论文部分内容阅读
摘要：随着社会经济的飞速发展和工业化进程的不断加快，国内煤炭开采技术水平也有了很多程度的提高，对国民经济的发展起到了巨大的推动作用。煤炭开采，尤其是极薄煤层的开采，成为实现煤炭工业可持续发展的重要保障。本文将对当前极薄煤层开采过程中存在的主要问题、开采工艺与技术进行分析，并在此基础上以某一煤层开采实践为例，进行全面的阐释，以供参考。
关键词：极薄煤层；煤矿开采；工艺与技术；探究
中图分类号： X752 文献标识码： A 文章编号：
极薄煤层作为我国煤炭资源的重要组成部分，加强对及开采工艺与技术的研究，具有非常重大的现实意义。
1、极薄煤层开采中的问题分析
从当前煤矿开采实践来看，国内极薄煤层开采过程中主要存在着以下几个方面的问题：
首先，煤层实际开采中会遭受各种地理环境与空间范围的局限，开采机械设备的安装与操作难度相对较大一些；由于极薄煤层开采空间相对比较有限，工作人员的实际活动范围也非常的有限，因此瓦斯等有毒、有害气体的排放更加的困难一些，很容易产生安全事故问题。由于极薄煤层所赋存的煤矿厚度相对较小，因此煤层实际开采的进度较快，開采机械设备的运转周期因此也会变短，加之频繁复杂的开采设备调动，导致煤层开采工作显得非常的紧张。
其次，较之于中厚煤层而言，极薄煤层的单位煤炭生产量成本相对较大一些。但极薄煤层煤矿开采的优势主要表现在：工作面顶板位移相对较小，容易受到有效的控制，同时极薄煤层的开采不会造成大面积的塌陷事故，煤层的开采也不会对邻近的煤层产生严重的影响和伤害。
最后，较之传统的中厚煤层而言，极薄煤层中的煤矿产量相对较低一些，而且煤矿开采过程中会造成非常严重的抛洒浪费问题。极薄煤层所处的实际地理环境相对比较复杂和多变，这对极薄煤层的开采量造成了非常严重的影响。
以上问题的存在，对极薄煤层的生产产生了非常大的影响，而且还可能引发一些安全事故，因此应当加强重视和技术创新。
2、极薄煤层开采工艺与技术
基于以上分析，当前极薄煤层开采中的常用技术和工艺主要是采煤机采煤法、刨煤机采煤法和螺旋钻机采煤法，具体分析如下：
（1）采煤机采煤法
该技术需要足够大的运转功率和空间，其自身一定要具有切割各种岩石的能力，当前使用的极薄煤层采煤机类型有骑输送机式、爬底板式两种。骑输送机式采煤机靠传输链条牵动，爬底板式采煤机则将采煤机机身放入滚筒机道之中，又称滚筒采煤机。爬底板式采煤机的过煤空间相对较高一些，有效增大了采煤机的功率，使采煤作业通风断面的面积加大，提高了安全性能。
（2）刨煤机采煤法
该技术是当前极薄煤层煤矿开采中应用较为广泛的一种机械化采煤法，不仅可以保证采煤质量，更重要的是能够有效提高煤层的开采效率。刨煤机采煤技术应用在煤层倾角小于25度的煤层开采中，煤体硬度压强不超过25MPa，煤体的硬度应当小于底板硬度，而且煤层所处位置的地质条件一定要稳定。刨煤机最快切割速度可达到每秒三米的距离,而且切割的功率可超过400千瓦，每刀的截割深度可达0.25以上米。
（3）螺旋钻机采煤法
该方法是当前煤矿开采中应用比较广泛的另一种机械化煤矿开采技术，主要应用在0.4至0.8米厚度的煤层开采过程中。螺旋钻采煤技术的优点在于，它可实现工作面无人值守作业，全部工作人员均可在巷道中实现操作管理，不仅有效地提高了工作人员的作业环境安全性，而且对于杜绝顶板事故、瓦斯爆炸事故的发生，具有非常重要的作用。该采煤技术具有人力资源投入少、产量多以及效率高等特点，同时，其结构构成相对简单，而且易于维护，安全可靠性高。
3、应用案例分析
（1）工况概述
煤矿煤层与顶底板岩性煤的平均厚度为38厘米，直接顶板由灰色的石灰岩构成，其厚度大约在1.6至2.5米之间，同时还包含着燧石和裂隙发育。该煤矿的底板是灰色的炭质泥岩，其厚度大约在1至1.5 米之间，而且含有大量的云母、 炭纹以及黄铁矿等。煤和底板矸石化验指标工作面在开采之前，对揭露煤和底板炭质泥岩的相关指标进行了测定，其参数是：工作面的实际可采厚度为1.2米， 分煤层的厚度大约为38厘米，底板上的炭质泥岩厚度大约为75厘米。
（2）煤矿开采技术与回采工艺
