云南省富源县煤炭工业局后所分局 云南富源 6555001
摘要：本文主要分析了薄煤层进行机械采煤的主要工艺要点，其中涉及的机械包括：滚筒采煤机、螺旋钻机、连续采煤机等，本文还阐述了长壁采煤的方法与工艺。只有高水准的采煤工艺，才能够提高煤炭的产量，更好的满足社会需要，获取更多的经济收益。
关键词：薄煤层；机械采煤；工艺；应用
引言
薄煤层不但在我国储量丰富，分布广泛，即使在世界范围内，薄煤层的数量也是非常多的，而且其煤质也相当好，只是由于条件所限，其开采量始终不大。譬如在我国，产量相当小，甚至都不及全国产煤量的 10%。在我国，由于长期以来对于中、厚煤层煤炭的挖掘，导致我国的煤炭资源在快速大幅度的缩减，所以，煤炭业以后的发展，不得不依靠开采薄煤层。我国必须从现在开始，对开采薄煤层予以重视，加大力度投入到薄煤层的开采中，使其更模式化、正规化。从而保证我国的煤炭产量，以此提升国家地位。
1、我国薄煤层开采特点
煤炭是举世公认的重要能源，一个国家开发煤炭的程度，不但可以能促进其社会发展，还可以提升其在国际社会上的地位，从而实现社会稳定、国力增强的目的。薄煤层的厚度在 0.8m~1.3 m 的范围之内；当厚度小于 0.8 m，称之为极薄煤层。我们国家对薄煤层煤炭资利用率比世界水平低很多，主要原因是我国的煤炭业机械化水平实在是太低，影响了对薄煤层的开采、利用。中国目前对薄煤层进行开采的煤炭企业，约有七百家，开采效率大多较低。薄煤层不好开采的原因主要如下：第一、煤层赋存度低，地质条件、开采条件相对复杂，使用设备有较大难度，导致开采效率偏低，产量低下。第二、厚度太薄——不到 1.3 米，采高过低，传统的大型机械进不去，作业实在困难，就算是靠人力开采，也只能采取爬行的方式，或者以俯卧的姿势进行采煤作业，这样一来，作业的安全隐患确实很大，开采工作不好展开。第三、掘进率太高，在各开采面间进行接替变得分外困难，造成开采效率低下。
2 螺旋钻机采煤方法、工艺
我国在上个世纪末，引进了可以用于薄煤层开采的螺旋钻机。其开采薄煤层的方法极为简单，就是利用螺旋钻机的钻头，不断地钻入薄煤层中，再利用安装在钻头上的截齿，截割钻头附近的煤层，然后其螺旋叶片，就可以把截割下来的煤炭从煤层里带出来，将其装入运输机运走。在利用该机械开始采煤之前，要先了解目标煤层的厚度尺寸与赋存状况，并以此为依据，选取适合的螺旋钻头。选择钻头的时候，通常要比目标煤层的厚度，要小一点。常见的钻头，有 四种 规 格：其直径最大的为 850 mm、直径最小的为500 mm、另外还有两种分别是直径630 mm的和直径750 mm的[2]。螺旋钻机见下图。
图1 螺旋钻机
为避免巷道顶板发生垮落，在使用螺旋钻机回采时，两边的孔深一般会限制在40 m以内，还需要架设支撑煤柱予以防护。螺旋钻机采煤法，由于机械化程度高，不但提升了开采煤炭的效率，还改善了作业条件，减少了安全隐患。然而由于支撑煤柱的架设，会在一定程度上影响薄煤层的产出量，而且缩短、接长钻杆的过程，也会造成时间的大量浪费，影响进度，这两点不足，是在后需要改善的地方。
3 滚筒采煤机方法与工艺
由于薄煤层的开采高度过低，对于采煤工作的机械化专业造成了很大的困难，仅能使用机身矮小的设备，但是对机械的功率，却要求不得低于100 kW，另外该机械设备还必须能够适应煤层工作面起伏不平的特点，滚筒采煤机恰好满足这些要求。而且其架构简单、可靠，安装和维护都很方便，破岩能力特别强。该采煤机有一对分居左右的滚筒，相对转动，可以有效防止摇臂对煤块的阻挡，增加采煤机的装载量。骑溜式的采煤机的机械构造比较简单、牵引阻力比较低、空顶面积比较小等诸多优点，因而使用非常广泛。不过由于它对作业空间的高度要求比较严格，所以无法将其运用在超薄煤层的开采工作中。而爬底式采煤机，其工作强度比较高、机械结构更加紧凑、而且装煤量特别大，拆卸起来也非常的方便，最为难得的一点是，它对作业空间的高度几乎没有什么要求，所以当目标煤层厚度不足0.85 m，就爬底式采煤机就成为了唯一的选择。在实际的采煤作业中，可以按照工作环境的具体需要，灵活选择采煤机设备，顺利、有序地对薄煤层进行开采。
