李桂云，楊戰(zhàn)標(biāo)，周國友

（中國平煤神馬集團能源化工研究院，河南平頂山 467000）

河南省薄煤層開采技術(shù)及綜合配套支撐體系探討

李桂云，楊戰(zhàn)標(biāo)，周國友

（中國平煤神馬集團能源化工研究院，河南平頂山 467000）

簡要介紹了河南省煤炭資源及煤田地質(zhì)的概況，簡述了我國薄煤層開采的發(fā)展?fàn)顩r和國外薄煤層開采技術(shù)現(xiàn)狀。根據(jù)河南省薄煤層資源和開采狀況，對河南省5大重點煤炭開采企業(yè)的薄煤層開采技術(shù)和工藝提出了建議，并提出了薄煤層開采應(yīng)建立和完善技術(shù)性與政策性綜合配套支撐體系。為實現(xiàn)薄煤層安全高效開采，必須堅持“五個三原則”:三同步原則;三高原則;三化原則;三新原則及三合理原則。

薄煤層;開采技術(shù);綜合配套支撐體系

1 河南省煤炭資源及煤田地質(zhì)概況

河南省已查明煤炭資源儲量為65.114Gt，已動用資源量4.93Gt，保有資源儲量60.184Gt，垂深2000m以內(nèi)預(yù)測資源總量約127Gt。

河南省含煤地層主要為石炭二疊系，其中二疊系山西組所含之二煤層約占全省煤炭儲量的80%以上。寒武系、三疊系、侏羅系和第三系也含煤，其經(jīng)濟價值各異。境內(nèi)共分布有19個煤田，分別為平頂山煤田、韓梁煤田、臨汝煤田、義馬煤田、陜澠煤田、宜洛煤田、新安煤田、偃龍煤田、滎鞏煤田、新密煤田、登封煤田、禹縣煤田、安陽—鶴壁煤田、濟源煤田、永夏煤田、確山煤田、商固煤田、南召煤田等。由中平能化集團、河南煤化集團、鄭煤集團、義煤集團、神火集團等5大煤炭重點企業(yè)分別對19個煤田進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃開采。

據(jù)不完全統(tǒng)計，截止2009年末河南省5大重點煤炭開采企業(yè)生產(chǎn)礦井資源儲量約10.6Gt，可采儲量約5.2Gt。其中薄煤層工業(yè)儲量約 1.4Gt，約占總量的13%;可采儲量約0.8Gt，約占總量的15%。因此，發(fā)展薄煤層高效開采技術(shù)是提高煤炭資源采出率、實現(xiàn)可持續(xù)開采的重要技術(shù)途徑，是河南省老礦區(qū)資源開發(fā)的必然選擇，對于煤炭行業(yè)和煤炭企業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

2 國內(nèi)外薄煤層開采技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 我國薄煤層開采技術(shù)現(xiàn)狀

我國薄煤層的開采經(jīng)歷了幾個發(fā)展階段。20世紀(jì)50年代薄煤層開采主要使用炮采工藝;60年代開始使用深截煤機掏槽，爆破落煤;70年代薄煤層機組得到較大發(fā)展，分別研制出不同類型的刨煤機，包括鋼絲繩牽引刨煤機、全液壓驅(qū)動刨煤機和刮斗刨煤機等，l974年研制成功BM－100型薄煤層滾筒采煤機;90年代天府礦務(wù)局和徐州礦務(wù)局，分別從俄羅斯和烏克蘭引進(jìn)了螺旋鉆采煤機，2003年新汶礦業(yè)集團引進(jìn)了三鉆頭的螺旋鉆采煤機，用于薄與極薄煤層的開采，使一些用傳統(tǒng)采煤工藝不能開采的薄、極薄煤層得到有效開采利用。經(jīng)多年摸索和實踐，我國已成功研制生產(chǎn)出多種多電機驅(qū)動、變頻調(diào)速、大功率、無鏈牽引采煤機，與之配套的液壓支架、工作面輸送機等，形成了薄煤層綜合機械化采煤技術(shù)。

隨著對薄煤層開采的日益重視，薄煤層采煤設(shè)備的開發(fā)和研制也成為我國一些煤礦機械企業(yè)研發(fā)的重點，使薄煤層開采技術(shù)有了重大突破。目前國內(nèi)薄煤層綜合機械化開采水平已大為提高，形成了5種主要的開采方式:炮采、高檔普采、刨煤機配液壓支架綜采、滾筒采煤機配液壓支架綜采、螺旋鉆采煤法。

