試論我國極薄煤層采煤工藝特點(diǎn)與優(yōu)化設(shè)計(jì)

（琿春礦業(yè)安全技術(shù)培訓(xùn)中心，吉林 琿春 133300）

試論我國極薄煤層采煤工藝特點(diǎn)與優(yōu)化設(shè)計(jì)

張洪濤

（琿春礦業(yè)安全技術(shù)培訓(xùn)中心，吉林 琿春 133300）

極薄煤層在采煤的過程中，難度比較大，施工工藝與施工設(shè)備也比較復(fù)雜。本文對極薄煤層采煤工藝的特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，提出了優(yōu)化極薄采煤工藝的設(shè)計(jì)，希望可以改進(jìn)極薄煤層的工藝流程，從而提高采煤企業(yè)的工作效率與效益。

極薄煤層；采煤工藝；特點(diǎn)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；技術(shù)

極薄煤層的開采條件比較差，所以需要在實(shí)踐中不斷的優(yōu)化施工工藝與流程，否則無法保證開采工作的順利進(jìn)行，也無法保證煤層的質(zhì)量。極薄煤層屬于較難開采的煤層，這也給施工人員帶來了較大的挑戰(zhàn)，其必須具有專業(yè)的技能還要有一定工作經(jīng)驗(yàn)。本文對極薄煤層采煤工藝的特點(diǎn)以及優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹，希望可以解決我國極薄煤層難采的問題。

一、極薄煤層采煤工藝的特點(diǎn)

我國的煤資源比較豐富，但是采煤技術(shù)相對于西方發(fā)達(dá)國家還有一定差距，提高采煤的工藝流程，不但可以提高煤的質(zhì)量，還能加快采煤效率，為采煤企業(yè)帶來更加的經(jīng)濟(jì)效益。極薄煤層是一種較難開采的煤層，每年極薄煤層的產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的8%左右，所占比例比較小。極薄煤層采煤機(jī)械化程度比較低，而且對開采條件要求比較高。首先，極薄煤層的煤質(zhì)必須較好；其次，極薄煤層在開采環(huán)境比較危險(xiǎn)的情況下，可以作為解放層，有的主采煤層具有沖擊地壓的危險(xiǎn)，其與瓦斯接觸可能發(fā)生爆炸等危險(xiǎn)。在礦井或者未報(bào)廢的采煤區(qū)，其剩余的煤礦多屬于極薄煤層。

在開采極薄煤層時(shí)，由于其位置比較特殊，所以施工人員只能通過爬行進(jìn)行作業(yè)，有時(shí)還需要采取臥姿進(jìn)行作業(yè)。極薄采煤區(qū)的作業(yè)條件比較差，而且在開采時(shí)很難移動(dòng)設(shè)備。極薄煤層的掘進(jìn)率比較高，其與工作面接替較為困難。在開采極薄煤層時(shí)，長壁機(jī)械化工作面的投入與產(chǎn)出比很高，但是單產(chǎn)與開采帶來的經(jīng)濟(jì)效益卻比較低。

極薄煤層開采具有一定的特殊性，這也使得薄煤層長壁機(jī)械化開采方式發(fā)展較為緩慢，在采煤行業(yè)的應(yīng)用也比較少，在我國大部分開采單位都是以炮采與機(jī)采做為開采極薄煤層的主要方法。我國極薄煤層機(jī)械化中較為成熟的工藝并不多，其中較為常見的是長壁式開采、螺旋式開采連采機(jī)房柱式開采以及鋼絲繩鋸開采等。

二、優(yōu)化極薄煤層開采方式的設(shè)計(jì)

極薄煤層開采的方式屬于機(jī)械化形式，為了提高生產(chǎn)的效率，很多采煤企業(yè)都引進(jìn)了機(jī)械化的開采方式，而且取得了良好的效果。下面筆者對優(yōu)化極薄采煤工藝的設(shè)計(jì)進(jìn)行簡要的闡述。

1 長壁方式的采煤工藝

長壁方式的采煤工藝應(yīng)用范圍比較廣，其是一種綜合開采的辦法，而且需要多種機(jī)械設(shè)備，比如挖煤機(jī)、刨煤機(jī)等。機(jī)械采煤的方式容易受到外界因素的干擾，尤其是極薄煤層這種難度較大煤層，使用機(jī)械時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生故障問題，影響采煤的效率。我國采煤設(shè)備的種類比較多，但是適用于極薄煤層的設(shè)備并不多，其中爬底板式采煤機(jī)在極薄煤層工藝流程中應(yīng)用最多。刨煤機(jī)是長壁采煤工藝中常見的設(shè)備，其在應(yīng)用的過程中，具有耗能低、效率高、污染少、產(chǎn)量大等優(yōu)點(diǎn)。長壁方式的采煤工藝維護(hù)費(fèi)用也比較低，在極薄煤層工藝中應(yīng)用極其廣泛。為了提高采煤企業(yè)的產(chǎn)量，技術(shù)人員需要不斷的優(yōu)化長壁采煤工藝，還要對采煤設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，提高機(jī)械設(shè)備工作的效率，達(dá)到增產(chǎn)的目的。

