浅谈煤矿薄煤层开采的探究

[摘 要]神火集团经过多年开采，不少矿井中厚煤层已近枯竭，薄煤层的开采正规模化地进行，如何发展薄煤层开采对于开发利用煤炭资源，延长矿井开采年限和实现高效开采都具有十分重要的意义。文章阐述了薄煤层开采的特点及方法， 分析了煤矿薄煤层开采中存在的问题，并探讨了薄煤层开采的应注意的措施及以后的发展趋势。

[关键词]煤矿；薄煤层；开采；特点；问题；措施

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0374-01

一、概述

我国煤层赋存条件比较复杂，煤炭资源分布地域辽阔，地质条件复杂多样。其中薄煤层可采储量约占全国煤炭总储量的18%，而产量只占总产量的73%，远远低于储量所占的比例，并且这个比例还有进一步下降的趋势。薄煤层在我国分布较广，有些地区的煤质也比较好。而像神火集团经过多年开采，不少矿井中厚煤层已近枯竭，薄煤层的开采正规模化地进行，而且也得到了充分重视。就当前的资源情况看，发展薄煤层开采对于开发利用煤炭资源，延长矿井开采年限和实现高效开采都具有十分重要的意义。

二、薄煤层开采的特点

目前我国薄煤层多数采用普采，高档普采，效率低，经济效益差，一直制约着薄煤层资源的开采和利用。一些矿井虽然使用了综合采煤设备，但是三机装备配套性能不佳，生产效率低，工作面生产能力很低。薄煤层由于其开采厚度较小，与中厚及厚煤层相比，开采主要存在以下特点：煤层薄、采高低、煤质硬、劳动效益低煤层厚度多在1.3m以下，并且煤层硬度多大于3～4，使得人员进入或在工作面内作业以及设备移动都十分困难。采掘比例大、掘进率高，采掘接替紧张随着刨煤机、螺旋钻机等设备的投入，工作面推进加快，而回采巷道多为半煤岩巷，综掘设备难以投入。煤层的厚度、角度变化，褶曲、断层等构造对采煤方法影响很大。

三、薄煤层开采的方法及采煤工艺

目前我国薄煤层大多采取长壁采煤工艺，这种采煤工艺主要可以应用在安歇赋存比较稳定而且地质结构比较简单的薄煤层开采过程中。在开采的过程中不论是使用普采工艺还是综采工艺，薄煤层和厚煤层的开采相比不同的地方主要就是开采薄煤层除了可以使用滚筒采煤机作为破煤设备，还可以使用刨煤机，选择哪种设备需要考虑煤层的厚度。

在煤层开采的过程中最为常用的设备还是滚筒采煤机，其具有很强的破煤能力，当前我国研制出来的滚筒采煤机种类已经接近了二十种，具体的可以分为两大类，一类是爬底式，一类是骑溜式，在选择使用时应该考虑煤层的采高，当采高小于零点八米的时候，我们一般选择爬底式采煤机，当采高在零点八米到零点九米之间时采用骑溜式采煤机。

煤矿开采中最为常用的是刮板输送机，其溜槽的最小高度应该在一百五到两百毫米范围内，我们可以把滚筒采煤机的空间高度减去溜槽的高度，这样在开采的过程中就大大的降低了对煤层空间高度的要求。

除了上面提到的滚筒式采煤机外还用一种破煤设备-刨煤机，我们主要是通过机械上的刨刀来刨落煤块，然后通过刮板输送机把，煤炭运走，这种机械设备具有煤块大、产生的粉尘少，工作效率比较高等特点，此外，这种设备还具有操作简单，造假比较低，而且修理起来也比较方便，现在也开始应用在各大煤矿开采企业中。

在一些薄煤层矿区已经开始使用刨煤机，其取得的效果也是十分显著的，在以前的薄煤层开采过程中我们也使用过炮采、截煤机等采煤工艺，相比而言，还是刨煤机取得的经济效益最高。

由于薄煤层的开采高度比较小，所以煤层工作面矿压显现程度比较轻，对于工作面的支护采用带帽点柱，支柱之间的间距也可以适当的增大。如果采用的是液压支架支护，我们一般都会使用薄顶梁。

