开采难的问题，下文就极薄煤层和薄煤层的采煤工艺进行分析。

1  极薄煤层和薄煤层概况及开采特点

1.1  极薄煤层和薄煤层概况

一般情况下，薄煤层是指煤层厚度在1.3 m以下的煤层，而极薄煤层是指厚度在0.8 m以下的煤层，在我国的众多煤矿中，极薄煤层和薄煤层占有很高的比例，并且这些极薄煤层和薄煤层中含有丰富的煤炭资源，但就目前的开采工艺而言，还没有将这些煤炭资源充分开发出来。和厚煤层和中厚煤层相比较，极薄煤层和薄煤层对采煤工艺的可行性、可靠性、安全性要求更高，这也是我国极薄煤层和薄煤层没有得到充分开采的主要原因。一般情况下，极薄煤层和薄煤层需要满足以下条件才能进行开采：极薄煤层和薄煤层含有 特殊需求的优质煤炭资源;和极薄煤层或者薄煤层相邻的主采煤层有冲击地压或者瓦斯突出等危险;矿井没有报废，剩余的煤炭资源都存在与极薄煤层和薄煤层中。

1.2  开采特点

同厚煤层、中厚煤层相比较，极薄煤层和薄煤层开采具有以下特点：

①煤层开采高度比较低。极薄煤层和薄煤层的开采高度比较低，这就导致煤层开采空间比较小，开采人员在正常开采时，无法直立行走，只能倾斜着或者躺着工作，这无疑增加了开采难度，也降低了开采人员的工作效率。

②极薄煤层和薄煤层的开采条件比较差。在进行极薄煤层和薄煤层开采时，由于煤层的地质结构比较复杂，很多机械设备在开采过程中无法移动，设备出现故障后，也无法快速的维修，极大的增加了极薄煤层和薄煤层的开采难度。

③和厚煤层、中厚煤层相比较，极薄煤层和薄煤层的掘进率很高，但在工作面交接方面，存在很大的难度，这就导致极薄煤层和薄煤层的开采量少，生产效率比较低，难以获得加大的经济效益。

④从煤层开采的整体情况看，在进行极薄煤层和薄煤层开采时，需要投入大量人力、物力、财力，但从开采量看，极薄煤层和薄煤层的开采量远远低于厚煤层和中厚煤层的开采量，这也导致极薄煤层和薄煤层具有投入高、产出低的特点。

2  极薄煤层和薄煤层的采煤工艺

近年来，我国对极薄煤层和薄煤层的开采力度越来越大，工作人员在开采过程中，常用的开采工艺有长臂式采煤工艺、螺旋钻机采煤工艺、连续采煤机房柱式采煤、急倾斜煤层钢丝绳锯采煤工艺，下面就这几种工艺进行分析。

2.1  长臂式采煤工艺

对于地质构造比较简单、赋存比较稳定的极薄煤层和薄煤层，可以采用长臂式采煤工艺进行开采，和厚煤层、中厚煤层相比较，极薄煤层和薄煤层开采所需要的破煤设备主要有滚筒采煤机和刨煤机，其中，滚筒采煤机具有良好的破煤能力。目前，我国自主研制的滚筒破煤机有20多种，这些滚筒破煤机可以分为爬底式采煤机和骑溜式采煤机两种情况，一般情况下，当煤层的采高超过0.8 m时，可以采用騎溜式采煤机，当煤层采高小于0.8 m时，可以采用爬底式采煤机。刨煤机是沿着煤层切削的刨刀刨落煤炭，刨落的煤炭靠犁形板装入刮板输送，刨煤机具有能耗低、破煤块度大、粉尘少、生产效率高、产量大等特点，同时刨煤机还具有造价低、结构简单、故障检修简单等特点。

在进行极薄煤层和薄煤层开采时，由于采高比较小，因此，工作面矿压比较轻，在进行工作面支护时，可以采用带帽点柱或者点柱进行支护，如果工作人员采用液压支架进行支护，其顶梁要设置层薄顶梁。在进行薄煤层开采时，工作人员还可以采用气垛支架进行工作面支护，这种支护方式专门为薄煤层工作面设计的支护方式。由于薄煤层半煤岩回采巷道掘进比较困难，因此，工作人员可以采用沿空留巷解决回采巷道掘进难的问题，为有效地缓解工作面接替紧张，减少回采巷道的掘进量，提高工作面的产量，可以在薄煤层中布置对拉工作面。

2.2  螺旋钻机采煤工艺

在极薄煤层和薄煤层开采中，螺旋钻机采煤工艺是最简单的一种开采方式，在已经开掘好的平巷中，采用螺旋钻机朝着巷道两侧的煤层钻进，钻机的钻头处安装有截齿，利用截齿切割和钻进能力，螺旋钻杆能轻松的钻入煤层中。在开采过程中，螺旋钻头的直径可以根据煤层赋存的稳定性以及煤层的厚度确定，采用螺旋钻机进行采煤时，工作人员是在平巷中进行操作的，极大地改善了工作人员的作业环境，提高了极薄煤层和薄煤层开采的机械化程度，因此，在开采极薄煤层和薄煤层时，可以推广使用螺旋钻机采煤工艺。

2.3  连续采煤机房柱式采煤工艺

采用连续采煤机设备开采煤层厚度为0.7～1.3 m的薄煤层具有良好的经济效益，连续采煤机房柱式采煤工艺的主要特点是开采和掘进可以同步进行，工作人员能边掘进边开采，将煤柱当成永久性支护顶板或者临时性支护顶板，而煤柱在回采过程中可以全部回收。在极薄煤层和薄煤层采用连续采煤机房柱式采煤工艺进行开采时，使用的机械设备主要有采煤机、转载机、锚杆机、输送机等，在开采过程中，工作人员可以在煤房外遥控连续采煤机，煤柱留在煤房间当支撑，当煤房间不支护时，可以通过输送机将采出的煤运出来。

2.4  急倾斜煤层钢丝绳锯采煤工艺

采用急倾斜煤层钢丝绳锯采煤工艺在极薄煤层和薄煤层进行开采时，工作人员不需要进入工作面，只需要在平巷中操控绞车，支移立柱，然后利用手动葫芦移动绞车、拉进锯绳，完成煤层开采。这种采煤工艺能有效地减轻工作人员的劳动量，提高工作效率，但这种采煤工艺不适用于稳定性良好、顶底板坚硬、煤质松软的急倾斜煤层。

3  结  语

同厚煤层、中厚煤层开采相比较，极薄煤层和薄煤层的开采具有工作面环境差、采高低、开采设备移动困难等特点，因此，在进行极薄煤层和薄煤层开采时，要根据实际情况，选用合理的采煤工艺，从而有效地提高极薄煤层和薄煤层的产量。

参考文献：

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