如何实现较薄煤层工作面综采技术的高产高效

如何实现较薄煤层工作面综采技术的高产高效
摘要：综采技术在厚煤层中已经得到了广泛应用，而较薄煤层的高产高效开采仍然是等待解决的难题。

我国煤炭储量大且赋存多样化，其中，薄与极薄煤层资源丰富，分布广泛。

在已探明矿区中，八成以上的矿区均有薄煤层分布。

薄及较薄煤层逐渐变为主采煤层，薄煤层的开采日益受到重视，而相对的，厚煤层、中厚煤层的储量急剧下降甚至枯竭，很容易得出一个结论：得薄煤层者，得煤炭采掘之天下。

本文通过实践探索，在设备选型、采面设计、两巷支护、回采工艺、现场管理等方面提出了综采技术在较薄煤层中的应用，希望抛砖以引玉。

abstract： mining technology has been widely applied in thick coal seam； the mining of thin seam is still a difficult problem to solve. china’s coal reserves are large and various， especially thin and very thin coal seam resources are abundant， and widely distributed. more then 80 percent of proved mining area has thin coal seam. thin and thinner coal seam gradually becomes the main mining coal seam. the thin seam mining drew more attention from people. on the contrary， the reserves of thick coal seam and middle coal seam sharp decreased and even exhausted. based on the practice and exploration， the paper puts forward the application of fully mechanized mining technolo
gy in thin seam mining in the selection of equipment， mining face design， two roadway supporting， mining technology，on-site management， hoping to provide reference for the peer. 关键词：综采技术；较薄煤层；生产效率
key words： fully-mechanized mining technology；thin seam；production efficiency
中图分类号：td82 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）23-0086-02
0 引言
当今煤矿开采的主要生产方式是综合机械化采煤技术，该技术因其高度机械和安全化实现了生产能力与经济效益的兼得，代表着当今煤炭生产技术的发展水准。

在2米以上的厚煤层采掘中，综合机械化采煤技术成绩显著，但综采技术的应用效果却并不理想。

在厚度在2米以下的较薄煤层采掘任务中，究其原因，有地质条件的影响，也有技术水平的限制。

要想达到综采技术在较薄煤层的高产高效，还需做到技术与管理并存。

1 我国薄煤层开采及技术发展现状及趋势
目前国内薄煤层综合机械化开采依然处在探索阶段，各大煤矿主要采用两种综采技术：滚筒采煤机配液压支架综采法和刨煤机配液压支架综采法。

我国自上世纪七、八十年代开始自主研制薄煤层滚筒采煤机；九十年代以后，普通薄煤层逐渐作为解放层进行开采，较硬薄煤层开
采需求增长，同时设备的可靠性和技术的先进性也有了较大的提高，多电机驱动的交流变频调速大功率无链牵引采煤机开始在较大煤矿得到应用，薄煤层综采技术正在趋向成熟。

但这种综采技术无论在地质适应性上、还是适用范围上，都存在一些局限性，如何合理运用和搭配，考验着技术人员和管理人员的水平。

2 高产高效开采薄煤层的技术措施
综采技术在较薄煤层中不甚理想的表现，除了地质条件的影响，还有技术水平的限制，要想达到综采技术在较薄煤层的高产高效，还需通盘考虑技术控制与现场管理。

2.1 设备选型
薄煤层总裁技术的实现需要做到设备的优序选择，这些设备主要就包括支架、采煤机、转载机以及运输机几个部分。

首先，需要依据煤矿地质条件和工作面的运输能力来决定使用什么设备。

合理的综采设备选型，是综采技术发挥其应有优势的前提。

2.1.1 第一步：确定支架
采面顶板和开采高度决定了支架的类型。

采面顶板决定支架类型：地质条件中等及中等以下的采面顶板选用掩护式支架，其他情况的采面顶板选用支撑式支架；采面高度决定支架高度：最大采高应在支架下方十厘米处，最小采高应在支架上方三十厘米处。

同时，还应考虑支架的顶底板比压：支架支护强度应大于顶板压力而支架对底板比压应小于实测底板比压，两项压力差越大越好。

2.1.2 第二步：确定采煤机
采面高度、采面倾斜角度以及工作面煤层软硬程度，是决定采用何种采煤机机型的主要因素。

最合适的采煤机，其采高能力、牵引强度、切煤力度，与工作面条件是相吻合的。

现实中，一般采用滚筒式采煤机和刨煤机两种机型。

两种机型的优劣及适用范围如下：2.1.2.1 滚筒采煤机
综采缺点：一是最小采高受到一定限制，只能用于厚度大于0.8m 的薄煤层，小机身、大功率问题很难有效解决；二是需要技术人员进入工作面操作，劳动条件差、强度高、隐患多。