4 连续采煤机方法与工艺
连续采煤机是从美国引进的，它适用于范围为 0.7 m~1.3 m厚的超薄煤层与薄煤层，而且该机械设备的还有一个显著的特点，就是可以在对煤层进行挖掘的同时，进行采煤，大大的节省了开采工作的时间，其采煤效率、经济效益极高。只不过在采煤时，也同样要支撑防护煤柱。不过在回采薄煤层时，支撑煤柱是可以收回的，这样一来，最终煤炭的开采量，不会受到太大的影响，所以连续采煤机的使用效果，经济效益，都要优于螺旋钻机采煤方式。一台连续采煤机的由采煤部分、锚杆部分、转载部分以及运输部分共同组成的，而且其操作工艺是非常先进的。特别是在一些国外矿业中，已开始使用遥控的远程采煤机，且并取得了一定的进展，大大的改善了作业环境，而且不必架设防护煤柱。
5 长壁采煤方法与工艺
长壁采煤的机械化工艺中，对目标煤层的要求比较严苛：煤层所在的地质构造必须简单，而且该煤层的整体赋存度必须相对稳定。另外该工艺中，要求的采煤设备可以有两种，既可使用滚筒采煤机，也可使用刨煤机，只不过这两种采煤设备，都各自具有某些局限性。滚筒采煤机的优势在于它拥有的破煤能力非常强，而且该类设备的机型，也有不下 20 种，不论是对采高大于 0.8 m的煤层进行开采，还是对采高不足 0.8 m 的煤层进行开采，都能够找到可以使用的滚筒采煤机。BM- 100 型滚筒采煤机适用的采高范围，恰好与薄煤层定义的厚度完全一致，而且其工作效率相当好，所以当仁不让的成为了运用最广泛的机型。
长壁采煤中另一种常用的采煤设备，就是刨煤机，它的破煤能力也非常强，而且能耗比较小，而且工作效率非常高，产生的粉尘相对较少、劳动强度非常低等诸多优点，所以产煤量相当高。另外刨煤机的本身结构非常简单，检修起来十分方便，而且价格比较便宜，刨煤机设备的优势非常明显。在开采薄煤层的过程中，刨煤机的开采效果特别好。薄煤层的开采工作中，存在着掘进巷道困难、工作面狭窄、开采困难、产煤量较低等问题，长壁采煤工艺的运用，能够大幅度减少掘进量，并提高开采工作面的产煤量。维护巷道相对而言也更加容易一些，所以在采煤的实际工作中，应用十分广泛。
6 结语
我国近几年对能源的需求越来越高，采煤业运用的机械设备，也在日益改进，特别是在中、厚煤层资源已经严重短缺的现状下，对薄煤层的煤炭资源进行合理开采，已经成为煤炭业今后必然的发展趋势。但是开采薄煤层所需的专用设备，以及相应的技术都不够完善，还需要不断的进行探索、研究。
参考文献：
[1]盛国军，孙启生，宋华岭.薄煤层综采的综合创新技术[J].煤炭学报，2007（3）：230- 234.
[2]吕文玉.国内外薄煤层开采技术和设备的现状及其发展[J].中国矿业，2009（11）：60- 62.
[3]李建平，杜长龙，张永忠.我国薄与极薄煤层开采设备的现状和发展趋势[J].煤炭科学技术，2005，33（6）：65- 67
论文作者:龚顺志
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/16
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