采煤工程中薄煤层开采技术研究

马亮

摘 要：虽然我国煤炭储量巨大，但是由于地质条件的限制，许多资源都储存在薄煤层当中，而且许多煤矿开采地区的薄煤层资源十分丰富。例如山东省薄煤层煤炭资源占到该省资源总量的60%左右，四川省薄煤层资源占到该省煤炭资源的52%左右。但是薄煤层开采量却很稀少，仅占煤炭开采总量的9%左右，究其原因即是薄煤层开采成本高，效率低而且极易对自然环境产生破坏，不仅影响了企业的经济效益，而且带来恶劣的环境影响。基于此，本文就对薄煤层的采矿方法和采矿技术进行了分析和研究，以期为薄煤层的开采利用提供相关帮助。

关键词：难采煤层;极薄煤层;薄煤层;采煤工艺

引言

薄煤层的开采在煤矿开采中属于难度非常高的一种，所以在现阶段的煤矿开采中，对于薄煤层开采需要使用特殊的开采方法。由于在现阶段对于煤矿资源需求的增加以及煤矿资源总量的降低，所以在现阶段煤矿开采行业非常重视对薄煤层开采的研究，研究的重点包括开采技术，开采设备和开采工艺。同时由于这两类煤层的开采难度较高，所以开采人员自身的技术水平和专业能力也必须得到充分保证。在现阶段属于市场经济时代，煤矿企业开采煤矿的目的是为了获得经济效益，所以在正式开采煤层前需要先评估开采煤层所能获得的收益和效益，充分考虑各相关因素的影响制定出性价比最高的开采方案。

1薄煤层概况及开采特点

1.1薄煤层概况

薄煤层作业空间小，采高一般在0.5m至1.3m之间，甚至有的薄煤层厚度仅为0.3m左右。在传统开采中，掘进工人的处境可想而知，必须趴着才能进行开采作用，影响了工人的身体健康情况。即使在现代化施工装备的支撑下，对综采設备和液压系统具有更高的要求。例如极薄煤层开采中就需要将液压支架设计成为双伸缩结构，也增加了企业的开采成本。因此，薄煤层对于工艺技术有着非常高的要求和标准。一般来说，要想在薄煤层开展采煤活动必须具备下述条件：（1）在薄煤层中，煤炭资源非常优质;（2）煤矿矿井仍可以使用，薄煤层中仍有煤炭资源。

1.2开采特点

薄煤层具有下述开采特点：（1）在这两种煤层中煤炭层厚度较小，所以在具体的开采工作时，所预留的开采空间非常有限，这就给开采人员的工作带来了严重影响，不利于开采效率的提高，使开采难度得到提升。（2）由于薄煤层自身开采环境相对较差，所以有很多机械设备根本无法应用到薄煤层的开采中，同时即便设备可以使用，但是其所发挥的功效也非常有限。（3）由于薄煤层的厚度相对较小，这就为掘进工作提供了便利，掘进效率相对来说要高于厚煤层和中煤的开采，然而其在工作面交接时难度非常大，严重降低了薄煤层的煤炭开采量，所能获取的经济效益非常有限。（4）由于薄煤层自身地质结构特点的原因，所以在开采煤层时，人力投入和资金投入会非常大，但是在同等条件下，其所能得到煤炭量和所能创造的经济效益根本无法与厚煤层和中煤层相比。

2薄煤层采煤工艺分析

2.1长壁采煤工艺

在当下薄煤层开采中经常会使用长壁采煤工艺，该工艺的操作流程和所用的设备都非常简单，然而在具体应用过程中，该采煤工艺对于地质条件有着相关要求，多数情况下长壁采煤工艺只能用在煤层结构简单、赋存比较稳定的薄煤层。虽然在我国煤层开采中也可以利用滚筒式采煤机和刨煤机，然而薄煤层自身的煤层厚度太薄，其在应用中也会受到一定程度的限制。滚筒式采煤机的开采效率相对较好，然后成本要高于刨煤机，开采步骤也相对复杂。而刨煤机的成本相对较低，同时步骤非常简单，在当下的应用更为广泛。

