李特　韓青松　張偉

摘 要 本文立足薄煤層開(kāi)采的發(fā)展現(xiàn)狀，討論和分析了薄煤層開(kāi)采的機(jī)械化程度，進(jìn)一步總結(jié)出薄煤層開(kāi)采的綜合機(jī)械化發(fā)展前景，為薄煤層的安全高效開(kāi)采的機(jī)械裝備研發(fā)指明方向。

關(guān)鍵詞 薄煤層開(kāi)采 綜合機(jī)械化 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TD82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

1.1國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

在前蘇聯(lián)，薄煤層主要采用走向長(zhǎng)壁后退式或前進(jìn)式采煤法，采煤工藝主要是綜采和普采，機(jī)械化程度已超過(guò)85%，落煤主要是淺截式采煤機(jī)，部分采用刨煤機(jī)，液壓支架已成系列，20世紀(jì)70年代開(kāi)始，做了很多螺旋鉆機(jī)采煤的試驗(yàn)，1979年開(kāi)始應(yīng)用螺旋鉆機(jī)開(kāi)采薄煤層。德國(guó)是研制和使用刨煤機(jī)最早、產(chǎn)量最大、水平最高的國(guó)家，也是使用刨煤機(jī)數(shù)量最多的國(guó)家，在德國(guó)，1.6m以下的煤層中幾乎都采用刨煤機(jī)，德國(guó)DBT公司生產(chǎn)的刨煤機(jī)技術(shù)水準(zhǔn)已經(jīng)可以滿足采高0.6-3m的煤層開(kāi)采，截深最大達(dá)300mm，刨速最高可達(dá)3m/s，可刨煤硬度f(wàn)=4，裝機(jī)功率可達(dá)2€？00kW，工作面已基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和無(wú)人化。

1.2國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)刨煤機(jī)的研制始于20世紀(jì)60年代，1976年研制了MBI-1刨煤機(jī)，隨后的幾十年內(nèi)，我國(guó)成功研制了功率從2€？0kW至2€？00kW的大功率刨煤機(jī)。1993年松藻礦業(yè)集團(tuán)公司使用德國(guó)哈爾巴赫—布朗公司的2€？00kW刨煤機(jī)，在平均煤厚約0.9m的煤層中，取得最高月產(chǎn)23390t的開(kāi)采效果。2000年9月，鐵煤集團(tuán)與德國(guó)DBT公司及國(guó)內(nèi)科研院所合作，引進(jìn)了我國(guó)第一套全自動(dòng)化刨煤機(jī)綜采系統(tǒng)，該套設(shè)備先后應(yīng)用于小青礦和曉南礦，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。鐵法煤業(yè)集團(tuán)刨煤機(jī)綜采系統(tǒng)的應(yīng)用為刨煤機(jī)在兗州礦業(yè)集團(tuán)、沈煤集團(tuán)、西山煤業(yè)集團(tuán)等礦區(qū)的推廣應(yīng)用做出了貢獻(xiàn)。

2綜合機(jī)械化的現(xiàn)狀和發(fā)展

目前，我國(guó)薄煤層開(kāi)采綜合機(jī)械化有許多種，大致分以下幾類：滾筒采煤機(jī)、刨煤機(jī)、連續(xù)采煤機(jī)（房柱式采煤）、螺旋鉆采煤。

2.1滾筒采煤機(jī)

我國(guó)薄煤層采煤機(jī)的研究始于20世紀(jì)60年代，主要用于改裝、革新類機(jī)組。這類薄煤層滾筒采煤機(jī)主要有MLQ系列采煤機(jī)，如MLQ-64、MLQ-80、MLQ3-100型等采煤機(jī)，裝機(jī)功率60-100kW，采用鋼絲繩或鏈牽引，牽引傳動(dòng)方式為液壓調(diào)速加齒輪減速，主要液壓元件為葉片泵、葉片馬達(dá)，牽引力90kN，牽引速度0-215m/min。適用于采高018-115m，煤質(zhì)硬度為中硬以下的緩傾斜薄煤層中使用。

2.2刨煤機(jī)

刨煤機(jī)是一種較適合薄煤層、高瓦斯工作面中落煤、裝煤自動(dòng)化的采煤機(jī)械。與滾筒采煤機(jī)相比，刨煤機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有采煤機(jī)那樣復(fù)雜的牽引部分，也沒(méi)有復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，使用維修方便，易于掌握管理。（2）實(shí)現(xiàn)了包括落煤、裝煤和運(yùn)煤的綜合機(jī)械化。（3）操作方便，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人工作面開(kāi)采，在巷道進(jìn)行遙控采煤。隨時(shí)刨煤隨時(shí)推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)采煤，提高了時(shí)間利用率，塊煤率高。

2.3連續(xù)采煤機(jī)

