薄煤层机械化采煤技术的具体应用分析

赵亚军

（大同煤矿集团雁崖煤业公司，山西 大同 037031）

引言

煤矿开采具有较高风险，发生事故的几率远高于其他行业。只有对采煤技术进行革新升级，全面促进机械化建设，才能切实提高煤矿开采的效率和质量。对薄煤层而言，应该结合自身特点与生产实际，合理进行采煤技术的机械化。

1 薄煤层采煤现存问题

1.1 产出不高

薄煤层的采煤产出比较低，相较厚煤层而言，平均产出只有厚煤层的33%左右［1］。引发这一现象的原因是多方面的，主要原因可以分为两个。第一是薄煤层的赋存较厚煤层而言较少，即整体煤炭资源不如厚煤层，因而导致产出不及厚煤层。第二就是薄煤层采煤作业难度较低，机械化建设程度不够，导致不能完全对薄煤层进行开采，存在煤层留余现象。不论是哪一个方面的原因，对薄煤层的采煤作业而言都是极其负面的影响。

1.2 安全问题

安全问题是煤矿生产一直强调的问题，但是现状依旧不容乐观。虽然近些年出台了不少提升煤矿生产安全的规章制度，但是真正得到落实的并不多。不仅如此，对薄煤层而言，由于机械化程度不够高，在采煤作业中需要投入更多人力，人为因素就会上升，导致安全事故的几率增加。安全问题不仅仅是由人为因素引起的，薄煤层自身特点也是引起安全问题的关键，由于作业空间较小，瓦斯、粉尘等危险物质的处理工作不容易落实到位，都会引起安全问题。

1.3 资金投入多

资金投入一般是按照单位产煤量进行计算的，即整体投资金额除以整体产煤量。和厚煤层相比，薄煤层的单位产煤资金投入是很高的。虽然资金投入会降低煤企的经济效益，但是可以发挥出更多作用。单位产煤资金投入高就表示在支护、管理等方面投入较多，这些工作都是可以提升采煤安全的重要环节。基于此，煤矿应该加快机械化建设，提升采煤作业的机械化程度，减少相关环节的资金投入，促使煤企经济效益不断提高。

1.4 进度过快

进度过快的问题在薄煤层采煤中是十分常见的，一是因为薄煤层的开采难度相对较低，进度比厚煤层要快；二是因为薄煤层的经济利益较小，相关企业在开采过程中有意提升作业进度，以便迅速完成采煤进行其他项目。进度过快会给采煤机械设备带来很大的压力，导致相关设备长时间超负荷运转［2］。采煤设备长时间超负荷运转，会导致相关设备的维修养护工作不到位，采煤作业的性能出现下滑，造成安全风险发生几率的升高。因此，进度过快的问题是一把双刃剑，在提升企业经济效益的同时，也会危及作业安全，需要企业进行合理掌控。

2 机械化采煤对薄煤层的重要意义

机械化采煤就是通过机械设备实现采煤作业，减少采煤作业中人力投入，提升采煤作业的效率和安全性，促进企业经济效益增长。但是，实现机械化采煤的意义不仅仅在于提升安全和经济效益，它还可以在更多方面发挥作用，这需要进行深入分析加以辨别。

在薄煤层中，煤层厚度普遍较低，开采难度不高，不少企业没有升级相关开采作业技术，也没有引进先进的采煤设备。这在很大程度上导致薄煤层开采作业发展进度缓慢，难以符合煤矿开采的发展需求。薄煤层开采机械直到上世纪九十年代才逐步出现，但是表现出的实用性并不高，没有得到全面推行。在相关技术进步发展的背景下，薄煤层开采设备的机械化程度不断提高，适应性逐渐增强。比如MG100／238－BWD 型采煤机，就是性能较为突出的一款薄煤层采煤机械。以这款机械设备为首，又陆续出现了大量薄煤层采煤机械设备，促进了采煤作业进步发展。

薄煤层的特点十分明显，运用机械化采煤设备需要根据特点进行。比如，薄煤层的厚度较小，适合的采煤机械作业空间是0.85～1.55m，大部分机械超出这一范围就无法正常工作。采煤机械设备基本上使用了液压系统，行走依靠液压系统调节齿轮销轨实现。不仅如此，薄煤层采煤机械设备的保护功能比较齐全，过载、过热以及过压等情况下都可以实现全方位保护。不仅可以保障机械设备的安全，还能保证采煤作业的安全。适用于薄煤层的采煤机械结构非常简单，功率大、尺寸小，液压系统和传动各系统具有较高的裕度，可以保证采煤作业安全可靠［3］。

