薄及极薄煤层機械化开采的探索与实践

曹涛

摘要：目前随着我国社会的不断发展，采煤行业的发展速度也在逐渐加快，尤其是在针对煤层进行开采的过程中，必须要使用较为先进的机械化设备，才能够提高其开采效率和开采质量。但是现阶段在针对煤层进行开采的过程中，因为其相对特殊，所以普通的机械化设备可能不适用于煤层厚度相对较薄的煤矿开采，因此，必须要针对现阶段较薄煤层的机械化开采设备进行相应的探究，并且保证后期所使用的机械化设备能够提高煤层的开采效率，进而为我国采煤行业的发展奠定良好的技术基础。基于此，本文通过分析采煤机、刨煤机以及螺旋钻机的应用及存在的问题，探究其使用的注意事项和发展方向。

关键词：薄及极薄煤层;机械化;开采设备

引言：目前我国的采煤行业正在逐渐的发展，在针对煤矿进行开采的过程中，按照每层的厚度不同进行了详细的划分，规定为厚度在0.8米到1.3米的属于薄煤层，规定厚度小于0.8米的则为极薄煤层。目前我国的煤炭储量较为丰富，所以其可开采的数量基本可以满足国民需求，但是在开采的过程中经常会遇到大量煤層厚度相对较薄的煤矿，薄及极薄煤层总产量占有我国煤矿总储量的20%左右，所以，对较薄煤层进行机械化开采的研究具有非常重要的意义，不仅能够在一定程度上提高我国可开采煤的数量，还能够为我国国民的用煤提供更多的来源。

1 采煤机的应用分析

目前针对较薄的煤层进行开采的过程中，我国主要经历了以下几个阶段，在20世纪50年代时，主要利用炮采工艺进行煤层的开采，到了60年代时期，主要是用爆破的方式使煤层进行脱落，到70年代时期，因为科学技术的发展速度较快，研究出了相应的刨煤机，主要包含刮斗刨煤机，全液压驱动式的刨煤机以及钢丝绳牵引式的刨煤机。到了1974年时期，随着科学技术的不断发展，已经成功研究出了专门针对较薄煤层进行开采的滚筒式采煤机，滚筒式采煤机作为机械开采中的重要机械设备之一，为我国较薄煤层的开采行业提供了较大的技术支持，并且也在一定程度上提高了消防煤层开采的质量和效率，进而促进了我国煤矿企业的发展。

较薄煤层的机械化设备滚筒采煤机在实际应用过程中具备以下几个特征，第1个特点是在针对较薄煤层进行开采的过程中，因为其工作面相对较为特殊，所以必须要保证整个采煤机的机身高度能够相对较小，并且在实际开采的过程中，为了防止出现坍塌事故，还要保证采煤机的功率能够达到开采需求，一般所使用的滚筒采煤机的功率都在100千瓦到200千瓦之间，因为薄煤层相对于普通的煤层来说，其工作面具有一定的特殊性，所以在实际应用过程中必须要保证采煤机的机身能够较短，进而保证能够适应较薄煤层中不断起伏的变化，同时要保证，较薄煤层与机械设备之间具有足够的空间高度，这样能够保证在工作面操作时可以不使用人工切口的方式进到，尤其是针对一些硬度相对较大的岩石层进行开采的过程中，使用这种滚筒式的采煤机能够在一定程度上提高开采的稳定性和可靠性。其次是滚筒式采煤机在设计过程中结构相对较为简单，因此在后期使用过程中如果出现了损坏问题，可以更加便捷的进行维护及安装，在采煤机运行过程中，因为其机身的长度相对较短，所以能够在一定程度上提高开采的质量及效率。

但是这种采煤机在实际应用过程中也存在很多问题，由于使用的电动机功率相对较大，所以在实际应用过程中增加了其总机的容量，通过相应的实践操作，可以表明这种采煤机在实际应用过程中切带机的效能相对较小，并且其效能主要取决于整个电动机的功率，功率相对较大时才能够提高相应的效能，而对于功率较小的电动机则在一定程度上降低了设备的运行效能，目前在针对较薄煤层进行开采的过程中采煤机，使用时的主要技术问题是，在实际应用过程中及机身的高度相对较低，与功率相对较大之间的矛盾，为了有效的解决这一矛盾，必须要提高设计的水平，尽量保证能够平衡功率与机身高度之间的关系。

2 刨煤机的应用分析

目前在针对较薄煤层进行开采的过程中，刨煤机也得到了广泛的使用。刨煤机的主要工作原理是沿着需要开采的较薄煤层的工作面进行落煤、装煤操作，并且在刨煤的过程中主要根据工作面进行输送机的传导和导向，刨煤机在实际应用过程中，因为其结构相对较为简单，而且工作的稳定性及可靠性高，所以得到了各大煤矿开采企业的广泛应用，同时刨煤机在实际操作过程中机身相对较小，并且能耗低，所产生的粉尘量较少，对工人的生命健康也起到了一定的保护作用。

刨煤机在实际应用过程中存在的主要问题是，其针对硬质相对较高的煤层在操作的过程中能力相对较差，所以必须要不断增加刨煤机的功率，进而提高刨煤的效果，同时还要保证刨煤机的可靠性能够得到进一步提升，这就需要针对刨煤机中的部分重要元件进行合理的设计和改进，尽量保证既能够提高刨煤机的使用寿命，又能够使刨煤机的应用效果得到有效的提升。同时在应用过程中还必须要保证刨煤机的使用灵敏度得到改善和提升。当前在刨煤机操作过程中，出现的主要问题是飘刀的现象，所以这就必须要通过操纵机构对刨头的位置进行相应的控制，并且在前进的过程中要保证方向的准确度能够得到改善。

3 螺旋钻采煤机应用介绍

螺旋钻采煤机在实际应用过程中，其特征是可以安装一个及以上的钻头，因此钻头在调换的过程中，可以根据每层的不同厚度进行合理的选择，进而保证能够提高螺旋钻采煤机的应用效果。在进行推进时，可以通过通风系统和喷水系统，将风力及水资源注入到钻孔中，进而保证煤矿中瓦斯的浓度以及煤粉尘的量能够控制到安全的范围内。螺旋钻采煤机实际应用时的缺点是，装卸钻杆的速度相对较慢，因此导致了在采煤过程中效率低，同时需要使用人工对钻杆进行对接，因此也提高了对一些误差发生的概率。同时使用人工的方法对机械设备进行安装和对接，不仅增加了工人的劳动量，也使整个采煤的效果率降低，所以必须要保证能够实现自动化操作，并且提高钻头的采煤能力，同时还要保证螺旋钻采煤机的功率能够得到有效的改善，尽量优化钻头中的相关结构参数，提高钻头的耐磨性能，从而增加钻头的使用效率。为了尽量减少煤层的滞留量，还应该尽量明确钻孔的填充材料及填充参数。

结束语

综上所述，现阶段针对煤层进行开采的过程中，实现机械化开采已经成为了现阶段采煤企业的煤矿开采的主要发展趋势，所以采煤企业中负责煤矿开采管理的工作人员，要尽量提高机械化及自动化的水平，确保在针对较薄煤层进行开采的过程中，依然能够提高开采的效率，为煤矿企业创造更多的收益。

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