我國在薄煤層開采方面，兗礦北宿煤礦炮采、松藻同華煤礦高檔普采、鐵法小青礦刨煤機采煤、螺旋鉆采煤、滾筒采煤機采煤都取得了成功。

2.2 國外薄煤層開采技術(shù)現(xiàn)狀

國外長壁式薄煤層高效開采主要有2種技術(shù)途徑:采用刨煤機、刮板輸送機和液壓支架的刨煤機綜采機組;采用滾筒采煤機、刮板輸送機和液壓支架配套的采煤機機組。

3 河南省薄煤層安全高效開采技術(shù)

通過對河南省薄煤層資源及開采狀況調(diào)查分析，提出河南省5大重點煤炭開采企業(yè)開采建議。

目前河南省薄煤層開采主要集中在中平能化集團，正在開采薄煤層的主要礦井有一礦、四礦、五礦、八礦、十礦、十二礦和平禹二礦，共7個礦，全部采用滾筒采煤機綜合機械化采煤法開采，最高的平均月產(chǎn)80kt，最高月產(chǎn)103kt。中平能化集團大部分礦薄煤層較穩(wěn)定，直接頂板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，底板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，宜選用滾筒采煤機綜合機械化采煤法開采，并進(jìn)一步加大薄煤層采煤機、液壓支架、刮板輸送機的配套研究，實現(xiàn)薄煤層自動化開采。

河南煤化集團永煤公司薄煤層資源豐富，正在開采薄煤層的主要礦井有永煤公司呂溝煤礦。煤層較穩(wěn)定，直接頂板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，底板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，在堅持炮采的基礎(chǔ)上，提高裝備水平，選用滾筒采煤機綜合機械化采煤法開采。

河南煤化集團焦煤公司薄煤層資源儲量不多，目前正在開采薄煤層的礦主要為朱村礦。煤層較穩(wěn)定，直接頂板為L5灰?guī)r，類別為Ⅳ類堅固的非常穩(wěn)定頂板，底板為粉砂巖，開采工藝采用薄煤層機采，單體戴帽點柱支護，采空區(qū)采用膏體充填處理。開采工藝建議改變支護形式，采用液壓支架配合滾筒采煤機開采，實現(xiàn)綜合機械化回采。

河南煤化集團鶴煤公司薄煤層資源儲量不多，目前正在開采薄煤層的礦為王河煤礦，煤層較穩(wěn)定，直接頂板為灰?guī)r，類別為Ⅳ類堅固的非常穩(wěn)定頂板，底板為鋁土泥巖，采用炮采和普采。為提高采面單產(chǎn)，建議對現(xiàn)有的炮采和普采工作面進(jìn)行設(shè)備升級，采用液壓支架配合滾筒采煤機的綜合機械化采煤法。

鄭煤集團薄煤層資源比較豐富，目前正在開采薄煤層的礦為趙家寨煤礦和金龍煤業(yè)公司。趙家寨煤礦直接頂板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，底板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，采用綜采。金龍煤業(yè)公司直接頂為灰?guī)r，采用炮采。建議趙家寨煤礦在目前綜采的基礎(chǔ)上，向自動化無人工作面方向發(fā)展。金龍煤業(yè)公司為提高采面單產(chǎn)，應(yīng)逐步淘汰炮采工藝，研究綜合機械化開采的適應(yīng)性。

神火集團薄煤層儲量較豐富，目前正在開采薄煤層的礦為新莊煤礦，煤層較穩(wěn)定，直接頂板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，底板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，全部為綜采。建議在綜合機械化開采的基礎(chǔ)上，向自動化無人工作面方向發(fā)展。

義煤集團薄煤層儲量不多，目前正在開采薄煤層的礦為曹躍公司，煤層頂板多為灰白色中厚層狀粗－中粒長石石英砂巖，局部為砂質(zhì)泥巖，煤層底板為黑色泥巖及砂質(zhì)泥巖，采用炮采。由于采面單產(chǎn)較低，建議對現(xiàn)有的炮采工作面進(jìn)行設(shè)備升級，研究綜合機械化開采的適應(yīng)性。

4 薄煤層開采技術(shù)綜合配套支撐體系

礦井要實現(xiàn)薄煤層安全高效開采，必須建立薄煤層開采技術(shù)綜合配套支撐體系。從地質(zhì)技術(shù)條件、通風(fēng)技術(shù)條件、瓦斯治理技術(shù)、防治煤與瓦斯突出、綜合防塵技術(shù)、防滅火技術(shù)、防治水技術(shù)、煤質(zhì)管理、政策扶持等方面完善支撐體系，從而實現(xiàn)礦井安全高效生產(chǎn)。

4.1 技術(shù)性支撐

薄煤層開采對地質(zhì)工作提出了更高的要求，必須建立薄煤層開采地質(zhì)條件保障體系，對井田范圍內(nèi)薄煤層進(jìn)行地質(zhì)條件綜合評價、采區(qū)采前地質(zhì)條件勘查、工作面地質(zhì)條件超前探測等。

