刍议超薄煤层开采工艺技术

中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2012）12-0141-01

摘要：超薄煤层的开采跟其他普通煤层的开采有一定的区别，因为超薄煤层的煤层比较薄，所以不适合用长壁机械化的方式开采。目前，超薄煤层的开采方式主要分为机采和炮采两种。超薄煤层的开采工艺主要有螺旋钻机开采、长壁式开采和连续采煤机房柱式开采等。

关键词：超薄煤层 特征 开采工艺

超薄煤层属于难采的煤层之一，因为超薄煤层的储存特征会给煤矿开采带来一定的难度。本文将详细分析超薄煤层的特征和开采情况，探讨一些常见的超薄煤层开采工艺及其优缺点。

一、超薄煤层的特征和开采情况

当煤层厚度在1.3米以下、0.8米以上时，煤层被称之为薄煤层；当煤层的厚度在0.8米以下时，煤层被称之为超薄煤层。在我国近80个矿区中，400多个矿井的薄煤层数量达到了750多层，其可开采的储量达到了61.5亿吨，大概占到了全部可采储量的19%。在这些薄煤层中，有86.02%的煤层为薄煤层，有13.98%的煤层为超薄煤层。

在我国，超薄煤层的开采情况一直比不上中厚煤层和厚煤层，其机械化程度也比较低。在开采超薄煤层时，采高低，工作人员只能够在工作面以爬行的方式采煤，有时甚至不得不采取坐姿的形式进行作业。而且超薄煤层的开采难度比较大，设备的移动比较困难，工作的条件比较差，在工作面还存在接替困难的情况。

二、常见的超薄煤层开采工艺及其优缺点

1、螺旋钻机开采

螺旋钻机开采超薄煤层是上个世纪90年代引进我国的，在超薄煤层的开采工艺中，它是最简单的一种。螺旋钻机开采工艺，就是指从已开掘平巷中，通过螺旋钻机钻头上的锋利截齿，使得螺旋钻机往巷道的两侧煤层中钻进，然后利用截齿的截割和钻进，使得螺旋钻杆钻入到煤体中。当煤层的厚度和储存的稳定性不同时，螺旋钻头的直径也不相同。一般说来，螺旋钻头的直径要比煤层的厚度小50—100mm。在螺旋钻机钻进的过程中，螺旋叶片会将煤带出钻孔，然后将其装入顺槽运输机，由顺槽运输机将将煤运输到外面。一般来说，回采巷道往两侧钻孔深度深度为30-40米，在钻孔之间，还要留一些支撑煤柱，避免在钻孔的过程中出现顶板垮落的现象。螺旋钻机采煤工艺的优点：回采工效高、机械化程度高、作业环境安全。螺旋钻机采煤工艺的缺点：在钻孔之间留设支撑煤柱会降低采出率；在缩短或者接长钻杆时，会耗费大量的时间。总的来说，螺旋钻机采煤工艺在超薄煤层开采中有着十分重要的地位。

2、长壁式开采

采用长壁式开采超薄煤层的条件是煤层的地质构造简单，并且赋存稳定。除了使用滚筒采煤机破煤之外，超薄煤层还可以使用刨煤机破煤，其空间高度都由煤层的厚度决定。采用滚筒采煤机破煤，效果比较好，因为滚筒采煤机的破煤能力比较高。我国研制的滚筒采煤机有骑溜式和爬底式之分，当采高在0.8米以上时，适合采用骑溜式煤采机，当采高在0.8米以下时，适合采用爬底式采煤机。

在我国，骑溜式滚筒采煤机运用最为广泛，一般来说，这种采煤机适用的煤层采高为0.8-1.3米、顶板中等稳定和坚固性系数在2.5或者以下。

刨煤机也是一种破煤设备，它是通过沿煤层切削刨刀将煤炭刨落，再将抛落下来的煤靠着梨形板装进刮板输送机，在其工作面端部平巷中有一个驱动装置。运用刨煤机采煤耗费的能源比较少，产生的粉尘比较少，产出的煤块度大，劳动强度比较低，能够实现较高的效率和达到较高的产量。此外，除了这些优点之外，运用刨煤机破煤还具有检修方便、造价低和结构简单等优点。

因为超薄煤层的采高比较小，所以其工作面的矿压显现较轻，对普采工作面要采用带帽点柱或者点柱支护，并且适当增加支柱之间的距离。也可以使用液压支架支护形式，只不过采用液压支架时，顶梁要使用薄顶梁。除了这些支柱以外，还可以使用气垛支架支护，这种支护形式广泛适用于薄煤层工作面。在我国，布置气垛的方法有两种，一种是伪斜密集方法，另一种是分段密集方法，从而形成伪斜工作面的气垛采煤法。在隔离采空区和支撑工作空间，气垛被当作基本支架使用。

超薄煤层的半煤岩回采巷道比较容易维护，但是掘进的时候比较困难，因此，在掘进的过程中，要采用沿空留巷的形式。为了减少回采巷道的掘进量，提高工作面的产量，缓解工作面的接替紧张，在薄煤层中还要进行对拉工作面布置。

3、连续采煤机房柱式开采

当煤层的厚度在0.7-1.3m之间时，采用连续采煤机能够取得比较好的经济效益，采用这种开采方式具有一些特点，比如它将采煤和掘煤合为一体，在掘煤的同时也在采煤，在采煤的过程中，煤柱是永久的或者临时的支护支撑顶板，在回采的过程中，煤柱可以全部或者部分回收。当薄煤层的房柱式工作面采厚较大时，要运用描杆机、带式输送机、转载机和采煤机等主要设备。当采用房柱式开采煤层时，要使用连续采煤机，在超薄煤层中，要使用纵螺旋连续采煤机进行割煤。

在国外，对连续采煤机的研究取得了很大的成就，有一些国家对可遥控连续采煤机进行了试验，作业人员只需在煤房的外面对连续采煤机进行遥控就可以实现采煤作业。在煤房内，要留有一些支撑煤柱，但是可以没有支护，煤采出之后，通过随机延伸的运输机运出煤房。这一技术在超薄煤层的开采方面有很大的价值，值得人们研究和推广。

总结

超薄煤层的开采跟厚煤层和中厚煤层的开采比起来，开采的难度要大得多，因为其具有采高低、工作面接替困难、设备移动困难和工作面条件比较差的特点，所以使得超薄煤层的机械化开采进程显得比较缓慢。在未来我国的超薄煤层开采工作中，要积极利用螺旋钻开采、长壁式开采和连续采煤机开采等采煤工艺的优势，同时对这些工艺进行改进，这样才能够促进我国超薄煤层采煤工作的进步。

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