與長(zhǎng)壁式開(kāi)采相比，連續(xù)采煤機(jī)房柱式采煤方法有如下主要優(yōu)點(diǎn)：（1）設(shè)備投資少。（2）一般一套房柱式采煤設(shè)備的價(jià)格為長(zhǎng)壁綜采的1/5-1/6，而其單產(chǎn)一般為長(zhǎng)壁工作面的1/2-1/3。因此，房柱式采煤方法的設(shè)備投資較低。（3）采掘合一，建設(shè)周期短，出煤快。（4）設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，搬遷快。（5）巷道壓力小，便于維護(hù)，出矸量少。（6）留煤柱控制頂板，有利于保護(hù)地表，減少地表治理費(fèi)用。全員效率高。

2.4螺旋鉆采煤

螺旋鉆采煤是前蘇聯(lián)頓巴斯礦區(qū)頓涅茨克礦業(yè)研究院開(kāi)發(fā)的一種開(kāi)采薄煤層的采煤方法。于1979年在頓巴斯礦區(qū)馬斯賓斯克礦試驗(yàn)成功，并推廣應(yīng)用。該采煤法是一種新型的無(wú)人工作面采煤方法，并將煤層可采厚度由0.6-0.8m下延到0.4m。對(duì)開(kāi)采松軟煤層有極高的推廣應(yīng)用價(jià)值。它是一種開(kāi)采緩傾斜薄煤層的新型采煤方法，廣泛應(yīng)用于開(kāi)采圍巖較穩(wěn)定的薄煤層和極薄煤層，并且可以用來(lái)開(kāi)采邊角煤、三下壓煤和回收各種煤柱。因此它具有廣泛的發(fā)展前景。

3存在難題

相對(duì)于厚及中厚煤層開(kāi)采，薄煤層開(kāi)采存在以下開(kāi)采難題：（1）受開(kāi)采空間的限制，設(shè)備安裝、維護(hù)操作及行人困難；（2）綜采配套設(shè)備對(duì)薄煤層厚度變化和地質(zhì)條件變化的適應(yīng)性差；（3）相對(duì)于厚煤層，薄煤層工作面開(kāi)采效率低、產(chǎn)量低；（4）薄煤層工作面回采儲(chǔ)量小，推進(jìn)速度快，由于設(shè)備功率和開(kāi)采空間的限制，通常工作面長(zhǎng)度設(shè)計(jì)較小，掘進(jìn)率相對(duì)較高，使得采掘接替變得緊張；（5）大同礦區(qū)的薄煤層具有兩硬特點(diǎn)，加大了薄煤層開(kāi)采的難度。

4發(fā)展趨勢(shì)

縱觀國(guó)外薄煤層采煤機(jī)發(fā)展情況，其主要發(fā)展趨勢(shì)是：（1）裝機(jī)功率逐漸增大。在保證采高下限的前提下，薄煤層采煤機(jī)裝機(jī)功率越來(lái)越大，最大功率達(dá)500 kW以上，其中，Electra電牽引采煤機(jī)裝機(jī)功率可達(dá)516 kW。隨著采煤機(jī)的截割功率加大，強(qiáng)行通過(guò)各種不利地質(zhì)條件（如斷層，夾矸，煤層局部變窄，褶曲）的能力隨之增強(qiáng)，從而有效地解決了薄煤層安全高效開(kāi)采問(wèn)題。（2）無(wú)鏈交流電牽引技術(shù)的普及。無(wú)鏈牽引技術(shù)提高了刮板輸送機(jī)對(duì)彎曲段的適應(yīng)性，使薄煤層工作面更安全可靠；電牽引傳動(dòng)效率高，使用可靠，維修方便，克服了液壓牽引系統(tǒng)抗污染性能低、工作面可靠性差的缺點(diǎn)，使薄煤層采煤機(jī)性能更加完善。（3）多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)橫向布置日益增多。電機(jī)橫向布置解決了功率加大后外形尺寸增加帶來(lái)的問(wèn)題，有效降低了機(jī)面高度和長(zhǎng)度，傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，從而增強(qiáng)采煤機(jī)對(duì)煤層起伏的適應(yīng)能力。

5結(jié)語(yǔ)

我國(guó)的薄煤層資源儲(chǔ)量豐富，隨著國(guó)內(nèi)外采礦設(shè)備制造水平的提高，在采用大功率、高可靠性工作面設(shè)備的基礎(chǔ)上，根據(jù)當(dāng)?shù)氐拿簩淤x存情況，因地制宜地，高產(chǎn)高效的開(kāi)采薄煤層將會(huì)成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 呂文玉.國(guó)內(nèi)外薄煤層開(kāi)采技術(shù)和設(shè)備的現(xiàn)狀及其發(fā)展[J].中國(guó)礦業(yè)，2009，18（11）：60-62.