賈理棋　宋明明　楊偉峰

摘 要：在煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展下，易采的厚、中厚煤層資源逐漸減少，實(shí)現(xiàn)薄煤層高效開采成為一個(gè)必然趨勢(shì)。本文根據(jù)筆者的實(shí)踐對(duì)薄煤層開采技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：薄煤層；開采技術(shù)；實(shí)踐；總結(jié)

中圖分類號(hào)：TD823.251 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）04-0143-03

煤炭是我國的主要能源之一，我國煤炭?jī)?chǔ)量具有多樣性，薄煤層儲(chǔ)量豐富，可采儲(chǔ)量約為61.5億噸，約占全國煤炭總儲(chǔ)量的19.8%，而產(chǎn)量只占總產(chǎn)量的10.3%。隨著近年來中國煤炭產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，易采的厚、中厚煤層資源日益殆盡，因此如何實(shí)現(xiàn)薄煤層的高效高質(zhì)開采成為提升礦井資源利用率、延長(zhǎng)礦井生產(chǎn)服務(wù)年限的必要保障。

1 礦井概況

山西柳林寨崖底煤業(yè)有限公司隸屬于首鋼福山資源集團(tuán)（中國區(qū)管理中心），核定生產(chǎn)能力175萬噸/年，現(xiàn)主采9#煤，配采3#、8#煤。9#煤層上覆有3#、4#、8-1、8-2煤層，煤層厚度均在1.2m以下，其中3#、4#煤為優(yōu)質(zhì)主焦煤，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，儲(chǔ)量可觀。為了避免資源浪費(fèi)，保證礦井整體接替，滿足產(chǎn)能和配采要求，必須加快9#上覆煤層的剝離進(jìn)度，盡快解放9#煤。

2 薄煤層工作面生產(chǎn)、技術(shù)條件

本次薄煤層開采技術(shù)實(shí)踐在3#煤層進(jìn)行。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告及實(shí)際揭露，3#煤層走向?yàn)槟媳薄?，傾角3°-5°，平均為4°，無陷落柱和大的褶曲變化，局部有2m以下的小斷層與煤層變薄帶。煤層厚度1.0-1.4m，平均厚度1.2m。煤層硬度約f=0.5-1.5。工作面老頂為5.4m細(xì)砂巖，直接頂為2.4m泥巖、砂質(zhì)泥巖，底板為3.03m泥巖。

3 薄煤層開采技術(shù)的實(shí)踐

根據(jù)實(shí)踐過程的先后順序，分為四個(gè)階段，即：高檔普采、綜采嘗試、綜采優(yōu)化、綜采成熟應(yīng)用階段。各階段工作面概況如表1所示，工作面設(shè)備配備情況如表2所示。

3.2 實(shí)踐過程及存在問題

第一階段：高檔普采階段（2012年7月之前）。

（1）代表工作面：3107。

（2）存在問題：

①工作面支護(hù)采用單體液壓支柱+π梁，阻力有限；單體柱+π梁支護(hù)間隙大，易發(fā)生落巖、落矸砸人事故；人工回柱放頂，安全系數(shù)??；②工作面空間狹小，采煤機(jī)控制為按鈕控制，工人需要長(zhǎng)時(shí)間在工作面內(nèi)進(jìn)行采煤、移溜、支護(hù)、回柱等工作，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高，工作面推進(jìn)速度慢，生產(chǎn)效率低；③支護(hù)材料折損嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)效益差；④裝煤效果差。

第二階段：綜采嘗試階段（2012年8月-2013年10月）。

（1）代表工作面：120301（前）。

（2）存在問題：

①采煤機(jī)機(jī)身高度860mm（局部900mm），體量大，導(dǎo)致工作面通風(fēng)斷面小，前后滾筒間通風(fēng)不良，易積聚瓦斯，嚴(yán)重制約工作面安全生產(chǎn)；②由于工作面空間小，員工必須跟機(jī)作業(yè)，勞動(dòng)強(qiáng)度大；③限于支架最小高度和采煤機(jī)機(jī)身高度，生產(chǎn)過程中采高實(shí)際達(dá)到1.3-1.6m，割底0.2-0.3m，導(dǎo)致煤質(zhì)差，洗選難度大、效率低、費(fèi)用高；④工作面底板為泥巖，遇水膨脹、泥化，支架底座前端鉆底嚴(yán)重，且該套支架無抬底裝置，致使支架前煤矸大量堆積，移架與推溜極為困難，嚴(yán)重制約循環(huán)時(shí)間、進(jìn)度；同時(shí)造成裝煤效果差。⑤采煤機(jī)電纜為傳統(tǒng)的圓柱形電纜，彎曲后線圈直徑可達(dá)到1m，但空間有限，電纜很容易掛到支架、采煤機(jī)上而損壞。