四、薄煤层开采中存在的问题

我国薄煤层开采主要采用长壁采煤法，但由于开采煤层厚度小（小于1.3m），与中厚及厚煤层相比，薄煤层机械化长壁工作面主要有以下问题：

1）采高低，工作条件差，设备移动困难。特别是薄煤层综采工作面，当最小采高降到1.0m以下时，人员出入工作面或在工作面内作业都非常困难。而且薄煤层采煤机械

和液压支架受空间尺寸限制，设计难度大。液压支架立柱通常要双伸缩甚至三伸缩，增加了制造成本。

2）采掘比大、掘进率高，采煤工作面接替困难。随着长壁机械化采煤技术的发展，工作面推进速度大大加快，但由于薄煤层工作面回采巷道为半煤岩巷，巷道掘进手段没有多大的变化，仍以打眼放炮、人工装煤为主，掘进速度很慢，造成薄煤层综采工作面接替紧张。

3）煤层厚度变化、断层等地质构造对薄煤层长壁工作面生产影响比开采中厚及厚煤层工作面大，造成薄煤层长壁综采或机采工作面布置困难。

4）薄煤层长壁机械化采煤工作面的投入产出比高，经济效益不如开采厚及中厚煤层工作面。一个薄煤层综采工作面的设备投资不比设备装机功率、支架工作阻力相当的中厚煤层综采工作面少，但薄煤层综采工作面的单产和效率一般只有中厚煤层综采工作面一半，甚至更低。

五、薄煤层开采应注意的措施

1.注意薄煤层工作面设备选择与工艺分析

回采工艺选择的合理与否是采煤面高产高效的决定性因素之一，它与设备的选择、员工的综合素质、煤层倾角有关。尽管采煤机械化水平是煤矿高产高效的必由之路，但薄煤层地质复杂，遇构造难以通过，故应根据实际情况选择合理的采煤工艺及参数，否则会出现采煤机组不适应地质条件或不配套、劳动作业循环不容易组织等情况。2.确定合理的工艺参数

工作面合理工艺参数的确定，是综采配套设备实现工作面高产的基础。截深的选择、支护与移架方式、采煤机进刀方式都应重点关注。

2.工作面管理是提高薄煤开采效率的保障

工作面过断层或褶曲等地质构造时，工作面设备难以适应地质条件，必须强化工作面生产管理，采取有效的控制措施，降低设备故障率，提高工作面开机率。

3.保障薄煤层安全高效开采的其它保障措施

特别要注重支护方式的选择；合理控制采高，保证机组正常运行空间；加强机电设备管理，提高开机率；强化职工技能培训，严格工程质量管理。

六、薄煤层开采发展趋势

薄煤层开采技术难度大，效率低。为了提高薄煤层工作面的煤炭采出率，采用机械化程度高、成本低、耗材少、安全可靠的方法是今后薄煤层开采工作的首要内容。由于炮采的采出率及生产率低，刨煤机开采的适应范围较窄，我国应大力发展滚筒采煤机综合机械化开采。

（1）在保证采高下限的前提下，提高采煤机装机功率，增强其通过诸如断层、夹矸、局部变窄、褶曲等局部地质构造的能力，有效地解决空间有限的薄煤层安全高效开采问题。

（2）研制无链交流电牵引滚筒采煤机，增大牵引力，提高输送机对弯曲的适应能力，克服液压牵引系统抗污染性低、工作可靠性差的缺点，使采煤机的性能更加完善，扩大采煤机在大倾角煤层的适用范围。

（3）研究多电机驱动、电机横向布置技术，解决功率加大带来的外形尺寸增加的问题，增强采煤机对煤层起伏的适应性。

（4）研发以液压支架电液控制系统为基础工作面自动化监测监控系统，实现主要生产环节的自动化监测监控和控制。

（5）研发连续采煤机房柱式开采薄煤层技术与装备，提高薄煤层开采采出率。

七、结语

对于我国资源储量比较大的薄煤层来说，随着国内外 采矿设备制造水平的提高，在采用大功率、高可靠性工作面设备的基础上，根据当地的煤层赋存情况，因地制宜地选择采煤机械，采用上述采煤方法均可以实现薄煤层高产高效开采。

参考文献

[1] 梁洪光.薄煤层综采技术发展现状[J].煤矿开采，2009，14（1）：9-11.