馮仲坤

摘 要：煤炭是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要能源，在煤炭開(kāi)采的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到薄煤層，其自身的特殊性導(dǎo)致，煤炭企業(yè)開(kāi)采緩慢，開(kāi)采技術(shù)要求高。當(dāng)前針對(duì)薄煤層開(kāi)采主要使用機(jī)采和炮采。國(guó)內(nèi)外針對(duì)薄煤層開(kāi)采工藝也進(jìn)行了研究，取得了很好的效果。文章重點(diǎn)闡述了相關(guān)的采煤工藝。

關(guān)鍵詞：難采煤層；極薄煤層；薄煤層；采煤工藝

薄煤層的開(kāi)采受到很多因素的限制，開(kāi)采難度較大。目前用于一般煤礦開(kāi)采的方法很難完成對(duì)薄煤層的開(kāi)采，因此需要采用較為特殊的方法。極薄煤層和薄煤層都屬于難采煤層。在煤礦資源日益匱乏的今天人們加大了對(duì)這兩類煤層開(kāi)發(fā)工藝的研究。采用何種技術(shù)、設(shè)備以及開(kāi)采工藝是目前相關(guān)人士研究的重點(diǎn)。另外，其自身存在特殊性使得這類煤層的開(kāi)采對(duì)工人技術(shù)水平的要求也顯著增高。另外，在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，人們對(duì)于經(jīng)濟(jì)效益的重視程度相對(duì)較高，因此在進(jìn)行開(kāi)采前還需要對(duì)煤層開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行詳細(xì)分析，綜合各方面因素后選擇最為適合的開(kāi)采方案。保證較高的資源利用率。

1 薄煤層資源及開(kāi)采狀況與特點(diǎn)

一般認(rèn)為，厚度小于1.3m的煤層為薄煤層，厚度小于0.8m的煤層屬極薄煤層。我國(guó)在近80個(gè)礦區(qū)中的400多個(gè)礦井中，賦存著750多層薄煤層，保有工業(yè)儲(chǔ)量98.3億噸，可采儲(chǔ)量61.5億噸，約占總可采儲(chǔ)量的19%，其中厚度在0.813m的占86.02%，厚度小于0.8m的占13.98%。直到二十世紀(jì)九十年代，我國(guó)薄煤層煤產(chǎn)量占我國(guó)總煤產(chǎn)量的百分之八到百分之十，而超薄煤層所占的比例更加少。薄煤層與超厚煤層之間有很大的差別，其有自身的特點(diǎn)，我們只有認(rèn)識(shí)薄煤層的特點(diǎn)才能夠更好地進(jìn)行開(kāi)采，其特點(diǎn)如下：開(kāi)采的高度比較低，采煤人員在開(kāi)采的過(guò)程中不能站立，只能依靠爬行或者是側(cè)臥；開(kāi)采條件比較差，設(shè)備的移動(dòng)比較困難；掘進(jìn)率比厚煤層高，而且工作面的接替不是很容易；機(jī)械化產(chǎn)出比比較高，但是獲得的經(jīng)濟(jì)效益不是很好，正是由于這些特點(diǎn)導(dǎo)致薄煤層開(kāi)采發(fā)展速度緩慢，當(dāng)前采煤行業(yè)對(duì)薄煤層開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行了一定程度的研究，當(dāng)前主要使用的開(kāi)采技術(shù)包括炮采以及機(jī)采，而相對(duì)比較成熟的采煤工藝包括以下幾點(diǎn)，下面我們就進(jìn)行具體闡述。

