楊庚慧

摘 要 煤炭資源是我國(guó)重要的能源之一，我國(guó)煤炭資源分布廣泛，形式多樣，對(duì)煤炭采掘技術(shù)有著不小的要求。薄煤層是我國(guó)煤炭資源分布的一種重要形式，賦存豐富，采掘簡(jiǎn)單。但是，以往的采煤技術(shù)機(jī)械化程度較低，導(dǎo)致薄煤層的開(kāi)采并不完全，煤層下部資源的開(kāi)采度還有待提升。在這一背景下，機(jī)械化采煤技術(shù)得以提出，并且在薄煤層開(kāi)采中得到了迅速推廣應(yīng)用。本文針對(duì)機(jī)械化采煤技術(shù)做了簡(jiǎn)單論述，分析了當(dāng)前薄煤層開(kāi)采存在的問(wèn)題，深入探究了機(jī)械化采煤技術(shù)在薄煤層開(kāi)采中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 薄煤層；機(jī)械化采煤；應(yīng)用

中圖分類號(hào) TH6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2015）09-0066-02

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，我國(guó)煤礦開(kāi)采的事故率高于國(guó)際平均水平，這說(shuō)明我國(guó)采煤技術(shù)急需提高。采煤作業(yè)是高危行業(yè)之一，如何創(chuàng)新升級(jí)采煤技術(shù)，降低采煤作業(yè)的危險(xiǎn)指數(shù)，對(duì)于整個(gè)煤炭行業(yè)發(fā)展都具有十分重要的作用。

1 機(jī)械化采煤概述

機(jī)械化采煤，就是實(shí)現(xiàn)采煤作業(yè)的機(jī)械化，最大程度使用采煤機(jī)械進(jìn)行采煤作業(yè)，減少人力投入，提升采煤作業(yè)的安全性和可靠性。實(shí)現(xiàn)機(jī)械化采煤作業(yè)的意義不僅在于可以提升煤礦生產(chǎn)的安全，更重要的是可以強(qiáng)化煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的效率和質(zhì)量，顯著提升煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

對(duì)于薄煤層而言，由于其煤層厚度較低，開(kāi)采難度較小，導(dǎo)致在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)機(jī)械化進(jìn)程緩慢，沒(méi)有取得預(yù)期成果。這也導(dǎo)致薄煤層的開(kāi)采效率和質(zhì)量都不高，采煤工作面的交替也存在不少問(wèn)題，甚至出現(xiàn)了放棄部分煤層資源的情況。到上世紀(jì)90年代，適用于薄煤層的采煤機(jī)械逐步出現(xiàn)，但是由于適應(yīng)性較差，在薄煤層開(kāi)采中并沒(méi)有得到深入應(yīng)用。直到相關(guān)技術(shù)不斷進(jìn)步，薄煤層的采煤機(jī)械不斷升級(jí)進(jìn)步，進(jìn)而出現(xiàn)了以MG100/238-BWD型為首的多種薄煤層采煤機(jī)械，推動(dòng)了薄煤層采煤作業(yè)工作進(jìn)步。

根據(jù)薄煤層采煤機(jī)械的實(shí)際使用結(jié)果來(lái)看，其表現(xiàn)出了多個(gè)方面的特點(diǎn)。一是薄煤層采煤機(jī)械適用于0.85m到1.55m厚度的薄煤層采煤作業(yè)；二是采煤機(jī)械運(yùn)用了液壓系統(tǒng)，通過(guò)液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)速，利用齒輪銷軌行走；三是保護(hù)功能比較齊全，能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)熱、過(guò)載等多種保護(hù)功能；四是采煤機(jī)械可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)操作，使用流程十分方便；五是采煤機(jī)械的尺寸較小、功率較大，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性；六是采煤機(jī)械使用了整體箱體結(jié)構(gòu)，具有很高的強(qiáng)度，可以有效抵御外界沖擊；七是采煤機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)具有較高的裕度，具有很高的可靠性；八是優(yōu)化設(shè)計(jì)了采煤機(jī)械的截割部，裝煤效果顯著提高；就是在截割部加裝了彈性扭矩軸和離合裝置，大大增強(qiáng)了采煤機(jī)械的安全性。