综采优点：对煤层赋存的地质条件适应性较强，相对刨煤机过断层能力和破煤能力较高，机械化程度高。

工作面推进速度快、生产效率高。

综采范围：这种采煤机适用于采高0.8m以上、煤层倾角25°以下、无大断层和褶曲等地质构造的各种硬度的薄煤层。

对煤层厚度变化、顶底板起伏、夹矸和硬煤的适应性较刨煤机强。

2.1.2.2 薄煤层刨煤机
综采缺点：
一是对工作面地质条件要求较高，适应性不如滚筒采煤机；
二是对工作人员的操作能力也较高，刨煤机铸件单一、形状复杂、精度较高、自动化程度高。

综采优点：
一是设备结构简单、外形尺寸小、没有复杂的操作系统，方便维护；
二是劳动条件好、劳动强度小、事故少、人员少、便于生产管理，操作和监控系统设置在回采巷道内，工作面无需跟机作业；
三是实现了连续循环作业，工作时间利用率高、效率高、产量高；四是采用小截深、多循环的方式紧贴着煤壁快速刨煤，破煤能耗少、对顶板的振动小，割煤后顶板暴露的面积小、时问短，不仅原煤的质量大大提高，顶板管理也得到了加强；
五是采用静力刨煤、装煤，煤质和价格大大提高且减少了粉尘治理环节，采出原煤块率高、块度大，煤粉及煤尘少，且极少产生火星，可在高瓦斯煤层中使用。

开采薄煤层时对长工作面有较强的适应性，相对减少了巷道掘进量，这对于薄煤层开采尤其重要。

综采范围：适用于赋存条件比较稳定、煤层厚度变化小、倾角25°以下、无较大断层和陷落柱等地质构造，煤不粘顶、煤层顶底板起伏小、顶板无淋水、非松软型底板、煤的可刨性强、煤质中硬以下和硬度大且水平节理发育的薄煤层。

2.1.3 转载机、运输机选型
支架、采煤机选好后，要根据“三机”配套要求选择运输能力大于采面最大生产能力的转载机、运输机机型。

以某矿的52201采面为例，采面概况：走向1653m，采长150m，采高1.0m～2.65m，平均1.88m，倾角5°-13°；煤体坚固性系数1.5，顶板压力0.35mpa，底板比压3.21mpa；支架zy2600/10/22型，支护强度0.41mpa～0.48mpa，对底板比压0.3mpa-1.2mpa；采煤机mg132/320w型，采高1.4m-2.3m；生产能力550t/h；运输机
sgz 630/264型，运输能力700t/h；转载机szd730/90型，运输能力800t/h。

2.1.4 采面设计
现行综采技术普遍采取大走向、大采长，这样可以充分发挥综采生产能力强的特点，减少搬家倒面的次数，降低万吨掘进率，从而为实现高产高效打下良好的基础。

但走向和采长也不是越大越好，还要根据实际情况来定，采面过大也会造成巷道维修费用急剧升高、采面断层等构造增多的负面影响。

2.1.5 两巷支护
两巷支护合理可以大大缩短过机头、机尾的时间。

以某回采面为例，在实际生产中采煤机两端入刀时间之和约占总割煤时间的一半，如果两巷支护质量差则要占更大的比例。

现在综采面一般均采用锚网、锚索联合支护，它的工作效率是单纯工字钢支护段的2-3倍。

2.1.6 回采工艺
回采工艺应根据采面顶板类别及采长合理选择。

上文示例工作面的回采工艺采用的是割煤-移架-推溜，采煤机入刀方式为端部斜切进刀割三角煤方式，支架工分段追机移架，顶板破碎时可先移超前架。

2.2 综采管理
综采技术的管理可分为队伍管理和现场管理两部分。

2.2.1 在队伍管理上，建设一支素质较高的干部职工队伍
综采设备是现代化、专业化的煤炭开采装备，这套装备富含的科技因素要求必须有一支专业素养高、操作技术过硬的队伍来驾驭它。

设备好得而人才难求，因此必须加强煤矿的综采技术培训工作。

2.2.2 在现场管理上：加强现场管理，促进综采面正常生产
薄煤层工作面具有特殊性，其煤层厚度小，对开采工作的推进度要求高，因此有效的现场管理就显得非常重要，它是实现薄煤层高效开采的基础之一。

3 结论
煤炭资源是一次性资源，它在经济建设中发挥着能源动力的作用。

我国煤炭资源总量大但是人均占有量小，随着经济的不断发展，煤炭开采成本日益增高的矛盾不断加大。

这种矛盾的存在要求我们必须合理利用有限的煤炭资源，而发展薄煤层综采技术是延长矿井开采年限、高效采掘的的出路。

解决综采技术在现实应用中的困难，发展综采技术对发展我国能源工业意义非凡。

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