2 長(zhǎng)壁采煤工藝

這種采煤工藝主要可以應(yīng)用在安歇賦存比較穩(wěn)定而且地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的薄煤層開(kāi)采過(guò)程中。在開(kāi)采的過(guò)程中不論是使用普采工藝還是綜采工藝，薄煤層和厚煤層的開(kāi)采相比不同的地方主要就是開(kāi)采薄煤層除了可以使用滾筒采煤機(jī)作為破煤設(shè)備，還可以使用刨煤機(jī)，選擇哪種設(shè)備需要考慮煤層的厚度。在煤層開(kāi)采的過(guò)程中最為常用的設(shè)備還是滾筒采煤機(jī)，其具有很強(qiáng)的破煤能力，當(dāng)前我國(guó)研制出來(lái)的滾筒采煤機(jī)種類已經(jīng)接近了二十種，具體的可以分為兩大類，一類是爬底式，一類是騎溜式，在選擇使用時(shí)應(yīng)該考慮煤層的采高，當(dāng)采高小于0.8m的時(shí)候，我們一般選擇爬底式采煤機(jī)，當(dāng)采高在0.8m到0.9m之間時(shí)采用騎溜式采煤機(jī)。隨著我國(guó)煤礦開(kāi)采技術(shù)的不斷發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視薄煤層的開(kāi)采技術(shù)，當(dāng)前我們使用最廣泛的破煤設(shè)備主要是BM-100型薄煤層騎溜式滾筒采煤機(jī)，這種設(shè)備主要應(yīng)用于采煤高度在0.8到1.3m之間，煤的固定系數(shù)小于2.5的薄煤層。煤礦開(kāi)采中最為常用的是刮板輸送機(jī)，其溜槽的最小高度應(yīng)該在150mm-200mm范圍內(nèi)，我們可以把滾筒采煤機(jī)的空間高度減去溜槽的高度，這樣在開(kāi)采的過(guò)程中就大大的降低了對(duì)煤層空間高度的要求。除了上面提到的滾筒式采煤機(jī)外還用一種破煤設(shè)備-刨煤機(jī)，我們主要是通過(guò)機(jī)械上的刨刀來(lái)刨落煤塊，然后通過(guò)刮板輸送機(jī)把，煤炭運(yùn)走，這種機(jī)械設(shè)備具有煤塊大、產(chǎn)生的粉塵少，工作效率比較高等特點(diǎn)，此外，這種設(shè)備還具有操作簡(jiǎn)單，造價(jià)比較低，而且修理起來(lái)也比較方便，現(xiàn)在也開(kāi)始應(yīng)用在各大煤礦開(kāi)采企業(yè)中。在一些薄煤層礦區(qū)已經(jīng)開(kāi)始使用刨煤機(jī)，其取得的效果也是十分顯著的，在以前的薄煤層開(kāi)采過(guò)程中我們也使用過(guò)炮采、截煤機(jī)等采煤工藝，相比而言，還是刨煤機(jī)取得的經(jīng)濟(jì)效益最高。由于薄煤層的開(kāi)采高度比較小，所以煤層工作面礦壓顯現(xiàn)程度比較輕，對(duì)于工作面的支護(hù)采用帶帽點(diǎn)柱，支柱之間的間距也可以適當(dāng)?shù)脑龃?。如果采用的是液壓支架支護(hù)，我們一般都會(huì)使用薄頂梁。

3 螺旋鉆機(jī)采煤

這種采煤工藝主要是在二十世紀(jì)六十年代發(fā)展起來(lái)的，美國(guó)是最先使用這種技術(shù)進(jìn)行開(kāi)采的，取得的效果十分顯著，原蘇聯(lián)、德國(guó)等也對(duì)這種開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行了一定的研究，并紛紛給予肯定，同時(shí)在煤礦開(kāi)采中廣泛使用。而我國(guó)在二十世紀(jì)九十年代開(kāi)始引進(jìn)這種薄煤層開(kāi)采技術(shù)，所使用的螺旋鉆機(jī)是一種高效的采煤設(shè)備，該采煤工藝相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，在已經(jīng)開(kāi)采的巷面中，可以通過(guò)螺旋鉆機(jī)向兩邊的煤層中鉆進(jìn)，該設(shè)備上裝有截齒，可以使鉆桿直接鉆入到煤層當(dāng)中。

螺旋鉆頭直徑的選擇應(yīng)該根據(jù)煤層的實(shí)際厚度以及賦存的穩(wěn)定性來(lái)定，一般應(yīng)該比煤層的厚度小50mm-100mm。在螺旋鉆頭鉆進(jìn)的過(guò)程中，通過(guò)上面的螺旋葉片帶出煤并通過(guò)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)到指定的位置。在巷道兩側(cè)鉆孔，深度一般保持在30m-40m，在鉆孔的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)頂板脫落的現(xiàn)象，為了避免此問(wèn)題，我們一般使用有一定寬度的支撐煤柱。

