趙晉強(qiáng) 喬穎

摘要：綜合機(jī)械化采煤提高了礦井采煤過程的工作效率，但是由于使用全機(jī)械化進(jìn)行采煤操作，而往往天然的煤層地勢(shì)是復(fù)雜多變的，在綜采過程中需要對(duì)煤層性質(zhì)，機(jī)構(gòu)組成等進(jìn)行全方位了解和勘測(cè)。文章從煤層厚度、煤層傾角、煤層底板和頂板、煤層中斷層和煤層構(gòu)造等方面分析了煤層對(duì)于綜合機(jī)械化采煤的影響。在進(jìn)行機(jī)械化采煤過程中，要根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況具體選擇合適的開采設(shè)備，減低開采難度。

關(guān)鍵詞：綜合機(jī)械化采煤；煤層厚度；煤層傾角；煤層底板；煤層中斷層

中圖分類號(hào)：TD823文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2012）10-0157-02

綜合機(jī)械化采煤是指采煤工作破煤、裝煤、運(yùn)煤、支護(hù)、采空區(qū)處理及回采巷道運(yùn)輸、掘進(jìn)等全部生產(chǎn)過程，全部采用機(jī)械化進(jìn)行操作的技術(shù)。我國采煤業(yè)的發(fā)展推動(dòng)了采煤技術(shù)的機(jī)械化，綜合機(jī)械化采煤水平是企業(yè)管理先進(jìn)水平的體現(xiàn)，也是采煤工程運(yùn)行工程質(zhì)量的考驗(yàn)。而影響綜合機(jī)械化采煤的因素有很多，既包括了煤礦天然因素例如煤層大小、厚度、質(zhì)量的影響，也包括了采煤機(jī)械設(shè)備質(zhì)量的影響，同時(shí)也受到人為因素例如管理制度，操作人員技能水平等的影響，各種因素相互關(guān)聯(lián)相互影響共同決定機(jī)械化采煤工程的質(zhì)量。煤層因素是對(duì)綜合機(jī)械化采煤技術(shù)影響較大的，下面對(duì)煤層因素對(duì)綜合機(jī)械化采煤的影響進(jìn)行探討。

一、煤層厚度的影響

一般來說，煤層厚度是對(duì)機(jī)械化采煤的工作影響的最小結(jié)構(gòu)。煤層厚度也和調(diào)整簡(jiǎn)范圍、機(jī)身長(zhǎng)度以及過機(jī)空間有關(guān)，它也對(duì)支架高度和伸縮量呈正相關(guān)。不是所有的煤層都適合機(jī)械化采煤的要求，一般來講，煤厚為1.25～3.5m是機(jī)采最有利的條件，如果煤層太薄，機(jī)械化成本和采煤人員空間方面都受到限制，故一般不采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行作業(yè)。

為了使得綜合機(jī)械化采煤成套設(shè)備綜合技術(shù)配套針對(duì)不同煤層劃分煤層區(qū)間厚度0.65～1.30m，1.10～2.40m，1.70～2.60m，2.00～3.20m，2.50～4.40m。實(shí)際進(jìn)行采煤時(shí)候，根據(jù)具體探測(cè)情況不同，對(duì)礦井的各個(gè)煤層劃分出塊段。然后，對(duì)每個(gè)塊段的煤層厚度進(jìn)行方差計(jì)算，然后進(jìn)行采煤機(jī)械設(shè)備配套吻合，選擇合適的架型。

根據(jù)實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)礦井選擇2～3種架型為佳，而且成本預(yù)算必須對(duì)采煤量和使用架型之間進(jìn)行一個(gè)合理估量，以免造成設(shè)備運(yùn)輸費(fèi)用超出采煤量預(yù)算金額的情況出現(xiàn)。

