摘 要：我國(guó)有著極為豐富的薄煤層資源，在現(xiàn)有探明的礦區(qū)中，有85%左右的礦區(qū)都有薄煤層分布，資源總量約67Gt。然而薄煤層因其開(kāi)采高度低，作業(yè)面環(huán)境差，以及現(xiàn)階段薄煤層開(kāi)采技術(shù)落后等諸多條件的限制，使得薄煤層的開(kāi)采效率問(wèn)題成為了目前煤礦開(kāi)采過(guò)程中急需解決的重點(diǎn)問(wèn)題。該文針對(duì)現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)薄煤層的開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行論述，文章結(jié)合實(shí)際，以重慶市開(kāi)縣的幾家煤礦為案例，具體分析了薄煤層開(kāi)采的工藝和存在問(wèn)題，并且總結(jié)了新時(shí)期薄煤層開(kāi)采技術(shù)應(yīng)該重點(diǎn)發(fā)展的新趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：薄煤層 開(kāi)采技術(shù) 新趨勢(shì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TD82文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2013）05（c）-0094-01

為了平衡中厚煤層和薄煤層的煤礦儲(chǔ)量，我國(guó)近年來(lái)著重向薄煤層的開(kāi)采方向發(fā)展。在現(xiàn)階段的薄煤層開(kāi)采礦井中，長(zhǎng)壁式采煤法（包括走向長(zhǎng)壁和傾斜長(zhǎng)壁采煤法）是應(yīng)用到最多的采煤方法。而長(zhǎng)壁式采煤法在具體的礦井開(kāi)采中又得到了不同程度的改革和創(chuàng)新。例如在重慶市開(kāi)縣的一些煤礦中，當(dāng)?shù)氐牡V井采煤方法多采用俯偽斜分段密集采煤方法。俯偽斜走向分段密集采煤法作為走向長(zhǎng)壁采煤法在傾斜、急傾斜煤層中應(yīng)用的一種改革，使急傾斜工作面緩斜化，改變了頂板巖石受力狀況并使其得到有效控制，增加了頂?shù)装宓南鄬?duì)穩(wěn)定性，較好地解決了滑底、推頂、采空區(qū)冒落矸石竄入工作面等難題。俯偽斜分段密集采煤方法，通過(guò)采取支柱聯(lián)鎖、支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)、強(qiáng)制放頂?shù)惹袑?shí)可行的技術(shù)和管理措施，使試采工作順利開(kāi)展，為開(kāi)縣的煤礦開(kāi)采工作取得了良好的經(jīng)濟(jì)和安全效益。

1 薄煤層開(kāi)采的特點(diǎn)

（1）薄煤層硬度大，作業(yè)面空間有限，工作人員及設(shè)備在作業(yè)面內(nèi)移動(dòng)困難，采煤機(jī)經(jīng)常需要割底或者挑頂，這樣大大增加了安全事故發(fā)生的概率。另外，作業(yè)面內(nèi)工作條件普遍較差，有的工作人員長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷勞動(dòng)，煤質(zhì)相對(duì)較硬，給爆破、鉆眼等過(guò)程帶來(lái)了困難，從而增加了回采的成本。

（2）施工中采掘比例較大，掘進(jìn)率高，采煤工作面接替困難。尤其是機(jī)械化采煤技術(shù)的發(fā)展，使得工作面推進(jìn)速度加快，而回采的巷道多為半煤巖，綜掘設(shè)備在這種環(huán)境下使用率低，導(dǎo)致掘進(jìn)速度滯后于開(kāi)采速度，造成接替工作的緊張。

（3）薄煤層的地質(zhì)條件及賦存狀況通常比較復(fù)雜，遇到褶曲、斷層的時(shí)難以布置巷道，對(duì)于采煤的進(jìn)程影響較大。在掘進(jìn)送面時(shí)需要提前圈開(kāi)切眼，造成工作面減??；回采時(shí)又需要重新掘開(kāi)切眼，造成采出率大大降低，影響煤礦的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

另外，據(jù)分析比較，一個(gè)薄煤層綜采工作面的設(shè)備投資和設(shè)備裝機(jī)功率和支架工作阻力相當(dāng)?shù)闹泻衩簩泳C采工作面差不多，但其單產(chǎn)和效率通常只有中厚煤層綜采工作面的一半，甚至更低。鑒于薄煤層長(zhǎng)壁式開(kāi)采上述的問(wèn)題，在實(shí)際的開(kāi)采工作中一方面要不斷完善長(zhǎng)壁采煤工藝和裝備，另一方面也要根據(jù)各地區(qū)薄煤層的開(kāi)采特點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行改革和創(chuàng)新，并且發(fā)展非長(zhǎng)壁采煤的工藝和裝備。

2 俯偽斜分段密集采煤方法分析

2.1 采煤工藝及設(shè)備

在筆者調(diào)查開(kāi)縣的幾座礦井中，礦井采煤方法均為俯偽斜分段密集采煤方法，工藝采用放炮落煤的采煤工藝。主要配備有ZSM-15A型礦用隔爆型手提式煤電鉆（濕式）鉆眼，安全等級(jí)不低于二級(jí)的煤礦許用炸藥爆破，毫秒延期電雷管起爆，搪瓷溜槽運(yùn)輸，乳化液泵站箱，JH-8型回柱絞車(chē)等設(shè)備。

