薄煤层采煤工艺现状及其发展探讨

白志刚

摘 要：在新经济常态下，对煤炭开采工艺的研究应立足于我国煤炭发展战略需求，煤炭开采研究是当下我国工业中长期发展必要的技术储备，应用产业高科技技术开发以配套装备为主导的核心技术，以煤矿开采工艺为中心技术的自主知识产权。从而使采煤工艺技术持续发展，煤炭工业在未来的发展中绿色开采将是产业发展的主要方向，采煤要致力于环境污染的最小极限，煤矿资源作为我国的重要资源，其合理的开采和工艺技术的不断提升对国民经济的发展、人们的生存环境质量的提高都起着关键的作用。基于此，本文主要探索薄煤层采煤工艺现状，针对现状分析薄煤层采煤工艺未来的发展趋势。

关键词：薄煤层；采煤工艺；现状分析

近年来，在煤炭的开采方面大多数集中于中厚煤层的开采。实际上在我国薄煤层的储量是非常惊人的，但是，由于客观因素开采时应用的机械设备在空间狭小的薄煤层内不利于安装和操作，使薄煤层未能得到全面的开发利用。根据相关统计显示，我国薄煤层的现储存量大约670亿吨[1]，但是受开采工艺与设备的局限，一直以来薄煤层的开采在产量方面尚未得到明显提高，许多老矿区为了增加资源而延长矿井薄煤层的开采服务年限，这也是资源开采提高煤炭产量的一种途径，更是未来提高薄煤层的采出率的关健突破方向。在我国统配煤矿中可以开采的薄煤层还有很大的开采空间，但是，实际薄煤层的开采量却很小，长期以来薄煤层的开采量，根本达不到统配煤矿中预计能够开采的占总煤层储存量近21%的薄煤层还可以开采，而这个比例在实际开采中不但没有达到过却还有逐渐减少的趋势，这种现象的出现主要是薄煤层开采空间狭小，机械化设备的安装难以实现，开采操作以人工为主，而中煤层的开采又全面实现了机械化，薄煤层开采自身的不足造成开采比例下降，这种以劳动力为主的煤炭开采方式，使劳动密度加大，开采操作人员可用空间减少，造成采掘接替工作难度提高，这种以劳动力为主的煤炭采掘方式使生产成本提高，采掘操作人员的安全也难以保障，很容易出现安全隐患问题。另一方面，受地质条件复杂多变的影响，薄煤层的煤炭产量较低、工作效率，煤炭损耗严重。

一、薄煤层采煤工艺现状

我国的矿区分布广泛，薄煤层的储存量丰富，但薄煤层开采条件复杂，造成薄煤层采掘实施自动化的工作面其难度增大，虽然薄煤层采掘方式有多种，开采技术较多，但是，薄煤层的单产通常只有厚煤层的1/3[2]，由于生产能力的严重不足，使部分煤矿开采企业不愿意甚至放弃进行薄煤层的开采。

（一）螺旋钻采煤机采煤工艺技术

螺旋钻采煤工艺是利用螺旋钻杆深入煤层的方式进行采煤，首先通过喷水和通风系统向螺旋钻机的钻孔内注入水和风，同时将钻杆也一并注入钻孔内，然后把螺旋钻机向煤层推进实现采煤，再通过钻杆把采好的煤运出来，向钻孔内注水和风其目地是保证瓦斯浓度达到规范标准，确保钻孔内的粉尘量不超标。这种采煤方法投资少，能最大限度的保证开采人员在条件安全的巷道内实施采掘操作，使采掘工作的安全状况得到很好的保障[3]。然而应用螺旋钻采煤技术操作面临一些实际问题，由于装卸钻杆的速度慢，钻杆以单轨吊实施起吊，需要人工对接，还要充分利用微调机构实施调整，微调机构是由液压缸和棘轮两部分构成，这样才能够保证减速机里的三爪离合器、钻杆对正。此项采煤技术无论是接长钻杆还是个缩短钻杆耗费的时间过长，采煤技术的欠缺使得煤炭采出率较低。目前，在我国螺旋钻采煤技术工艺才开始起步，采煤技术水平还有待于进一步提升，螺旋钻采煤法属于无人工作面采掘模式，这种采掘模式，用螺旋钻采煤机在工作巷道中就能够将巷道两侧60米左右内的煤采掘出来。