第三階段：綜采優(yōu)化階段（2013年11月-2016年11月）。

（1）代表工作面：120301（后）、120302工作面。

（2）存在問題：

1）采煤機(jī)：①采煤機(jī)機(jī)身輕、部分結(jié)構(gòu)件適應(yīng)性差，整機(jī)振動(dòng)嚴(yán)重，柔性軸、傳動(dòng)軸易斷；②采煤機(jī)調(diào)高部分、端頭站配套連接的電纜和管路沒有有效防護(hù)設(shè)施，采煤過程中容易被壓損；③采煤機(jī)部分外接電氣設(shè)備防水能力不足。

2）支架。①安裝設(shè)計(jì)時(shí)沒有使用端頭架。在日常的生產(chǎn)過程中兩端頭采用單體柱和π型梁進(jìn)行支護(hù)。由于空頂面積達(dá)30m2且受地形和設(shè)備的影響（機(jī)頭有自移底座和轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾、機(jī)尾有自移底座）給支護(hù)帶來了很大的難度，安全得不到保障。②支架反沖洗閥芯易損壞；③支架架間噴霧易堵；④工作面低，人員在工作面時(shí)，背部經(jīng)常蹭到噴到支架上的淋水，影響工人身體健康；⑤支架液管在支架后面，容易夾斷，且更換難度大。

3）刮板機(jī)。①刮板機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾抬高與推移裝置經(jīng)常發(fā)生故障；②刮板槽與支架頂溜千斤連接銷被刮板槽上沿卡住，維修、拆卸刮板槽困難。

4）其他。①未配備破碎機(jī)，工作面出現(xiàn)的大塊巖石必須停機(jī)后人工破碎，影響生產(chǎn)效率；②工人對(duì)電液控制系統(tǒng)應(yīng)用不熟練。

第四階段：綜采成熟應(yīng)用階段（2017年2月—今）。

（1）代表工作面：120303工作面。

（2）存在問題：

①受地質(zhì)變化帶影響，工作面可采長(zhǎng)度小，僅為346m，巷道利用率低；②支架閥芯等易損件配備不足，人員組織不科學(xué)，搬家時(shí)間過長(zhǎng)；③折疊式側(cè)護(hù)板的ZY6400/13/25端頭架操作不方便，側(cè)護(hù)板易損壞。

3.3 實(shí)踐成果統(tǒng)計(jì)

實(shí)踐過程對(duì)日進(jìn)尺、月進(jìn)尺、月產(chǎn)量、工效等指標(biāo)的平均值（表3所示）和最高值（表4所示）進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并繪制了月進(jìn)尺變化圖（圖1所示）和月產(chǎn)量曲線變化圖（圖2所示）。

4 結(jié)語

通過此次實(shí)踐，我公司薄煤層開采月均產(chǎn)量達(dá)到7.72萬噸，工效34.29噸/工的高效水平，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)如下：

（1）設(shè)備選型科學(xué)化、合理化。通過實(shí)踐，現(xiàn)選用的該套設(shè)備更適應(yīng)薄煤層開采的需要。優(yōu)點(diǎn)如下：

①采煤機(jī)機(jī)身低，通風(fēng)斷面影響小，工作面風(fēng)量得到了保證，采煤機(jī)滾筒前后瓦斯的問題得到了解決；②采煤機(jī)具有紅外線發(fā)射功能，支架準(zhǔn)確接收，跟進(jìn)自移，基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化；③支架適應(yīng)性好，故障率低；④采煤機(jī)裝煤效果較好，克服了薄煤層綜采工作面存在的裝煤效率低的難題；⑤采煤機(jī)采用遙控控制，在截割過程中，操作靈活，通過能力較強(qiáng)；⑥采煤機(jī)臥底量適宜；⑦集成控制系統(tǒng)可以通過監(jiān)測(cè)電機(jī)的電流、溫度等參數(shù)，自動(dòng)調(diào)整割煤速度。⑧運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)采用變頻器啟動(dòng)方式，平穩(wěn)，運(yùn)行效果較好，故障率降低。

（2）勇于探索，在實(shí)踐中部發(fā)現(xiàn)問題，并解決問題。從開展薄煤層開采實(shí)踐以來，累計(jì)遇到各類技術(shù)問題359個(gè)，其中主要問題32個(gè)。通過我公司及設(shè)備廠家相關(guān)技術(shù)人員的不斷研究探索，攻堅(jiān)克難，最終突破瓶頸，實(shí)現(xiàn)薄煤層高效高質(zhì)開采。

（3）工作面設(shè)備采用全生命周期的包機(jī)責(zé)任制，并定期做好設(shè)備健康狀況評(píng)估工作。

（4）加強(qiáng)地質(zhì)情況探測(cè)、分析、預(yù)報(bào)工作。

（5）優(yōu)化勞動(dòng)組織，加大培訓(xùn)力度提高工人操作水平。

參考文獻(xiàn)

[1]郭玉輝，王赟.淺談薄煤層開采技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].煤礦開采，2012，17（01）：1-2.

[2]郎國軍，苑雪濤，嚴(yán)海綱.薄煤層開采技術(shù)的新趨勢(shì)[J].煤礦機(jī)械，2011（6）：1-2.