二、煤層傾角的影響

煤層傾角的影響主要表現(xiàn)在各個(gè)表面之間的摩擦力不同。摩擦系數(shù)受到環(huán)境濕度和相應(yīng)的摩擦角度的影響，例如在干燥的條件下，金屬對(duì)底板巖石的摩擦系數(shù)為0.35～0.40，其相應(yīng)的摩擦角為18°～20°，而在潮濕的情況下摩擦系數(shù)將會(huì)降低。需要根據(jù)煤層傾角劃分在機(jī)械設(shè)備不同部分安裝防滑裝置，傾角越大的防滑設(shè)備需要提高要求。

三、煤層頂板和底板的影響

煤層頂?shù)装逵忻奥湫院头€(wěn)定性兩個(gè)方面特點(diǎn)，如果是堅(jiān)硬的砂巖、礫巖它的抗壓強(qiáng)度多數(shù)為80～120MPa，巖石堅(jiān)硬度可以調(diào)高它整體的穩(wěn)定性和減低冒落。在進(jìn)行煤層綜合機(jī)械化采煤過程中，如果受到壓力和硬度影響比較大的話，需要采用打孔注水，放炮等方式進(jìn)行強(qiáng)制性放頂處理。例如需要選取合適性質(zhì)的采煤設(shè)備，刨煤機(jī)最適宜用在暴露寬度為0.6m中等穩(wěn)定頂板。而頂板不穩(wěn)定，分段刨煤或縮小位移，需要減小無立柱空間寬度宜采用機(jī)身梯度較小，輸送機(jī)寬度較窄的型號(hào)。綜合機(jī)械化采煤過程需要通過斷層進(jìn)行挖掘，這樣頂?shù)装鍘r石組成對(duì)綜機(jī)過段層影響也很大，泥巖比硬質(zhì)巖石要容易很多。

除開煤層頂?shù)装?，煤層底板同樣?huì)影響到綜合機(jī)械化采煤過程。小褶曲它對(duì)綜采的影響比較明顯，特別是小褶曲頻繁出現(xiàn)時(shí)候，煤層的急劇變化和產(chǎn)狀改變，超出綜采機(jī)架型承載范圍，也對(duì)運(yùn)輸造成不便。底板或頂?shù)装搴兴睗竦脑?，?huì)使綜采受到限制，必須使用其他機(jī)型增加發(fā)掘力度。

四、煤層中間斷層的影響

煤層斷層對(duì)綜采的影響可以分為中大斷層（落差大于5m）和小斷層（落差小于5m）斷層，落差不同，往往影響到地質(zhì)勘查開采的難易程度以及使用設(shè)備的壽命。

因此，對(duì)于煤層中間斷層需要在綜采開工之前做好準(zhǔn)備工作，在地質(zhì)勘探階段或礦井開拓及生產(chǎn)準(zhǔn)備階段等進(jìn)行采區(qū)或工作面，清楚整個(gè)礦井的斷層布展方向及延伸長(zhǎng)度，設(shè)計(jì)出采區(qū)或工作面的尺寸，如何處理好在不同斷層之間布置的工作面，預(yù)計(jì)實(shí)際成本費(fèi)用。然而由于小斷層在開采之前難以發(fā)現(xiàn)，斷層走向線與工作面線的夾角會(huì)影響到采面過斷層的難易程度，這些都是采煤作業(yè)過程中不可控制的地質(zhì)因素，特別在處理未斷開煤層，它的厚度小于綜合機(jī)械化采煤技術(shù)高度，如果巖石硬度較大，也會(huì)直接影響到機(jī)械設(shè)備的壽命和效率。

斷層的斷層落差是通過對(duì)采煤面影響到整個(gè)工序的，不同類型的采煤機(jī)不可能同時(shí)適應(yīng)上多種復(fù)雜的工作面底板標(biāo)高落差改變，這說明預(yù)測(cè)準(zhǔn)備階段是非常重要的。小斷層處的地質(zhì)因素會(huì)相對(duì)復(fù)雜很多，有些地方存在破碎帶，頂板穩(wěn)定性很差，極易形成冒落，綜采過程如果遇到小斷層破碎帶情況需要謹(jǐn)慎處理。