2.2 工作面回采方式與超前關(guān)系

采煤工作面實(shí)行內(nèi)后退式開(kāi)采，即：沿開(kāi)采煤層由采區(qū)邊界向采區(qū)中央回采；各回采工作面的上下端口必須有大于20 m的超前支護(hù)，在作業(yè)規(guī)程中必須制定工作面端頭支護(hù)的安全措施，包括工作面端頭的特殊支護(hù)方式。

2.3 支護(hù)和頂板監(jiān)測(cè)

由于薄煤層開(kāi)采時(shí)大傾角和急傾斜煤層礦壓顯現(xiàn)規(guī)律的特殊性，開(kāi)展支護(hù)質(zhì)量和頂板監(jiān)測(cè)工作是十分必要的。

以開(kāi)縣漁河煤礦為例，礦井中K3煤層均厚為0.33 m，傾角24 °，為傾斜極薄煤層，該煤層全區(qū)較穩(wěn)定，全井田可采。煤層頂板以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，屬Ⅱ類(lèi)中等穩(wěn)定～穩(wěn)定頂板；煤層底板以泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖為主，屬Ⅱ類(lèi)中等穩(wěn)定～穩(wěn)定頂板。屬低瓦斯礦井，煤塵有爆炸危險(xiǎn)性，煤層自燃發(fā)火為不易自燃煤層。根據(jù)煤層的賦存條件和開(kāi)采技術(shù)條件，采用走向長(zhǎng)壁式采煤法，采用放炮落煤，全部垮落法管理頂板。支護(hù)方式為單體液壓支柱支護(hù)。

頂板管理：全部垮落法管理頂板?；夭晒ぷ髅鏋樗摹ち趴仨敚渥畲罂仨斁酁椋?.2 m，最小控頂距為：3.2 m，排距：1.0 m，柱距1.0 m，采用單體液壓支柱進(jìn)行支護(hù)，局部區(qū)域受構(gòu)造影響，煤層變薄，可采取其他支護(hù)，其支護(hù)密度為1.0根/m2。礦井勞動(dòng)組織方式為“三·八”作業(yè)制，二班生產(chǎn)一班準(zhǔn)備。

3 薄煤層開(kāi)采發(fā)展的新趨勢(shì)

從上文可以看到，我國(guó)現(xiàn)階段薄煤層開(kāi)采開(kāi)采高度低，技術(shù)難度較大，且開(kāi)采效率低下。為了提高薄煤層工作面上的煤炭采出率，在未來(lái)的發(fā)展中，加強(qiáng)薄煤層長(zhǎng)壁開(kāi)采工作面的機(jī)械化程度，降低成本和耗材，減少開(kāi)采過(guò)程中安全事故的發(fā)生，是今后薄煤層開(kāi)采工作的核心任務(wù)。由于炮采的采出率和生產(chǎn)率相對(duì)較低，刨煤機(jī)開(kāi)采的適應(yīng)范圍較窄，我國(guó)在今后應(yīng)大力發(fā)展?jié)L筒采煤機(jī)綜合機(jī)械化開(kāi)采。

（1）在保證采高下限的基礎(chǔ)上，提高采煤機(jī)的裝機(jī)功率，增強(qiáng)采煤機(jī)在斷層、褶曲、夾矸等環(huán)境中的工作效率，解決這些客觀條件對(duì)于薄煤層安全、高效率開(kāi)采的限制。

（2）開(kāi)發(fā)無(wú)鏈交流電牽引滾筒采煤機(jī)，增大牽引力，提高輸送機(jī)對(duì)于彎曲的適應(yīng)能力，解決液壓牽引系統(tǒng)抗污染性低、工作可靠性差的弊端，擴(kuò)大采煤機(jī)在大傾角薄煤層中的使用范圍，完善采煤機(jī)的各方面性能。

（3）像多電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電機(jī)橫向布置技術(shù)方向發(fā)展，克服因電機(jī)功率增大而帶來(lái)外形尺寸增加的問(wèn)題，同時(shí)增強(qiáng)采煤機(jī)械對(duì)于煤層起伏變化的適應(yīng)能力。

（4）研發(fā)以液壓支架電液控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)工作面的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，在今后薄煤層開(kāi)采的重要環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)監(jiān)控和控制。

（5）研發(fā)連續(xù)采煤機(jī)房柱式開(kāi)采薄煤層技術(shù)與相應(yīng)裝備，提高薄煤層開(kāi)采的采出率。

4 結(jié)語(yǔ)

薄煤層的開(kāi)采技術(shù)是一項(xiàng)世界范圍都在研究的重要課題，相對(duì)于國(guó)外先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備和采礦工藝來(lái)講，我國(guó)雖然有著豐富的薄煤層儲(chǔ)存量，但其開(kāi)采效率跟世界先進(jìn)國(guó)家還有很大差距。隨著國(guó)際間交流的增進(jìn)以及我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷提升，我國(guó)在今后的薄煤層開(kāi)采中應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)孛簩拥馁x存情況，因地制宜的選擇合適的采煤機(jī)械，同時(shí)不斷發(fā)展大功率、可靠性強(qiáng)的開(kāi)采設(shè)備，以完成對(duì)于薄煤層的高效開(kāi)采。

參考文獻(xiàn)

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