2 薄煤層采煤存在的問(wèn)題分析

1）安全隱患較多。安全隱患是制約煤礦生產(chǎn)作業(yè)的關(guān)鍵因素，在薄煤層的采煤作業(yè)過(guò)程中，安全隱患較多。尤其是在機(jī)械化程度較低的情況下，各種人為因素都可能成為安全隱患，對(duì)采煤作業(yè)生產(chǎn)形成重大打擊。薄煤層的可作業(yè)空間并不大，這就要求采煤機(jī)械的尺寸要足夠小，作業(yè)人員的操作要足夠精細(xì)，這大幅增加了采煤作業(yè)的難度。不僅如此，由于薄煤層的空間較小，瓦斯、粉塵等不能得到有效排放和控制，增大了采煤作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。

2）采煤作業(yè)進(jìn)度過(guò)快。薄煤層的特點(diǎn)之一就是煤層厚度很薄，雖然在作業(yè)空間上存在一定困難，但是相對(duì)于厚煤層來(lái)說(shuō)，薄煤層的采煤作業(yè)難度是比較小的。因此，就直接導(dǎo)致薄煤層的采煤作業(yè)速率出現(xiàn)了提升，相關(guān)采煤作業(yè)機(jī)械設(shè)備的工作周期相應(yīng)縮減。在工作總量不變的情況下，工作周期縮減，就會(huì)使工作頻率升高。工作頻率升高，就導(dǎo)致薄煤層采煤作業(yè)進(jìn)度加快。雖然進(jìn)度加快可以提高煤層的開(kāi)采效率，但是，也是導(dǎo)致作業(yè)機(jī)械的檢修養(yǎng)護(hù)不足、后期工作規(guī)劃不全等問(wèn)題出現(xiàn)，可能引發(fā)重大的安全事故。

3）資金投入較多。與厚煤層采煤作業(yè)相比，對(duì)于單位產(chǎn)出量而言，薄煤層的資金投入很高。雖然資金投入較多會(huì)導(dǎo)致企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益下降，但是其可以在其他方面發(fā)揮出顯著效用。比如，薄煤層的頂板位移小，能夠進(jìn)行方便有效的控制，而且在采煤完成后不容易出現(xiàn)地面大面積塌方，采煤作業(yè)對(duì)周邊環(huán)境的影響較小。雖然在經(jīng)濟(jì)效益方面所有損失，但是可以在安全方面贏得積極評(píng)價(jià)。因此，煤礦企業(yè)可以對(duì)采煤技術(shù)進(jìn)行升級(jí)創(chuàng)新，降低資金投入，提升采煤安全。

4）產(chǎn)出較低。相對(duì)于厚煤層而言，薄煤層的產(chǎn)出是比較低的。不僅如此，由于存在采煤不完全的情況，就大大深化了產(chǎn)出較低這一問(wèn)題。導(dǎo)致薄煤層產(chǎn)出較低這一問(wèn)題的原因是多方面的，從煤層環(huán)境方面來(lái)說(shuō)，由于地質(zhì)地理環(huán)境比較復(fù)雜，很難對(duì)薄煤層做到全采全掘，出現(xiàn)采煤不完全的情況是難以避免的。從采煤技術(shù)方面來(lái)說(shuō)，由于機(jī)械化程度較低、采煤作業(yè)技術(shù)水平有限，導(dǎo)致采煤作業(yè)不完全。從相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料得知，薄煤層的產(chǎn)出平均只占厚煤層的33%。

3 薄煤層中機(jī)械化采煤技術(shù)的應(yīng)用探究

1）螺旋鉆機(jī)。在薄煤層采煤作業(yè)中，螺旋鉆機(jī)是目前使用較為普遍的一類采煤機(jī)械，其主要適用于0.4m到0.8m厚度的薄煤層。利用螺旋鉆機(jī)進(jìn)行薄煤層采煤作業(yè)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人作業(yè)這一目標(biāo)，大大提升采煤作業(yè)的可靠性和安全性。采煤作業(yè)人員可以在巷道內(nèi)對(duì)螺旋鉆機(jī)進(jìn)行操作控制，并且根據(jù)實(shí)際采煤情況對(duì)螺旋鉆機(jī)的速度和功率進(jìn)行控制調(diào)整，使其能夠符合采煤作業(yè)實(shí)際需求。由于螺旋鉆機(jī)實(shí)現(xiàn)了人機(jī)分離，能夠大幅降低人為因素在采煤作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)的不安全行為，提升采煤作業(yè)的安全性。螺旋鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、安全可靠、易于維護(hù)，在薄煤層采煤作業(yè)中表現(xiàn)出了良好的適用性。