五、煤層存在夾石對(duì)綜采的影響

夾石是泥巖或炭質(zhì)泥巖時(shí)候由于硬度和厚度不太大，一般對(duì)采煤影響不大。但煤夾石為砂巖且厚度又較大時(shí)，則會(huì)影響綜采的正常生產(chǎn)，遇到這種情況時(shí)候需要探測(cè)地勢(shì)情況，必要時(shí)采用透鏡體放震動(dòng)炮方等措施解決。此外，夾石的組成也是對(duì)開采有很大影響的一個(gè)因素，例如存在火成巖附近的煤礦一般都會(huì)變質(zhì)為天然焦，周圍破碎的巖石較多，因此如果勘測(cè)中綜采機(jī)械不易進(jìn)行操作則需要更換其他開采方法。

六、煤層的機(jī)構(gòu)破壞

進(jìn)行綜合化采煤的過程中，機(jī)械對(duì)于煤層構(gòu)造會(huì)造成破壞。原煤層可能會(huì)由很多帶狀條狀結(jié)構(gòu)組成，或者有不同分層機(jī)構(gòu)。當(dāng)機(jī)構(gòu)失去原先的條帶狀結(jié)構(gòu)，形成粉狀煤或者破裂煤層或由于地底礦井中受潮的環(huán)境使煤變硬，在后期進(jìn)行綜采過程比較困難。如果選擇的機(jī)械采煤設(shè)備對(duì)煤層受力作用不均勻，也會(huì)對(duì)綜采造成影響。如果回采過程中壓力大，也會(huì)造成底板，片層抽條，煤層傾斜角度也會(huì)增加開采機(jī)構(gòu)破壞的可能性。

七、其他煤層因素對(duì)綜采的影響

煤礦的地質(zhì)結(jié)構(gòu)是錯(cuò)綜復(fù)雜的，因此影響綜合性機(jī)械采煤的因素也是多樣性的，例如如果煤層中存在瓦斯突出的斷層結(jié)構(gòu)，考慮到如果操作不慎或者開采中摩擦生熱等因素影響易引起瓦斯爆炸，為了降低安全隱患必須采取防范措施。上述提到的很多煤層結(jié)構(gòu)的改變都會(huì)受到水分和潮濕環(huán)境的影響。在開采過程中注意防潮排水，防止煤層在水下性質(zhì)改變?cè)黾訖C(jī)械開采難度。

綜合上述可知，機(jī)械化綜合開采技術(shù)對(duì)于煤礦開采作業(yè)帶來極大方便，綜合機(jī)械采煤技術(shù)提高了開采的效率，給煤礦開采帶來極大便利。但是由于受到技術(shù)層面的限制以及在煤層方面地質(zhì)因素復(fù)雜，也對(duì)開采帶來很多挑戰(zhàn)。一方面，需要相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員在實(shí)踐中不斷摸索更新提高技術(shù)水平，使得采煤機(jī)械設(shè)備對(duì)于復(fù)雜煤層的適應(yīng)性更高，煤礦工程的整個(gè)過程需要對(duì)整個(gè)煤礦的地質(zhì)條件、環(huán)境、煤層組成各方面做深入了解，做足開采前勘測(cè)準(zhǔn)備工作。

參考文獻(xiàn)

[1]李俊斌，熊曉英，葉永紅．4.0m左右煤層采用綜合機(jī)械化采煤的實(shí)踐[J]．煤炭科學(xué)技術(shù)，2004，5（32）．

[2]李曉陽．淺談綜合機(jī)械化采煤影響因素及使用經(jīng)驗(yàn)[J]．工業(yè)技術(shù)，2010，（1）．

[3]吳秀萍．影響綜合機(jī)械化采煤的因素分析[J]．山西焦煤科技，2005，（3）．

[4]周寶利，左有海．綜合機(jī)械化采煤的影響因素分析[J]．煤炭技術(shù)，2001，12（20）．

[5]郝峰．綜合機(jī)械化采煤在薄煤層開采中的應(yīng)用[J]．中州煤炭，2011，（10）．

[6]陳德豹，張同軍．綜合機(jī)械化采煤在薄煤層中的應(yīng)用[J]．山東煤炭科技，2008，（5）．

（責(zé)任編輯：文森）