“一通三防”是煤礦安全生產(chǎn)管理的重點，在薄煤層開采中，必須高度重視。針對薄煤層開采特點，完善礦井通風(fēng)、防治瓦斯、防火、防塵系統(tǒng)，為薄煤層開采奠定安全基礎(chǔ)。

薄煤層開采過程中破矸較多，造成煤質(zhì)較差。因此，必須提高認(rèn)識，加強領(lǐng)導(dǎo)，落實責(zé)任，完善采選系統(tǒng)，強化煤質(zhì)管理，在井下建立矸石倉，在地面建立洗煤廠，提高礦井經(jīng)濟效益。

為實現(xiàn)薄煤層安全高效開采，必須堅持“五個三原則”:

（1）三同步原則，即“同步勘察、同步規(guī)劃、同步設(shè)計開發(fā)”的原則。

（2）三高原則，即“高起點、高投入、高效益”的原則。

（3）三化原則，即“規(guī)?；?、機械化、自動化”的原則。

（4）三新原則，即推廣應(yīng)用“新技術(shù)、新工藝、新裝備”的原則。

（5）三合理原則，即“技術(shù)方案合理、經(jīng)濟效益合理、社會效益合理”的原則。

4.2 政策性支撐

國家及各級政府產(chǎn)業(yè)管理部門應(yīng)充分提高對薄煤層開采的認(rèn)識程度，制定薄煤層開采產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，從政策上規(guī)范薄煤層的開采。

對于薄煤層開采國家及各級政府應(yīng)給予政策性支持，制定薄煤層開采的補貼和減稅政策。

5 經(jīng)濟效益分析

薄煤層開采投入大、產(chǎn)量低、效益差，進(jìn)行薄煤層開采必須進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟分析，在技術(shù)上要保證薄煤層資源安全高效回收，在經(jīng)濟上要實現(xiàn)效益最大化。

（1）當(dāng)投入產(chǎn)出比等于或小于1時，對于一些衰老礦井和現(xiàn)有生產(chǎn)礦井，可以考慮開采;當(dāng)投入產(chǎn)出比小于0.8時，經(jīng)濟效益較好，推薦開采;當(dāng)投入產(chǎn)出比大于1時，經(jīng)濟效益處于虧損狀態(tài)，對于一些衰老礦井建議政府給予政策性補貼開采;對于作為保護層開采的，其綜合效益比較顯著，推薦開采。

（2）新建薄煤層礦井時，必須進(jìn)行經(jīng)濟效益分析，充分考慮煤炭售價與市場前景，投入產(chǎn)出比小于0.8時，推薦投資建井。

（3）在現(xiàn)有生產(chǎn)礦井中，要充分利用已有生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行薄煤層開采，實現(xiàn)薄煤層煤炭資源的回收和開采效益的最大化。

6 結(jié)束語

根據(jù)不同礦井條件不斷完善薄煤層長壁開采技術(shù)，不斷提高機械化和自動化程度水平 ，發(fā)展薄煤層高效開采技術(shù)，逐步建立薄煤層開采技術(shù)綜合配套支撐體系，提高煤炭資源采出率，實現(xiàn)協(xié)調(diào)開采可持續(xù)發(fā)展。

［1］毛德兵，藍(lán) 航，徐 剛.我國薄煤層綜合機械化開采技術(shù)現(xiàn)狀及其新進(jìn)展［J］.煤礦開采，2011，16（3）:11－14，76.

［2］袁 亮.薄煤層開采技術(shù)與裝備研究［J］.煤礦開采，2011，16（3）:15－18，42.

Discussion on Thin Coal-seam Mining Technology and Comprehensive Equipment Match System

LIGui-yun，YANG Zhan-biao，ZHOU Guo-you

（Energy＆Chemical Industry Research Institute，Shenma Group of Pingdingshan Coal Group，Pingdingshan 467000，China）

After briefly introducing coal resource and coal geology of Henan Province，this paper analyzed domestic and overseas development status of thin coal-seam mining.Based on this，it presented suggestions for thin coal-seam mining and technique of 5 key coalmining enterprises of Henan Province.It also put forward comprehensivematched technology and policy supporting system needed by thin coal-seam mining.To realize safety and high-effectmining of thin coal-seam，“five three-principles”must be insisted.They are:three-synchronization principle，three-high principle，three-principle，three-new principle and three-rationality principle.

thin coal-seam;mining technology;comprehensivematched system

TD823.25 1

A

1006-6225（2011）05-0005-03

2011－08－06

中平能化集團平煤股份2010年科研重點攻關(guān)項目:河南省薄煤層開采技術(shù)及綜合配套支撐體系研究 （41040220102116）

李桂云 （1963－），男，湖南衡南人，碩士研究生，高級工程師，從事采礦技術(shù)研究。

［責(zé)任編輯:施紅霞］