薄煤层开采技术与施工安全的研究与探讨

薄煤层开采技术与施工安全的研究与探讨

发表时间：2018-09-11T17:09:08.440Z 来源：《基层建设》2018年第23期作者：赵远[导读] 摘要：薄煤层是煤炭开采中常遇到难题，由于薄煤层自身的特殊条件，开采难度很大，对开采技术要求也更高。

水城县安全生产监督管理局贵州 553000 摘要：薄煤层是煤炭开采中常遇到难题，由于薄煤层自身的特殊条件，开采难度很大，对开采技术要求也更高。目前，常用的开采方法很难对薄煤层实现高质量开采，本文重点就薄煤层开采工艺进行阐述。

关键词：难采煤层；极薄煤层；薄煤层；采煤工艺前言

随着我国煤炭资源的日益减少，薄煤层开采变得越来越重要，尤其是实现薄煤层的安全、高产、高效开采。我国薄煤层的可采储量约60亿t左右，约占全国煤炭总储量的20％，但其采出量很低，不到总储量的10%。其中薄煤层主要分布在河南、山西、四川、河北等省，四川省的薄煤层资源储量占全省煤炭资源总量的50%左右，然而，通常薄煤层赋存条件差，开采时作业空间狭小，并且通风安全保障难度大，与中厚煤层开采相比技术装备落后，国内薄煤层开采机械化水平远低于中厚煤层，薄煤层自动化采面则更少，为实现煤炭资源的合理

开采，提高煤炭资源回收率，延长矿井服务年限，大力发展薄煤层综合机械化开采技术，加强薄煤层综合机械化开采技术研究，显得尤为重要。

1薄煤层开采现状

随着我国市场经济的发展，机械化采煤技术得到了大范围的运用，薄煤层机械化采煤技术得到了创新和突破。但煤炭资源的需求量也随着我国工业化的快速发展而不断增加，薄煤层的开发应与生态环境保护相结合，要认识到开采技术的重要性和必须性，科学合理的对薄煤层开采进行技术提升，煤炭企业要通过客观的分析勘测，研究可行的方法，结合自身情况，探索出适合自己企业的关于薄煤层开采模式的新路。

1.1薄煤层开采特点

由于薄煤层开采时空间狭小，受其空间限制，对于设备的安装、维护与操作都提出了较高的要求。并且薄煤层开采劳动较为密集，因空间影响，工人行走和作业都受到限制，瓦斯排放也变得困难。当薄煤层开采的推进速度加快时，采掘接替将变得紧张。与中厚煤层开采相比，薄煤层开采产量低、丢煤多，如果开采过程中煤层厚度变化大，或者遇到复杂的地质条件例如断层，都会对采煤作业产生影响，会将薄煤层的开采能力限制到一个很低的水平，通常薄煤层的产量仅占中厚煤层产量的1/3，导致薄煤层在产量方面的投资要比中厚煤层大。但是，薄煤层开采同时也有很多优势，薄煤层开采条件下，顶板位移小，因此地面沉降小，且顶板控制较之中厚煤层简单。

1.2薄煤层开采技术

薄煤层开采主要包括刨煤机开采、螺旋钻机开采和采煤机开采3种采煤工艺，德国和乌克兰在薄煤层开采方面有较高的机械化水平，它们主要利用刨煤机和螺旋钻机对薄煤层进行开采。利用采煤机的长壁开采是一种基本的采煤工艺；采用螺旋钻机采煤时，工作面无需安排工人，它可以用于极薄煤层的开采；刨煤机在薄煤层开采中也有较为广泛的应用。近来国家对薄煤层开采逐渐重视，加强对薄煤层开采技术和开采设备的研究变的日益重要。

1.3薄煤层机械化采煤技术的优势

（1）提高煤矿开采的效率。机械化开采为采煤作业带来了很大的方便，煤矿开采效率得到了质的提升。

（2）降低煤矿开采的成本。机械化的广泛运用，改善了人力资源浪费的现象，作业人员不需要时刻和机器同时工作，降低了劳动强度。

（3）我国薄煤层分布的范围很广，数量丰富、质量好。虽然薄煤层的开发技术相对比较薄弱，但是也在不停地发展，力求实现高效率、高产值、高收入的基本目标。 2薄煤层开采工艺探究