实践中，采煤技术和方法主要是根据工作面上的巷道实际情况进行布置，多采用的是走向长壁开采技术。煤矿工作面上的走向长度为450米左右，而且切眼的长度大约为100米。煤矿采高确定时，应当根据煤层38厘米的厚度和滚筒的直径进行确定。 极薄煤层的开采工艺流程为：机组割底板矸石、人工放顶煤、打临时支柱、出煤、清浮煤矸、移溜、打柱以及回柱放顶等。
落煤方式是利用单滚筒式的采煤机，其工作面上、下出口位置作为机窝，从机窝中进刀，每次往返都要进两刀，当割完底板上的矸石，到机窝位置再停机，采用人工爆破模式和方法将顶煤放掉。在此过程中，所采用的主要装煤方式是采煤机自行装煤，同时兼顾人工清理浮煤。采煤过程中的主要运输方式是工作面使用可弯曲刮板式的运输机，而且运输道中使用一部刮板运输机，并配合一部吊挂式皮带机，实现连续运煤作业。煤、矸两种物质，采用分开运输的方式，而且采区中通常要预设两个储煤井，即储煤与储矸石。具体操作过程中，两个储煤井之间布设一部运输机即可，出煤时第一个储矸井利用挡板将其挡住，此时煤碳通过两井间设置的运输机送到第二个储煤井之中，从而完成运输作业操作。在极薄煤层开采过程中，所采用的主要支护方式为：煤层工作面上的基本支护采用的是单体液压支柱，其上下两个安全出口位置均采用的是单体液压支柱，同时配合木垛进行作业；工作面中的特殊支护采用的是丛柱支护方式，丛柱每组有四颗，8米为一组，而且切顶线的同侧采用的是密集支柱。
结语：薄煤层的储量约占总储量的五分之一，但实际产量仅为10％，这远低于储量所占比例，其原因在于开采工艺和技术相对落后。因此，应当不断加强对薄、极薄煤层的开采重视和技术工艺创新，以提高极薄煤层的产量。
参考文献：
[1]周学斌 贺学.螺旋钻采煤技术在极薄煤层开采中的应用[J].煤炭工程. 2010(03) .
[2]胡继雄 敖祥.马河煤矿极薄煤层开采及煤炭产业升级研究[J] .现代商贸工业，2012（14）．
[3]李明. 破碎顶板条件下的极薄煤层开采实践[J].赤子，2012(13)
[4]吴树新. 试谈采煤方法和采煤技术的合理选择[J].科学之友：中，2012(05)
[5]梁建伟余勇辉. 煤矿矿井安全质量标准化建设应注意的问题[J] . 中国科技博览，2011（26）.
关键词：极薄煤层；煤矿开采；工艺与技术；探究
中图分类号： X752 文献标识码： A 文章编号：
极薄煤层作为我国煤炭资源的重要组成部分，加强对及开采工艺与技术的研究，具有非常重大的现实意义。
1、极薄煤层开采中的问题分析
从当前煤矿开采实践来看，国内极薄煤层开采过程中主要存在着以下几个方面的问题：
首先，煤层实际开采中会遭受各种地理环境与空间范围的局限，开采机械设备的安装与操作难度相对较大一些；由于极薄煤层开采空间相对比较有限，工作人员的实际活动范围也非常的有限，因此瓦斯等有毒、有害气体的排放更加的困难一些，很容易产生安全事故问题。由于极薄煤层所赋存的煤矿厚度相对较小，因此煤层实际开采的进度较快，開采机械设备的运转周期因此也会变短，加之频繁复杂的开采设备调动，导致煤层开采工作显得非常的紧张。
其次，较之于中厚煤层而言，极薄煤层的单位煤炭生产量成本相对较大一些。但极薄煤层煤矿开采的优势主要表现在：工作面顶板位移相对较小，容易受到有效的控制，同时极薄煤层的开采不会造成大面积的塌陷事故，煤层的开采也不会对邻近的煤层产生严重的影响和伤害。
最后，较之传统的中厚煤层而言，极薄煤层中的煤矿产量相对较低一些，而且煤矿开采过程中会造成非常严重的抛洒浪费问题。极薄煤层所处的实际地理环境相对比较复杂和多变，这对极薄煤层的开采量造成了非常严重的影响。
以上问题的存在，对极薄煤层的生产产生了非常大的影响，而且还可能引发一些安全事故，因此应当加强重视和技术创新。
2、极薄煤层开采工艺与技术
基于以上分析，当前极薄煤层开采中的常用技术和工艺主要是采煤机采煤法、刨煤机采煤法和螺旋钻机采煤法，具体分析如下：
（1）采煤机采煤法
