薄煤层综采自动化采煤工艺技术研究与应用分析

陈 浩

(山西兰花科创玉溪煤矿有限责任公司，山西 晋城 048000)

我国作为世界上重要的产煤基地，在厚煤层综采、综放开采方面取得了重大突破，处于国际领先地位，然而在薄煤层综采方面却是一个薄弱环节。其主要的原因是薄煤层开采空间小，效率低，工人劳动强度大，安全事故多，经济效益低下，致使大量薄煤层煤炭资源处于搁置状态，浪费了大量宝贵的煤炭资源，也制约了整个煤炭工业的协调发展。

1 研究薄煤层综采技术的必要性

1.1 薄煤层综采现状的需求

所谓的薄煤层主要是在地下开采时厚度1.3 m以下的煤层；露天开采时厚度3.5 m以下的煤层。根据全国已经统计出来的数据显示出薄煤层可采储量约为61.5×108t，约占煤炭总可采储量的20.4%；这个数据表明了研究薄煤层综采技术的必要性。由于目前使用的机械设备落后，技术水平低，未能很好地运用综采技术。

1.2 经济发展形势的要求

近年来，我国的经济发展水平不断提升，煤炭需求量也在逐年上升。然而煤炭资源毕竟是有限的，这就加大了对薄煤层的开采需求，对我国的煤炭开采技术也提出了新的要求。开采中不仅要考虑工艺技术，还要检测开采土壤。只有加强待开采的土壤及其周围环境检测，才能在施工过程中很好地展示施工技术。

2 薄煤层开采液压支架设计

采煤的综采设备适应性关系到薄煤层综采作业的效果。提高设备的适应性可通过改善综采设备的性能实现。大部分开采作业采用的设备都是传统的四连杆式结构的液压支架，这种液压支架设备在中厚煤层、厚煤层、薄煤层中同样适用。随着时间的推移，对其进行技术改良是非常迫切。具体改良结果如下：将传统的四连杆结构的液压支架改造为具有支撑油缸以及油缸两端分别铰接于顶梁和底座的新型支架，加强支架支护在薄煤层采煤技术中的应用。

3 薄煤层综采自动化的关键技术

3.1 电控的自动化系统

薄煤层综采自动化的关键技术主要体现在电控的自动化系统中。在传统的薄煤层的开采过程当中，出现的开采空间狭小，未安装监控设备，不能实现在短时期内数据传输有效传递，引入计算机网络技术。自动化系统主要应用在以下方面：(1)针对红外线的接收器、耦合器以及电源箱等以往出现的安装、线路老化等方面问题，在电控的自动化系统当中要格外注意到对以上这些问题的处理。(2)考虑到施工安全性，对所有的施工过程进行全方位的监控，包括对施工工作面、地下开采、矿井运输、地漏基建等工作的监督，加强对数据的整合和运用能力，以便通过分析具体的数据来提高工作质量。(3)在开采的过程中，多数施工工作面比较狭小，由于施工受到很大的局限，多数矿难都是在这样的情况下发生。

3.2 薄煤层自动化综采采煤方法及回采的工艺流程

薄煤层采煤多数时候采用的是走向长壁后退式采煤法，一次采全高以及综采自动化采煤等，需要根据工作面的情况综合分析。回采工艺包括落煤方式、装煤方式、运煤方式和支护方式。落煤方式主要使用的是MG200/360-WD型电牵引双滚筒采煤机落煤，中部斜切式进刀方式。装煤方式主要是采用的梨型装煤装置自行装煤。运煤方式主要使用的是SGZ-630/220型刮板输送机配合SGB-40T型刮板输送机和DSJ80/40/80型带式输送机连续运煤。支护方式主要采用的是掩护式液压支架和上下上下端头采用金属双销铰接顶梁配合单体液压支柱支护。工作面采用的ZY3300/07/13型掩护式液压支架及时支护方式。回采工艺流程如下所示，采煤机中间向下斜切进刀→上行返空刀 →推输送机 →下行返空刀 → 下行割煤→推输送机。在进行回采工艺时要格外注意配合千斤顶的使用。

3.3 采煤机自动化技术

为了提高采煤技术水平和采煤机的运用水平，应采用采煤机的自动化技术。通过支架技术的改装，支架的承压能力提升之后，能完全接受巷道当中采煤机的承压推动。自动化设备的程度越高，越能对现场的作业情况灵活处理，所以在对现场施工作业的过程当中，需要对预留的通信接口实现升级改造，加强远程控制和监督，其中主要是通过自动化设备上传数据来加强控制，实现采煤机自动化。

3.4 经济效益分析及推广价值

薄煤层的综采自动化采煤技术和工艺的应用，取得了以下几方面的实效，主要包括产生的直接经济效益、安全效果以及项目的应用推广价值方面。如表1所示。

表1 经济效益分析及推广价值表

4 结语

总而言之，在针对薄煤层的综采工作面自动化移架技术的改造以及应用的过程当中，要根据实践操作来不断促使技术的进步和发展，不断改进技术、引进新型的设备。在薄煤层机械化开采的过程当中，总会出现各种各样的难题，但是努力提升技术才是关键。

表1 经济效益分析及推广价值表