2）刨煤機(jī)。刨煤機(jī)是另一種使用廣泛的薄煤層采煤機(jī)械，其不僅可以提升薄煤層采煤作業(yè)的效率，更能提升采煤作業(yè)的質(zhì)量。刨煤機(jī)適用于硬度低于25MPa，煤層傾斜角不超過(guò)25°的薄煤層。不僅如此，在使用刨煤機(jī)時(shí)，還要求煤層地質(zhì)條件穩(wěn)定，底板硬度較高。一般來(lái)說(shuō)，刨煤機(jī)的行進(jìn)速率不超過(guò)3m/s，切割深度保持在0.25m左右，切割功率需要大于400kW。刨煤機(jī)可以實(shí)現(xiàn)落煤、裝煤和運(yùn)煤的一體化，無(wú)需進(jìn)行跟機(jī)工作，有效提升了采煤作業(yè)的安全。

刨煤機(jī)是實(shí)現(xiàn)薄煤層機(jī)械化采煤的重要設(shè)備之一，其優(yōu)點(diǎn)十分明顯。首先，刨煤機(jī)可以在薄煤層中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化采煤作業(yè)，利于構(gòu)建綜合機(jī)械化采煤作業(yè)體系。其次，刨煤機(jī)可以進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，而且可以保持較高的采煤效率，對(duì)于提升薄煤層采煤作業(yè)質(zhì)量具有積極作用。最后，刨煤機(jī)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，可能出現(xiàn)的問(wèn)題故障較少，維修養(yǎng)護(hù)也比較方便。

3）采煤機(jī)。采煤機(jī)是一種較大型的采煤作業(yè)機(jī)械，和螺旋鉆機(jī)、刨煤機(jī)都存在一定的區(qū)別。采煤機(jī)在進(jìn)行采煤作業(yè)時(shí)，不僅需要較大的作業(yè)空間，還需要較大的運(yùn)轉(zhuǎn)功率，同時(shí)還兼具了刨煤機(jī)的主要功能。從薄煤層采煤作業(yè)實(shí)際情況來(lái)看，在使用采煤機(jī)時(shí)，主要是通過(guò)騎輸送機(jī)式和爬底板式兩種形式來(lái)展開(kāi)采煤作業(yè)的。騎輸送機(jī)的作業(yè)方式，主要是利用傳輸鏈對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行牽引展開(kāi)采煤作業(yè)。爬底板的作業(yè)方式主要是將采煤機(jī)的機(jī)身設(shè)置在機(jī)道內(nèi)進(jìn)行采煤作業(yè)。爬底板式采煤作業(yè)對(duì)作業(yè)空間要求比較高，不僅對(duì)增大采煤機(jī)功率，還會(huì)增大通風(fēng)截面，可以有效提升薄煤層采煤作業(yè)的安全。

不論是螺旋鉆機(jī)，還是刨煤機(jī)，或者是采煤機(jī)，在薄煤層采煤作業(yè)中，都可以發(fā)揮出切實(shí)作用。因此，在進(jìn)行薄煤層采煤時(shí)，應(yīng)該根據(jù)煤層實(shí)際，選擇合理的采煤機(jī)械展開(kāi)采煤作業(yè)，促進(jìn)薄煤層機(jī)械化采煤發(fā)展。

4 結(jié)論

機(jī)械化是薄煤層采煤發(fā)展的趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化采煤，也有利于彌補(bǔ)薄煤層采煤存在的一系列問(wèn)題，強(qiáng)化采煤效率和質(zhì)量。螺旋鉆機(jī)、刨煤機(jī)和采煤機(jī)都是適用于薄煤層的采煤機(jī)械，對(duì)于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化采煤具有積極

作用。

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