3 薄煤层机械化采煤技术的具体应用

3.1 螺旋钻机在薄煤层采煤中的应用

螺旋钻机在薄煤层采煤作业中运用十分广泛，主要适用于0.4～0.8m 厚度的薄煤层。凭借螺旋钻机，薄煤层采煤作业可以实现无人作业。实现无人作业意味着生产环节的人力投入可以大幅降低，提升企业的经济效益。在进行采煤作业时，操作人员只需在巷道中操作螺栓钻机即可，不需要与钻机同处作业面。这种采煤方式在遭遇突发情况时，可以确保采煤作业人员安全。在薄煤层采煤作业中，螺旋钻机的出现使人机分离成为现实，有效排除了人为因素在作业中的影响。通过螺旋钻机在薄煤层开采中的实际应用，表现出了安全可靠、易于操作和维护等特点，具有很高的实用性。

3.2 刨煤机在薄煤层采煤中的应用

在薄煤层开采中，刨煤机也是一种十分常用的机械化采煤设备。图1所示为三一重型装备公司最新研制的BH38／2x400全自动刨煤机机组的示意图。该产品已成功在陕西府谷县煤矿实现工况生产，工业性试验3个月内，总运行313h，进尺525m，共产原煤20万t，运行情况良好。

图1 BH38／2x400刨煤机示意图

从图1不难看出，刨煤机与轨道形成了综合联动，两者构成了一个高效安全的自动化滑行采煤生产系统，这一形式也是薄煤层开采中刨煤机的最新形式。从生产实际而言，刨煤机在硬度低于25MPa和倾斜角低于25°的煤层中性能最为优良。刨煤机的使用对地层条件要求较高，不仅需要平整稳定，还需要具备一定的硬度。在刨煤机进行作业时，速度需要控制在3m／s之内，切割深度以0.25m 为宜，功率一般在400kW 以上。刨煤机的生产综合性高，可以将落煤、装煤和运煤这几个环节的工作实现一体化，大大提升了采煤效率。

刨煤机的优点可以分为三点：第一，自动化程度高，便于构建综合采煤作业系统。第二，刨煤机能够连续进行采煤作业，对维持较高的开采进度具有很大作用，还有利于提高企业经济效益。第三，刨煤机结构简单，维修养护十分方便。

3.3 采煤机在薄煤层采煤中的应用

采煤机和螺旋钻机、刨煤机的区别比较明显，是一种比较大型的采煤机械设备。图2 所示为MG100／240－BW 型采煤机。

图2 MG100／240－BW 型采煤机

该型采煤机由液压牵引，横向布置多电机。从上图中不难看出，采煤机尺寸较大，在进行采煤作业时需要的空间比刨煤机以及螺旋钻机要大，对应的功率也比较大。在薄煤层的采煤作业中，采煤机的使用主要有两种形式，分别是骑输送机和爬底板。骑输送式是通过传输链牵引采煤机进行作业，而爬底板是在采煤机道内设置采煤机，使其通过机道进行采煤作业。这两种方式虽然存在一定区别，但是采煤效率都十分良好。在薄煤层的开采中，应该根据实际情况进行选取。值得注意的是，爬底板采煤对空间需求较大，可以提升薄煤层的通风能力，有助于提升采煤安全。

不论采煤机、刨煤机亦或是螺旋钻机，在薄煤层的开采中都可以发挥出良好的效果。在进行薄煤层机械化开采的过程中，需要结合实际情况选择对应的机械设备，加强生产作业质量。

4 结语

实现机械化采煤是符合薄煤层开采作业趋势的，这需要对薄煤层开采的现存问题进行剖析，明确机械化对薄煤层开采的重大意义，通过采煤机、刨煤机和螺旋钻机等设备加强薄煤层开采，促进机械化采煤进步发展。

［1］兰永磊.薄煤层综采机械化装备配套及关键技术问题的研究［J］.河南科技，2013（7）：36－37.

［2］李现民，刘建国.薄煤层机械化采煤技术的应用［J］.中州煤炭，2010（9）：62.

［3］李锐.薄煤层机械化采煤技术的应用［J］.科技传播，2012（2）：29－32.