使用這種方式采煤，提高了生產(chǎn)人員的工作環(huán)境，改善了其安全條件，此外，機(jī)械化程度也比較高，而且回采效率也十分高。

但是我們?cè)诳吹竭@種采煤技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)我們也要看到其缺點(diǎn)，這樣才能夠更好的揚(yáng)長(zhǎng)避短。例如，接長(zhǎng)或者縮短鉆桿的時(shí)間占總工作時(shí)間的比重比較大，必須留設(shè)鉆孔間煤柱，這樣降低了采出率。雖然這種方法有缺點(diǎn)，但是它卻有著別的開(kāi)采工藝無(wú)法代替的優(yōu)點(diǎn)，所以我們?nèi)匀豢梢钥醋魇墙鉀Q薄煤層開(kāi)采的重點(diǎn)開(kāi)采工藝。

4 連續(xù)采煤機(jī)房柱式采煤

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各大煤礦業(yè)開(kāi)始提高自身的開(kāi)采技術(shù)，進(jìn)一步獲得更高的競(jìng)爭(zhēng)能力。我國(guó)某煤炭企業(yè)引進(jìn)了連續(xù)采煤機(jī)，開(kāi)采的薄煤層厚度在0.7m-1.3m，取得的利潤(rùn)是十分可觀的。這種開(kāi)采技術(shù)有其自身的特點(diǎn)，采掘合一，生產(chǎn)人員可以一邊開(kāi)采一邊掘進(jìn)，可以利用煤柱支撐頂板，而在開(kāi)采的過(guò)程中也可以把煤柱全部收回。在開(kāi)采厚度比較大的煤層時(shí)，通常使用的設(shè)備包括采煤機(jī)、輸送機(jī)等等。

5 急傾斜煤層鋼絲繩鋸采煤

某礦采用鋼絲鋸采煤法開(kāi)采厚1.2m，傾角850的急傾斜薄煤層，工作面單產(chǎn)l600t/M，直接工效8t/工。工作面呈走向布置，斜長(zhǎng)10m，走向長(zhǎng)度150m，工作面下巷布置電機(jī)、絞車(chē)、對(duì)輪、導(dǎo)向輪和手動(dòng)葫蘆，工作面上巷布置尾輪、導(dǎo)向輪和手動(dòng)葫蘆。絞車(chē)牽引的鋼絲繩分兩段，與煤壁接觸段稱鋸繩段，鋸繩上安裝截齒，在上下兩巷中運(yùn)行的鋼絲繩稱牽引繩，鋸繩在絞車(chē)牽引下沿工作面煤壁做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，鋸齒在煤壁上拉出兩條溝槽，一次鋸深約0.2m。隨著溝槽加深，溝槽兩幫的煤在礦山壓力作用下自行破碎脫落，并沿工作面下滑，經(jīng)溜煤眼滑到運(yùn)輸平巷的運(yùn)輸機(jī)上外運(yùn)。

采過(guò)后的空間不支護(hù)，工作面沿走向每推進(jìn)15m，留2-3m寬的煤柱支撐頂板，并將正在工作的空間同采空區(qū)隔開(kāi)。因此，在工作面前方每隔15m預(yù)先要掘好一個(gè)切割眼。采用此種采煤法，工人不進(jìn)入工作面，在平巷中操縱絞車(chē)，支移立柱，通過(guò)手動(dòng)葫蘆移動(dòng)絞車(chē)、尾輪和拉緊鋸繩等；因此，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了坑木，提高了勞動(dòng)效率。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我們主要闡述了薄煤層開(kāi)采和厚煤層開(kāi)采之間的區(qū)別，針對(duì)薄煤層的特點(diǎn)以及機(jī)械設(shè)備的選用進(jìn)行了更為具體的論述，希望能夠引起相關(guān)人士的重視，提高我國(guó)煤礦開(kāi)采技術(shù)，進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。