侯京平

（山西西山白家莊礦業(yè)有限責任公司， 山西　太原　030022）

1　國內(nèi)薄煤層賦存情況及開采現(xiàn)狀

據(jù)有關部門統(tǒng)計，在國內(nèi)70多個大小礦區(qū)中，有近450個礦井賦存著大約700層左右的薄煤層，其中已探明的可采儲量近60億t，占到了國內(nèi)煤炭可采儲量的近1/5，而在這些薄煤層中以0.8～1.3 m的薄煤層居多，占到了86%左右，剩余的14%為厚度低于0.8 m的煤層。

我國中厚煤層開采技術、厚煤層開采技術以及特厚煤層開采技術發(fā)展較快，開采技術也越來越成熟，而薄煤層開采技術發(fā)展速度相對較慢。這主要是由于開采薄煤層取得的經(jīng)濟效益相對較低，致使很多礦井一般都會優(yōu)先考慮開采中厚煤層及厚煤層，擱置薄煤層，部分礦井甚至干脆丟棄薄煤層。然而經(jīng)長期開采，很多礦井已幾乎沒有易采的中厚煤層，正常生產(chǎn)遭遇瓶頸，于是逐步開始重視發(fā)展薄煤層綜采技術[1]。

2　薄煤層滾筒采煤機綜采及其適應性

采用滾筒采煤機割薄煤層，其實際割煤作業(yè)與中厚煤層割煤作業(yè)大致相似，通常采用端部進刀方式，用割煤機的前滾筒來割頂煤，底煤用后滾筒來割，裝煤可通過讓滾筒的螺旋葉片與鏟煤板相互配合來完成，在割煤作業(yè)中，應采用往復式割煤，不留任何三角煤，對于頂板的管理可選用全部垮落法，另外對于頂板的支護應依據(jù)實際情況進行科學合理的選擇，若直接頂狀況良好且具有較好的穩(wěn)定性時，可采用滯后支護，若直接頂較破碎且不穩(wěn)定時，應優(yōu)先選用及時支護。

對于采高大于0.8 m，煤層傾角小于25°，且不存在較大斷層與褶曲構造的薄煤層較適合采用薄煤層滾筒采煤機進行綜采。薄煤層滾筒采煤機與刨煤機相比，其能更好地適應煤層厚度變化情況、頂?shù)装迤鸱闆r以及煤層存在夾矸，硬煤情況等，能更好地適應煤層賦存地質條件，具有較高的過斷層能力、破煤能力，較高的機械化水平，能更好地管理頂板，降低安全隱患，可快速推進工作面，實現(xiàn)高產(chǎn)、高效，但是可采的最小采高受限，很難解決“小機身、大功率”問題[2]。

3　薄煤層刨煤機綜采及其適應性

刨煤機在進行刨煤作業(yè)時，工作面兩端頭裝設的刨頭驅動裝置，會控制刨煤機刨鏈帶動刨頭工作，刨刀會按指定的刨削深度進行刨煤作業(yè)，實際刨落的煤炭資源會途徑刨頭犁形斜面最終流入輸送機，然后再由輸送機從工作面運出。刨刀在刨煤時，其具體進刀方式可細分為人工開切口進刀與斜切進刀；人工開切口進刀作業(yè)主要是刨煤機由上切口運行至下切口來實施刨煤作業(yè)，在此過程中刨頭通過后液壓支架對輸送機槽與移架進行推移，當刨頭運行至機尾后再進行反方向刨煤，這樣反復循環(huán)多次可實現(xiàn)連續(xù)刨煤、運煤作業(yè)。對于斜切進刀刨煤作業(yè)，主要為刨煤機由機頭逐步移向機尾上行來實施刨煤，在此過程中刨頭通過后液壓支架依據(jù)下行刨深來對輸送機槽進行推移，當刨頭到達機尾后并反向下行至輸送機彎曲段時，然后再逐漸斜切入煤壁，液壓支架會依據(jù)上行刨深來對輸送機槽進行推移，一個完整的采煤循環(huán)為工作面與端頭各液支架都動作一次。

對于煤層厚度變化不大，賦存條件良好，傾角小于25°，不存在較大斷層以及陷落柱，不粘頂，頂?shù)装宀淮嬖谳^大起伏，頂板沒有淋水，具有較強可刨性的煤層較適合采用刨煤機綜采。

