浅谈薄煤层开采技术现状与发展趋势

浅谈薄煤层开采技术现状与发展趋势

冯家阳

（新疆神新发展有限责任公司，新疆，乌鲁木齐，830027）

【摘要】我国具有丰富的煤炭资源，但薄与极薄煤层却占我国总可采储量约五分之一。随着采煤技术不断提高，发展薄煤层开采技术是新疆南疆等缺煤地区开发煤炭资源的必由之路，也是科技创新的必然。本文对薄煤层开采技术进行分析，最后分析出薄煤层的开采发展趋势。

【关键词】薄煤层；开采技术；发展趋势

薄煤层与厚煤层以及中厚煤层相比，具有开采机械化难度大、开采技术复杂、地质条件复杂、煤层赋存条件差等特点。这就需要不断发展薄煤层的开采技术，提高薄煤层的开采效益。下面以自己的工作经验和认识为基础，对薄煤层开采技术现状与发展趋势进行探析。

1．炮采方式

炮采方式就是落煤时采用爆破的方式，并运用人工进行装煤，用单体支柱进行支护，用输送机进行运送的一种采煤工艺。与机械化开采相比，炮采方式的缺点在于材料的消耗量大、劳动生产率低、日产量较低、支护工作的安全性较低、人工劳动的强度大等。然而在含有大量坚硬夹矸的薄煤层的开采中，炮采方式对地质变化的适应性强、工作面设备投入成本低、工艺技术相对简单的优势可以得到有效发挥[1]。因此，在此类薄煤层的开采中炮采方式可以成为一种优先选择的方式。

2．普采方式

普采方式指的是用可弯曲刮板输送机进行运煤，用采煤机进行装煤和采煤，工作面的推进由液压推溜器推溜进行维持，用金属支柱进行支护。由于采煤机的牵引速度会受到机挂梁打柱效率的影响，因此当前发展的高度普材用单体液压支柱更换了传统的金属支柱，并增大了可弯曲刮板输送机和采煤机的功率，增加了放顶支架。普采方式的缺点在于对顶板控制的能力较低、回撤工作和支架架设的劳动强度较大。随着高档普材的普及，薄煤层的采煤工作面的机械化程度有了很大的提高，产量也有所提高。高档普采具有适应性强、见效快、设备初期投资少等优点。

3．综合机械化开采方式

综合机械化的开采方式在我国“十一五”发展期间取得了较大的进展，对薄煤层的开采技术有着极大的推动作用，当前主要的薄煤层综合机械化开采方式包括螺旋钻机、刨煤机和滚筒采煤机[2]。

3.1螺旋钻机开采方式

螺旋钻机开采方式指的是在工作面中的运煤、装煤和破煤等各工序的工作都由螺旋钻机来完成的一种开采方式。在工作面以外的巷道中进行工作面设备检修工作，螺旋钻机开采方式开采厚度约为0.55至0.85米。通过刮板输送机，将煤从回采地点运出，辅助运输主要采用单轨吊车。

在薄煤层的开采中，采用螺旋钻机开采方式主要有以下几个优点。第一，其具有良好的巷道支护条件，安全性较高。第二，工艺较为简单，无需进行综采设备的回撤。第三，具有较高的采煤质量，这主要是由于巷道具有较高的掘进率。第四，工作效率高，所需的工人少，劳动强度较低。

在具有瓦斯突出危险和非煤的煤层中尤其适合使用螺旋钻机开采方式。我国徐州地区煤矿在使用了螺旋钻机采煤方式后，成功提高了矿井的资源采出率，且创造了“无人工作面”采煤，极大的提高了经济效益。螺旋钻机采煤法具有良好的发展前景，并随着技术的成熟而不断的完善。

3.2刨煤机开采方式

刨煤机开采方式随着我国定程推溜传感技术、机电一体化技术等电液控制技术的发展而不断成熟，当前已经能够实现井下无人工作面的管理。共有两种形式的刨煤机：拖钩刨和滑行刨。一般采用中部超前机头、3至5米的机尾的液压支架布置方式来设置刨煤机的工作面。液压支架沿工作面呈凸状弧形。一般由工作面的输送机定量来确定刨深。一般情况下采用刨煤工艺的采煤工作面的流程一般为先由刨煤机进行刨煤，再进行定程推溜，再进行刨煤，将其定程推溜至600毫米后进行拉架。

3.3滚筒采煤机开采方式

滚筒采煤机开采的工作面包括液压支架、刮板输送机和双滚筒采煤机。一般中厚煤层的综采方式的生产工艺基本相同，在工作面的两端用采煤机开出切口，沿着工作面进行切割，并用采煤机进行拉架推溜。

如果煤层高度低于1米，煤的硬度较大时，滚筒采煤机开采方式可以解决以下问题。

首先，可以对牵引部的强度和采煤机截割进行保障，并对机身长度进行缩短，对机面高度级进行降低，将采煤的效率提高。

其次，可以将工作面刮板的输送机中部槽的高度降低。

第三，可以将液压支架顶梁的厚度减小，将通风的断面加大。

滚筒采煤机的开采方式能够对煤层顶底板起伏较大、煤层厚度变化较大的工作面进行适应，并具有支护效果好、运输能力大、过断层能力强的优点。

4．薄煤层开采发展趋势

由于薄煤层的开采技术具有效率低、难度大的特点，因此薄煤层的开采必须致力于将采煤的安全性提高，减少耗材、降低成本。我国的薄煤层开采的发展趋势就在于以下几个方面。

首先，在对采高下限进行保障的前提下，将采煤机的装机功率提高，并将采煤机通过局部地质构造的能力加强，例如局部变窄、夹矸、断层等[3]。

其次，加大力度开发无链交流电牵引滚筒采煤机的力度，将运输机牵引系统的工作可靠性提高，提高其抗污染的能力，完善采煤机的性能，使采煤机的适用范围增大。

第三，加大力度研究电机横向布置技术、电机驱动技术。

第四，研制工作面的自动化检测监控系统，以液压支架电液控制系统作为基础。

第五，对连续采煤机房柱式开采薄煤层装备和技术进行提高，使薄煤层开采采出率提高。

5．结语

新疆虽然是我国的产煤主要省区，但在南疆地区由于资源赋存条件相对较差，加之受煤炭运输条件制约，个别地区在经济发展过程中目前仍然面临煤炭供应短缺的局面，本文主要论述了我国的几种薄煤层开采技术的优缺点，并分析了我国薄煤层开采技术的发展趋势，希望能对新疆尤其是南疆等偏远缺煤地区科学合理开发煤炭资源提供借鉴。

参考文献：

[1]李康来,何兴.矿井急倾斜薄煤层采煤技术探究[J].中国新技术新产品.2012(04)

[2]申宝宏,郭玉辉.我国综合机械化采煤技术装备发展现状与趋势[J].煤炭科学技术.2012(02)

[3]毛德兵,蓝航,徐刚.我国薄煤层综合机械化开采技术现状及其新进展[J].煤矿开采.2011(03)

作者简介：

冯家阳，男，汉族，新疆乌鲁木齐人，1969年生，采矿工程师，长期从事煤矿技术、安全生产和矿井建设项目管理工作，参与多个现代化矿井项目前期论证和实施。