以三一重工研制的BH38/2×400型全自动刨煤机为例，该刨煤机与轨道综合联动，能有效地实现自动化生产。刨煤机工作时，对地层要求很高，既要保证地层平稳，又要达到一定的硬度。刨煤机作业过程中，应保持机械功率在400 Kw以上、切割深度在0.25 m以内、速度应控制在3 m/s以内。刨煤机综合性较高，可实现落煤、装煤、运煤环节的一体化，以有效提高采煤工作效率。刨煤机有三大优点：第一，刨煤机在薄煤层开采过程中具有很高的自动化程度，从而有效地构建出综合化的开采作业系统;第二，采用机械式自动化作业，可实现连续开采，从而有效保证了开采速度;第三，促使企业经济效益大幅度提高;第四，刨煤机在结构上比较简单，特别便于维修。

2.2螺旋钻机采煤

在以往的煤炭开采中经常会使用螺旋钻机采煤，并且在现阶段经过技术的不断更新和换代，螺旋钻机采煤也得到了充分的发展和进步。螺旋钻机适用于对0.4-0.8m厚度的煤层，因此在薄煤层的实际采煤作业中运用较为广泛。在薄煤层的实际采煤作业中利用螺旋钻机可以实现无人作业，在人力投入过程中有效地降低人力的投入，进而有效地提升企业的经济效益。利用螺旋钻机技术采煤作业，其操作人员只要操作螺栓钻机，钻机和人员不必处于同一个作业面。利用螺旋钻机技术进行采煤，尽管出现了意外事故，同样可以有效地保障采煤作业人员的生命安全。采用螺旋钻机技术进行薄煤层采煤作业，有效地实现了人机分离，进而降低了人为因素在采煤过程中的影响作用。采用螺旋钻机进行采煤，具有易于操作和维护以及安全可靠的特点，其实用性较高。

螺旋钻机采煤在当下极薄煤层和薄煤层开采中虽然应用简单，但是其工作效率相对较低，这就限制了螺旋钻机采煤的进一步应用。在现阶段相关技术人员和研究人员，对极薄煤层和薄煤层中螺旋钻机采煤方式的应用进行了深入的分析和研究，要想保证该技术在薄煤层和极薄煤层中的有效应用，必须从钻头方面入手，根据具体的煤层厚度来选择相应型号的钻头，这样才能提高开采的效率。

2.3急倾斜煤层钢丝绳锯采煤工艺

急倾斜煤层钢丝绳锯采煤工艺通常多用于倾斜角度在85°以上的急倾斜薄煤层的开采，然而随着现今技术的不断进步，使该采煤工艺也可以在极薄煤层开采中使用，并且采煤率也得到了很大提高。急倾斜煤层钢丝绳锯采煤工艺在应用时工作面会呈现一定角度，所以必须用牵引机械来配合开采。同时，在应用该方式进行采煤时，一般只需要做好顶板支撑即可，使用起来相对比较简单。但是需要注意的是急倾斜煤层钢丝绳锯采煤工艺在应用过程中也会受到地质环境的影响，如果地质环境不符合该工艺的应用要求，其开采效率和采煤率就会大大降低。

除此以外，在具体应用过程中，电机绞车等设备会安装在工作面下，尾轮和导向轮等设备则是安在工作面上部，在牵引设备的作用下，就会使绞车在工作面做往返运动，进而起到煤炭开采的作用，这样就不需要开采人员进入工作面，有效降低了开采的难度和人工工作量。

结束语

综上，有鉴于薄煤层开采环境、开采效率的限制与特点，薄煤层开采的未来发展方向必然是综采，通过不断提高机械设备的信息化水平和自动化程度，进而减少煤层中工人的劳动强度、工作环境，发展无人采煤技术，最终达到提高薄煤层开采效率的目的。但是无论哪种综采设备都需要根据薄煤层的特点以及企业需要进行选择。

参考文献

[1]郭晓永.薄煤层综采机械化采煤技术分析[J].中国石油和化工标准与质量，2020，40（02）：202-203.

[2]任健.薄煤层开采综合机械化技术现状及发展分析[J].当代化工研究，2019（17）：9-10.

[3]李思佳.采煤工程中薄煤层开采技术浅探[J].石化技术，2019，26（12）：166+170.

[4]冀连军.薄煤层机械采煤的工艺与方法[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（22）：233-234.