该技术需要足够大的运转功率和空间，其自身一定要具有切割各种岩石的能力，当前使用的极薄煤层采煤机类型有骑输送机式、爬底板式两种。骑输送机式采煤机靠传输链条牵动，爬底板式采煤机则将采煤机机身放入滚筒机道之中，又称滚筒采煤机。爬底板式采煤机的过煤空间相对较高一些，有效增大了采煤机的功率，使采煤作业通风断面的面积加大，提高了安全性能。
（2）刨煤机采煤法
该技术是当前极薄煤层煤矿开采中应用较为广泛的一种机械化采煤法，不仅可以保证采煤质量，更重要的是能够有效提高煤层的开采效率。刨煤机采煤技术应用在煤层倾角小于25度的煤层开采中，煤体硬度压强不超过25MPa，煤体的硬度应当小于底板硬度，而且煤层所处位置的地质条件一定要稳定。刨煤机最快切割速度可达到每秒三米的距离,而且切割的功率可超过400千瓦，每刀的截割深度可达0.25以上米。
（3）螺旋钻机采煤法
该方法是当前煤矿开采中应用比较广泛的另一种机械化煤矿开采技术，主要应用在0.4至0.8米厚度的煤层开采过程中。螺旋钻采煤技术的优点在于，它可实现工作面无人值守作业，全部工作人员均可在巷道中实现操作管理，不仅有效地提高了工作人员的作业环境安全性，而且对于杜绝顶板事故、瓦斯爆炸事故的发生，具有非常重要的作用。该采煤技术具有人力资源投入少、产量多以及效率高等特点，同时，其结构构成相对简单，而且易于维护，安全可靠性高。
3、应用案例分析
（1）工况概述
煤矿煤层与顶底板岩性煤的平均厚度为38厘米，直接顶板由灰色的石灰岩构成，其厚度大约在1.6至2.5米之间，同时还包含着燧石和裂隙发育。该煤矿的底板是灰色的炭质泥岩，其厚度大约在1至1.5 米之间，而且含有大量的云母、 炭纹以及黄铁矿等。煤和底板矸石化验指标工作面在开采之前，对揭露煤和底板炭质泥岩的相关指标进行了测定，其参数是：工作面的实际可采厚度为1.2米， 分煤层的厚度大约为38厘米，底板上的炭质泥岩厚度大约为75厘米。
（2）煤矿开采技术与回采工艺
实践中，采煤技术和方法主要是根据工作面上的巷道实际情况进行布置，多采用的是走向长壁开采技术。煤矿工作面上的走向长度为450米左右，而且切眼的长度大约为100米。煤矿采高确定时，应当根据煤层38厘米的厚度和滚筒的直径进行确定。 极薄煤层的开采工艺流程为：机组割底板矸石、人工放顶煤、打临时支柱、出煤、清浮煤矸、移溜、打柱以及回柱放顶等。
落煤方式是利用单滚筒式的采煤机，其工作面上、下出口位置作为机窝，从机窝中进刀，每次往返都要进两刀，当割完底板上的矸石，到机窝位置再停机，采用人工爆破模式和方法将顶煤放掉。在此过程中，所采用的主要装煤方式是采煤机自行装煤，同时兼顾人工清理浮煤。采煤过程中的主要运输方式是工作面使用可弯曲刮板式的运输机，而且运输道中使用一部刮板运输机，并配合一部吊挂式皮带机，实现连续运煤作业。煤、矸两种物质，采用分开运输的方式，而且采区中通常要预设两个储煤井，即储煤与储矸石。具体操作过程中，两个储煤井之间布设一部运输机即可，出煤时第一个储矸井利用挡板将其挡住，此时煤碳通过两井间设置的运输机送到第二个储煤井之中，从而完成运输作业操作。在极薄煤层开采过程中，所采用的主要支护方式为：煤层工作面上的基本支护采用的是单体液压支柱，其上下两个安全出口位置均采用的是单体液压支柱，同时配合木垛进行作业；工作面中的特殊支护采用的是丛柱支护方式，丛柱每组有四颗，8米为一组，而且切顶线的同侧采用的是密集支柱。
结语：薄煤层的储量约占总储量的五分之一，但实际产量仅为10％，这远低于储量所占比例，其原因在于开采工艺和技术相对落后。因此，应当不断加强对薄、极薄煤层的开采重视和技术工艺创新，以提高极薄煤层的产量。
参考文献：
[1]周学斌 贺学.螺旋钻采煤技术在极薄煤层开采中的应用[J].煤炭工程. 2010(03) .
[2]胡继雄 敖祥.马河煤矿极薄煤层开采及煤炭产业升级研究[J] .现代商贸工业，2012（14）．
[3]李明. 破碎顶板条件下的极薄煤层开采实践[J].赤子，2012(13)
[4]吴树新. 试谈采煤方法和采煤技术的合理选择[J].科学之友：中，2012(05)
[5]梁建伟余勇辉. 煤矿矿井安全质量标准化建设应注意的问题[J] . 中国科技博览，2011（26）.