2.1长壁采煤工艺

长壁采煤工艺主要适用于地质构造简单、存在条件稳定的薄煤层开采。薄煤层开采与厚煤层开采的不同之处在于对开采设备的选择，这主要根据开采煤层厚度来决定。薄煤层开采既可以选用滚筒采煤机又可以选用刨煤机。目前，我国自主研发的滚筒式采煤机已达二十多种，主要分为爬底式和骑溜式两大类。机型的选择主要根据采煤层高度来确定，当采高﹤０．８ｍ时，通常选用爬底式采煤机；当采高为０．８ｍ～０．９ｍ时，则通常选用骑溜式采煤机。薄煤层开采中，我国使用较多的破煤设备当属ＢＭ－１００型骑溜式滚筒采煤机。ＢＭ－１００主要适用于高度０．８ｍ～１．３ｍ，煤固定系数﹤２．５的薄煤层的开采，其要求溜槽高度稳定在１５０ｍｍ～２００ｍｍ。开采过程中还会用到刮板输送机，在使用过程中，通常把滚筒采煤机高度减去溜槽高度，以达到降低开采煤层空间高度的目的。刨煤机是除滚筒式采煤机外，另一种常用的破煤机械。刨煤机的工作原理很简单，通过刨刀削落煤块，再通过刮板输送机输送出去。刨煤机具有生产粉尘少、采煤块大、工作效率高的优点。该设备造价低、操作简便、易于修理，因此应用广泛。目前，刨煤机也在部分薄煤层矿井投入使用，并取得了显著的效果。在薄煤层开采过程中，与炮采和截煤机等工艺作比较，利用刨煤机开采的经济效益最高。由于薄煤层开采工作面的矿压显现通常较轻，因此，可选用戴帽点柱进行支护，并且可以适当增加支柱间距。

2.2螺旋钻机采煤工艺

螺旋钻机采煤工艺起源于２０世纪６０年代，最早由美国提出，开采成效显著。随后，原苏联、德国等国家也相继对该技术进行了深入的探索和研究，并广泛应用于煤矿采掘工作。我国２０世纪９０年代引入螺旋钻机进行薄煤层开采。螺旋钻机最重要的是螺旋钻头直径的选择，通常依据煤层的厚度和稳定性确定。一般情况下，螺旋钻头直径要求比煤层的厚度小５０ｍｍ～１００ｍｍ，在进行巷道两侧钻孔时，一般要求深度控制在３０ｍ～４０ｍ。在钻孔过程中出于安全考虑，常选用有一定厚度的煤柱作支撑，防止发生顶板脱落事件。该工艺具有机械化程度高，回采效率高的优点。但缺点同样不容忽视，如：开采过程中调节钻杆长度时装配时间较长；必须预留钻孔间的煤柱，明显降低了煤炭开采率。尽管该开采工艺缺点突出，但是它的优点却是其他开采工艺不可替代的。因此，依然将其视为薄煤层开采工艺的重要选择之一。

2.3连续采煤机开采薄煤层工艺

连续采煤机开采薄煤层，可控制在０．７ｍ～１．３ｍ，实现采掘合一，作业人员能够做到边开采边掘进。开采过程中，既能利用煤柱做支撑顶板，又能将煤柱全部回收，在薄煤开采中优势明显。

2.4急倾斜煤层钢丝绳锯采煤法

某煤矿急倾斜薄煤层倾角８５°，煤层厚度１．２ｍ，工作面斜长１０ｍ，走向长度１５０ｍ，采用钢丝绳锯法进行开采。将手动葫芦、导向轮、尾轮布置在工作面上巷，对轮、绞车、电机、手动葫芦和导向轮布置在工作面下巷。由绞车牵引的钢丝绳分成两段，分别为牵引绳和锯绳。在绞车牵引力作用下，锯绳不断沿煤壁工作面做单次锯深０．２ｍ左右的往复运动。锯齿在作业面上往复运动，形成两条沟槽，随着拉锯动作的不断重复，沟槽两侧煤层破碎脱落，顺着溜煤眼下滑到运输机上向外输运。此方法不用支护开采后空间，工作面每向前推进１５ｍ，仅需留设２ｍ～３ｍ的煤柱支撑顶板，将正在作业的空间与采空区隔开。利用该种开采方法，操作人员无须进入工作面内，只需在平巷内进行绞车、支移立柱等作业，极大地降低了工人劳动强度，提高生产效率。其工作面单产最高可达1600ｔ／月，工效8ｔ／工。

3结束语

近年来，中国煤炭开采技术发展迅速，优越的技术是煤炭开采工业发展的有效保障。但在现实运用中，应根据矿区具体情况选择适合的开采工艺，在保证高产高效的前提下实现经济与生态的和谐发展。在煤层开采监测方面，通过智能化仪器对煤层中的参数进行监测，从而防止安全事故的发生，不断创新开采方式才能保证开采工作的顺利进行。

参考文献：

［１］毕锦明．薄煤层机械化开采设备的发展［Ｊ］．煤矿机电，２００７，（５）．

［２］乔红兵，胡登高．薄煤层开采综合机械化技术现状及发展［Ｊ］．煤炭科学技术，２００６，（２）