劉 斌

（太原煤氣化華勝煤業(yè)公司，山西 臨汾 041206）

引言

薄煤層是厚度在1.3 m以內(nèi)的煤層，我國薄煤層資源不僅非常豐富，且煤質(zhì)量好，全國各地有非常多的薄煤層。薄煤層開采效率低、技術(shù)難度大。另外，與厚煤層開采技術(shù)相比，我國薄煤層開采技術(shù)很薄弱，薄煤層開采工作中也存在粗放管理、盲目開采等問題，致使薄煤層煤炭資源一直有浪費。要提升薄煤層生產(chǎn)效率和采出率，也是對煤炭開采提出了更高要求，近幾年，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，機械化采煤方法開始增多，薄煤層開采業(yè)正向高產(chǎn)量、高效率方向邁進，薄煤層采煤技術(shù)漸漸被人們所關注和重視。

1 薄煤層機械化開采的運用及工作面的基本情況

我國煤炭開采中，經(jīng)常遇到煤層存有夾矸厚、煤層薄、生產(chǎn)率低下等問題，必須經(jīng)過詳細分析薄煤層的生產(chǎn)特征，利用爬底式的采煤機的最新采煤技術(shù)可以提升長臂工作面自動化程度，大量的實踐充分證明了這一點。以往傳統(tǒng)的采煤都是利用炮采工藝，炮采工藝機械化程度低，技術(shù)比較落后，工人工作環(huán)境差且勞動強度大，生產(chǎn)率低下，這些都制約著炭煤礦發(fā)展。前期開采時利用薄煤層的炮采工藝，可以實現(xiàn)爆破落煤，并達到一定生產(chǎn)循環(huán)進度，隨著生產(chǎn)逐步進行，煤層厚度越來越薄，夾矸厚度卻很厚，煤炭開采條件變得更加困難。由于薄煤層的特征可以知道提升長壁工作面自動化能夠提高生產(chǎn)效率，優(yōu)化工作面中的開采工序及運輸工序后必須進行相關開采試驗。要進行開采試驗的工作面是31080工作面，工作面南側(cè)及北側(cè)到31060和31120工作面煤炭已經(jīng)回采，東側(cè)到三一盤區(qū)的絞車坡，西側(cè)到三一西厚矸區(qū)。工作面長度380 m，標高在－250～210 m，地面標高320～340 m，傾斜坡長260 m，能夠儲存10萬t煤炭。

2 設備參數(shù)及設備選擇

根據(jù)31080工作面的煤層特點和存儲條件，可以選擇 MG100-TP型和單體液壓支柱型采煤機，并結(jié)合采煤機生產(chǎn)水平選取和其適應的刮板輸送機。用于開采煤的主要工作面設備有采煤機、乳化泵、刮板輸送機、調(diào)度絞車、煤電站及液壓支柱。采煤機選用 MG100-TP型號，傾角小于30°，采煤高度在500～950 mm之間，機身長寬分別為4.5 m和0.9 m，機面3.8 m，滾筒直徑0.6～0.7 m，滾 筒 轉(zhuǎn) 速 105 r／min， 下 切 深 度15 mm，牽引方式是液壓錨鏈式牽引。輸送機型號SGW-40T，輸送機長度110 m，輸送能力150 t／h，輸送機電壓380／660 V，裝機功率40 k W，刮板鏈型是雙邊狀圓環(huán)鏈 （詳見表1）。

表1 工作面主要配套設備參數(shù)

3 采煤工藝

根據(jù)工作面特點，需要從東向西進行開采，采煤工藝主要是采煤機割煤和炮采工藝相融合，及利用全部塔落法及普通機械化采全高采煤法。采煤工藝程序是先做好開采準備工作，準備各種采煤設備，然后用采煤機割煤，并進行機后支護，再破落頂煤，而后人工整理煤裝煤，最后用運輸機運送煤。當采煤機切割底煤時，切割的底煤會經(jīng)過采煤機擋板裝載到運輸機上，一些散落煤和頂煤需要通過人工裝進輸送機內(nèi)。常見的落煤方式是用單滾筒爬底板式的采煤機割煤，截深1 m，采高0.5～0.8 m，當采煤機采底煤以后，頂煤后跟著塌落下來，因為部分頂煤的硬度較大，自動塌落很困難，所以運用震動炮來對煤進行爆破。工作面回采的煤先經(jīng)過工作面刮板輸送機到膠帶輸送機上，然后到電機車串車上，經(jīng)過大巷翻滾籠再到膠帶輸送機，最后通過絞車提高幾斗運到地面。工作面利用液壓支柱來保護頂板，柱間距1 m，支撐力大于90 k N，排距1.1 m，支護作業(yè)方式是先采煤，然后打柱，最后放頂?shù)捻樞?，利用單排密集型單柱頂板、雙排臨時頂板及3排基本支柱進行支護，工作面支護方式是四、五排管理，控頂距最小3.5 m，最大4.9 m，放頂步距1 m，循環(huán)進度1 m，工作面進入5排支柱后，回柱放頂采空區(qū)，讓采空區(qū)直接塌落。