應用刨煤機綜采薄煤層主要有下列優(yōu)點：第一，便于開采薄煤層，日常維護也較容易；第二，選用靜力來刨煤、裝煤，可采出更多塊煤，產(chǎn)生的煤粉少，且不易混入外在灰粉，有助提高煤質，獲得高售價，同時可降低煤粉治理成本；第三，耗能少，振動小。進行割煤作業(yè)后，頂板暴露面積小、時間短，頂板易維護管理；可均勻釋放瓦斯，因此高瓦斯礦井可應用刨煤機刨煤；第四，全自動化刨煤機配備電液控制系統(tǒng)的液壓支架后，可把傳統(tǒng)的定壓推進轉換為定量推進，這樣可確保按固定刨深邊刨煤邊推進，可達到連續(xù)循環(huán)作業(yè)，能充分利用工作時間，實現(xiàn)高產(chǎn)、高效；第五，在回采巷道內(nèi)布設操作系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)，可改善工人作業(yè)環(huán)境，減輕工人勞動強度，減少勞動事故，降低勞動成本，且更易生產(chǎn)管理。刨煤機采煤法的缺點是：第一，所用刨煤機各鑄件通常較單一，外形較復雜，且高精度，高自動化，這就對相關操作人員的操作技能提出了更高要求；第二，對待開采工作面具有較高的地質條件要求，與滾筒采煤機相比，適應性較差，無法對刨頭高度進行隨時調(diào)整，易發(fā)生“飄刀”現(xiàn)象或“啃底”現(xiàn)象[3]。

4　螺旋鉆綜采及其適應性

用螺旋鉆機來開采薄煤層時，通常我們會選用獨頭掘進，只需對一條回采巷道進行掘進便可對其兩側煤層進行鉆采，可實現(xiàn)無人工作面獨頭采煤。具體開采方式主要有兩種：第一種，采用前進式對回采巷道上幫煤進行鉆采，讓掘進與鉆采實現(xiàn)平行施工，前面掘進后邊螺旋鉆機緊接著采煤，當?shù)竭_停采處后，開始調(diào)頭采用后退式對回采巷道下幫煤層進行鉆采，與此同時可逐步回撤巷道支架；第二種，采用前進式來鉆采下幫，讓前面掘進鉆機滯后一段距離采煤，采用此種方式可把掘進時產(chǎn)生的大多數(shù)矸石充填至下幫鉆孔，讓掘進矸石不上井實現(xiàn)綠色開采。

螺旋鉆綜采的薄煤層，最好應走向穩(wěn)定，傾角應小于15°，厚度最好在0.4～0.8 m之間，自燃性小，具有穩(wěn)定圍巖，且不存在煤與瓦斯突出危險。螺旋鉆綜采也有較廣泛的應用范圍，如可開采松軟煤層、保護層，同時也可開采邊角煤以及三下壓煤等。

螺旋鉆綜采也具有很多優(yōu)點，如回采工藝簡單，且螺旋鉆機可把鉆孔內(nèi)的破煤工序、裝煤工序以及掏煤工序都全部完成，這樣可使傳統(tǒng)多元開采模式逐步發(fā)展為單一模式；在不用輸送機設備、支架設備等的情況下就可進行鉆孔采煤，可大幅降低薄煤層綜采投資成本；在平巷中作業(yè)人員便可完成各種操作，實際機械化程度相對較高，工人勞動強度低，可以更好地防治各類頂板事故等。但這種采煤法也存在一定缺陷，如在工作中需花費很長時間來接長與縮短鉆桿，同時處理礦井矸石，會進一步增大實際采煤成本，若未能科學、合理地處理矸石填充體的接頂問題，當應用面積較大時，發(fā)生頂板冒落后易形成地表沉降；在鉆孔間留設煤柱可能會影響煤炭實際采出率[4]。

5　結語

隨著各礦井開采年限的增加，礦井煤炭資源量不斷減少，而煤炭資源屬于一種非可再生資源，未來會變得日益緊缺。為此，必須充分保護好、利用好現(xiàn)有煤炭資源。通過研究薄煤層綜采工藝及各種工藝的適應性，有助于科學、合理地選取薄煤層綜采工藝，充分利用好各種煤炭資源，有效延長礦井生產(chǎn)年限，使我國煤礦開采事業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

[1]黃銳，邱亮亮，劉寧寧.我國薄煤層開采及刨煤機采煤技術的應用[J].煤炭技術，2012（28）：3-5.

[2]霍丙杰，張宏偉，張茂林.采空區(qū)下薄煤層螺旋鉆機采煤技術[J].煤炭科學技術，2013（8）：8-11.

[3]敬毅，邱亮亮，劉寧寧.關于薄煤層開采的現(xiàn)行經(jīng)驗及其發(fā)展問題的探索[J].山東煤炭科技，2009（2）：178-179.

[4]劉振華，杜長龍，劉送永.MZ型鉆機式采煤機在薄煤層開采中的應用分析和發(fā)展探討[J].煤礦機械，2015（29）：1-3.