（二）刨煤机采煤工艺技术

薄煤层刨煤机采煤工艺就是采用煤刨反复沿着工作面实施采煤操作。其工艺特点结构简单、维修容易，使用过程中安全可靠，刨落的煤块度大且耗能少，截深较小产生的煤粉、煤尘含量少。但是，刨煤机的刨煤能力弱。在正常工作状态下，刨煤机借助于煤的方向节理，依据煤质的硬度其截深能够调整，煤在刨头和导轨的作用下进入输送机，再通过输送机将煤运到工作面下端口，当煤的节理发育良好，并且主节理方向与长壁式工作面平行时，其借助煤的方向特性，沿弱层将煤刨成片状[4]。

（三）滚筒采煤机采煤工艺技术

目前我国采用的薄煤层滚筒采煤机是在前两代的基础上进行改进，改革后的采煤机可以开采0.8米以上的薄煤层，在足够的过煤空间高度下更具备超强的破岩能力。爬底板式采煤机其机面高度低，机身在滚筒开出的机道内，与其输送机式相比，在相同的采煤高度条件下，爬底板式采煤机过煤空间更高，工作面过风断面大可采掘0.17米左右的薄煤层，生产能力强且工作安全。然而滚筒采煤机技术也存在机身与功率之间的问题，采煤机截割坚硬矸石带来的冲击和振动比中厚煤层强烈，这是需要薄煤层采煤技术改进的重点[5]。

二、薄煤层采煤工艺发展趋势

现阶段薄煤层的采掘仍以滚筒式采煤机为主，但是必须控制其机身高度，才能够保证一定的使用功率，在未来的发展中从目前各煤矿使用的采煤机的功率着手，对其功率进行提升，由于电动机功率是采煤机性能的关健因素，功率的大小决定了采煤机能否很好的发挥其性能，这是设计的难点和关健，还要解决好机身长度的问题，对薄煤层长壁采掘工作面实施机械化操作、加强工作面机械化程度是未来薄煤层采掘的核心工作，这可以减少采掘环节中的安全生产问题，降低耗材。由于刨煤机适应的范围狭窄，因此，在未来的煤矿开采中提倡大力发展机械化的滚筒采煤机综合技术。首先，采高下限得以保证的前提下，增强采煤机在褶曲、断层、夹矸环境中开采效率，提高装机功率。在滚筒采煤机研发方面，开发无链交流电牵引采煤机。其次，向电机横向布置技术方向发展，多电动机驱动技术可以克服电机功率大带来的问题，尤其是功率增大外形尺寸增加的问题，针对采煤机而言，还要增强其对煤层波状起伏变化的适应性[6]。研发自动化监测监控系统，实现采煤工作面的自动化监测和控制，提高薄煤层采掘的采出率。

结语

相对而言，薄煤层的开采技术十分薄弱，中厚煤层的储存开采空间己经不大，而在我国的煤层储存量上薄煤层的开采空间最大，更重要的是薄煤层资源的分布广泛，但开采成本在不断的增高，这就需要研发出煤炭开采的新技术以解燃眉之急，当下最关键的是开发薄煤层采煤工艺技术，實现薄煤层工作面自动化，是煤矿企业增产增效的有效途径，同时，研发薄煤层采煤技术可以有效保护煤炭资源，基于我国地质条件复杂多样，应依据不同的地质条件选择机械设备、采煤模式，对地质条件具备适刨性的其刨煤机还是有一定的突出优势。而目前滚筒采煤机仍然占据采煤设备的主要位置。由此可见，薄煤层开采方法的研究和探索是未来煤炭工业发展的趋势。

参考文献：

[1]刘贵龙.薄煤层采煤工艺现状及发展[J].当代化工研究，2019（07）：6-7.

[2]高文杰.薄煤层采煤工艺现状及发展[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（04）：229-230.

[3]朱文涛.我国新型薄煤层采煤工作面布置工艺流程及开采的设备配套[J].技术与市场，2018，25（04）：47-48.

[4]刘志明.新型薄煤层采煤工艺及设备配套[J].技术与市场，2018，25（03）：63.

[5]李哲.极薄煤层和薄煤层的采煤工艺研究[J].矿业装备，2018（01）：44-45.

[6]苏健，程健新.对我国薄煤层采煤工艺现状及发展趋势的探讨[J].内蒙古煤炭经济，2016（09）：26+41.