2 螺旋式鉆井機(jī)采煤工藝

螺旋式鉆井機(jī)采煤技術(shù)在極薄煤層中發(fā)揮著重要的作用，其開采的工藝比較簡單。在應(yīng)用的過程中，需要在極薄煤層中開辟出一條平坦的巷道，然后利用螺旋式鉆井機(jī)在巷道的兩側(cè)進(jìn)行煤炭開采。螺旋式鉆井機(jī)這種機(jī)械設(shè)備的尖端，有著特殊的截割工具，利用其鋸齒可以輕松完成挖掘與切割工作。這種機(jī)械設(shè)備還可以對煤層的地質(zhì)情況進(jìn)行考察與勘測，使采煤企業(yè)根據(jù)地質(zhì)選擇正確的鉆頭。鉆頭選擇對極薄煤層的采煤質(zhì)量與效率有著直接影響，根據(jù)極薄煤層的厚度以及穩(wěn)定性，需要選擇不同大小與性能的鉆頭。螺旋式鉆井機(jī)的鉆頭一般小于煤層厚度，施工人員還需要在鉆眼中部加強(qiáng)安全防護(hù)，以保證極薄煤層開采的安全性。

3 連采機(jī)房柱式采煤工藝

連采機(jī)房柱式的采煤工藝是從外國引進(jìn)的，其與傳統(tǒng)開采技術(shù)相比，效率更高，而且更適用于極薄煤層的挖掘。采用連采機(jī)房柱式這種采煤工藝，需要增加資金投入成本，但是也帶來了較高的收益回報(bào)，其在規(guī)模較大的采煤企業(yè)中得到了很好的推廣。連采機(jī)房柱式采煤工藝的適用性比較強(qiáng)，其在采煤與挖掘的過程中，還可以對煤柱進(jìn)行支護(hù)。應(yīng)用這種采煤技術(shù)，可以保證采煤流程的安全性與穩(wěn)定性。連采機(jī)房柱式采煤工藝實(shí)現(xiàn)了對煤柱的重復(fù)與回收利用，提高了資源的利用率與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。為了降低采煤過程中的事故率，提高作業(yè)人員的人身安全，一些企業(yè)還將遙控技術(shù)和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用到連續(xù)采煤機(jī)房柱式采煤當(dāng)中，研發(fā)了一種可遙控的連續(xù)采煤機(jī)，作業(yè)人員能夠在煤房之外控制采煤機(jī)進(jìn)行性作業(yè)，提高了采煤作業(yè)的安全。

4 鋼絲繩鋸采煤工藝

鋼絲繩鋸采煤工藝主要用于1.2m，傾角在85°的急傾斜薄煤層的采煤中，但是隨著技術(shù)的進(jìn)步這種技術(shù)在最近幾年也開始應(yīng)用到極薄煤層采煤中。這種采煤工藝工作面單產(chǎn)1600t/m，直接工效8t/I。這種采煤工藝的工作面是走向布置，一般來說是斜長10m，走向長度150m，電機(jī)、絞車、對輪、導(dǎo)向輪和手動(dòng)葫蘆等施工機(jī)械是布置在工作面下巷上的，采煤作業(yè)及運(yùn)煤都是依靠牽引機(jī)械作業(yè)的，利用鋸齒在煤壁上拉出兩條煤溝槽。利用礦山本身的壓力作用使其自行脫落下來。這種采煤工藝在采過后一般那不需要進(jìn)行支護(hù)，而是句隔15m左右留2m左右的煤柱來支撐頂板。主要用于頂?shù)装鍒?jiān)硬、完整、穩(wěn)定性好，煤質(zhì)松軟、不粘頂、不含夾石層的極薄急傾斜煤層開采工作，具有開采效率高、開采能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

結(jié)語

煤炭開采企業(yè)一定要不斷的優(yōu)化與改進(jìn)工藝流程，提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)量。極薄煤層是一種較難開采的煤礦，其施工環(huán)境與作業(yè)條件比較惡劣，施工人員一定要在實(shí)踐的過程中，不斷的提高技能水平。極薄煤層對開采技術(shù)與工藝流程有著極高的要求，本文針對極薄煤層采煤工藝的特點(diǎn)，提出了幾點(diǎn)優(yōu)化工藝的設(shè)計(jì)，其可以提高資源的利用率與采煤的效率，還提高了采煤作業(yè)的安全性，值得在采煤行業(yè)大力推廣。

[1]李華煒，師皓宇.薄煤層無人工作面機(jī)械化開采技術(shù)分析與實(shí)踐[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)， 2010（06） .

[2]張宏敏，胡斌.煤礦生產(chǎn)中資源管理工作存在問題及改進(jìn)對策[J].煤炭技術(shù)，2005（09）.

[3]李現(xiàn)民，劉建國.薄煤層機(jī)械化采煤技術(shù)的應(yīng)用[J].中州煤炭， 2010（09）.

TD82

A