4 運用含夾矸薄煤層機械化采煤技術(shù)得到的效果

利用薄煤層機械化的采煤技術(shù)取得了顯著成績，主要有生產(chǎn)成本顯著降低、采煤效率明顯提升、安全生產(chǎn)得到保障、作業(yè)環(huán)境得到改善、煤炭質(zhì)量有明顯提高、生產(chǎn)社會受損率下降。利用炮采工藝采煤后，即便懸掛擋煤的膠帶，也難免出現(xiàn)老空區(qū)浮煤現(xiàn)象，使資源被浪費。利用機采方式采煤，不用懸掛擋煤的膠帶，老巷區(qū)也沒有浮煤出現(xiàn)。如果工作面老巷區(qū)浮煤域為3%，每個工作面存儲煤量是10萬t，那么利用機采方式就能夠多收回3 000 t煤炭；因為機采運用電機水冷式的散熱方法，散熱水要灑在工作面處，這種方式的降塵效果非常顯著，能夠徹底改變以往傳統(tǒng)的炮采方式下因放炮造成的大量有害氣體及煤塵污染，工作面的溫度也不會增加；傳統(tǒng)采炮炮眼都是比較均勻存在于煤層里，放炮以后矸石、煤塊都會被炮崩碎，塊煤會大量減少，矸石分揀很困難。利用單滾筒爬底板式的采煤機進行開采，除了割煤機割過煤變?yōu)槟┟?，其余都是大塊煤，矸石也很容易分揀，大塊煤率大大提升；另外，機采不用放炮，大大降低液壓支柱被崩壞概率，保證液壓支柱安全，提高了液壓支柱使用壽命；長壁式工作面采煤得到的煤炭是利用工作面刮板運輸機運送的，運輸機是運輸環(huán)節(jié)的中心，運輸機前后煤炭都是聚集在輸送機上來裝煤，與炮采方式相比，機采生產(chǎn)效率有了大大提高，僅有少量煤需要人工裝入，取消了炮采需要的輸送炸藥、裝藥、放炮等程序，也節(jié)省了很多工人勞力，勞動生產(chǎn)率有明顯提高。

5 機械化薄煤層開采技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

目前，我國薄煤層開采技術(shù)已經(jīng)取得了顯著提高，薄煤層機械化設備不斷創(chuàng)新，新時代需要有先進的采煤技術(shù)和機械化設備相適應，所以，出現(xiàn)了各種類型的采煤機。常見的采煤機有滾筒式的懸臂采煤機、采刨機。當薄煤層最高開采下線是0.8 m時，利用滾筒懸臂采煤機來切割煤層，可以獲得非常大的運行公路，薄煤層開采最高采煤下線能夠達到4 m，對應的搖臂厚度也可以達到4 m，利用滾筒懸臂式的采煤機開采薄煤層時，還能夠利用錨鏈牽引和無齒軌鏈牽引方式。采刨機是新興的薄煤層開采技術(shù)，它把刨煤機采煤的優(yōu)點和采煤機優(yōu)點充分結(jié)合到一起，無線分段的遙控技術(shù)、記憶切割及遠程通信技術(shù)等技術(shù)都能夠在采刨機上獲得應用。

6 結(jié)語

煤炭資源是不可再生資源之一，掌握先進的煤炭開采技術(shù)對煤炭企業(yè)來說非常重要，煤炭企業(yè)要長期穩(wěn)定發(fā)展，必須不斷創(chuàng)新煤炭技術(shù)，特別是在煤炭資源日漸減少的今天，要注意薄煤層開采技術(shù)的探索。含夾矸薄煤層機械化的采煤技術(shù)取得了良好效果，機械化采煤設備及采煤技術(shù)工藝的不斷改進完善，能夠大大提高薄煤層工作面產(chǎn)煤量、資源采出率及煤炭含煤率，降低職工勞動強度，減少不必要的生產(chǎn)消耗，改善工作面作業(yè)環(huán)境。