薄煤层采煤工艺的选择及优化分析_王斌.pdf

2021年第1期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-04-26 作者简介 王斌 （1987-） ， 男 （汉族） ， 山西太原人， 助理工程师， 现从事采煤技术管理工作。 薄煤层采煤工艺的选择及优化分析 王斌* （山西古县西山登福康煤业有限公司， 山西 临汾 042403） 摘要 主要分析了薄煤层采煤工作的现状， 以及具体工艺的选择及优化方案。重点介绍了几种经 过完善后的采煤工艺， 它们不仅能改变传统采煤工艺的缺点， 而且还能提高采煤工作的灵活性、 可操 作性和安全性。通过对现阶段的薄煤层采煤工艺进行详细的分析研究， 以期提高薄煤层的产生煤 量， 为煤矿企业创造更大的经济效益。 关键词 薄煤层采煤工艺； 选择方式； 优化方案 中图分类号 P57 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202101-0145-02 随着国家的不断发展壮大， 各方面对于煤矿资源 的消耗量也越来越大了， 这就意味着传统的煤矿开采 方式所产生的煤矿产量已经不能再满足人们的日常生 活和工业生产所需。在中煤层开采越来越少的前提 下， 薄煤层逐渐受到了煤矿企业的重视。薄煤层有丰 富的煤矿资源储备量和广阔的开采前景， 但是， 薄煤层 的开采工艺却比较落后， 想要提高薄煤层的开采效率， 必须要进一步改善传统薄煤层开采工艺。 1薄煤层的概念及特点 1.1薄煤层的概念 国家在划定薄煤层时有非常严格的要求， 即薄煤 层的厚度必须在1.3m以下， 0.8m以上， 小于0.8m的煤 矿一般被称为极薄煤层。薄煤层的煤矿资源含量非常 大， 是构成我国煤矿资源的一个重要部分。但是在平 时的开采工作中， 大多数企业都将开采重点放在对中 煤层的开采方面。主要原因在于薄煤层的开采对开采 工艺的要求较高， 很多企业的薄煤层开采技术都不够 完善， 在开采过程中， 经常会出现很多损失， 导致开采 效率远远比不上中煤层和厚煤层。除此之外， 由于薄 煤层的周围环境比较复杂， 所以开采工作的可操作性 较低， 使得开采工作必须要进行更深入的研究。 1.2薄煤层的开采特点 薄煤层的开采特点主要包括以下两个方面。第 一， 开采的高度比较低。薄煤层本身的厚度就很薄， 再 加上开采的高度很低， 导致工作人员在开采过程中的 活动范围很小。只能在弯腰和躺倒的情况下进行开采 工作， 同时一些体积比较大的设备也无法在薄煤层的 开采工作中应用， 这种环境导致了薄煤层开采工作的 低效率。第二， 成本投入与收入失调， 由于在薄煤层的 开采工作中很多机械设备都无法使用， 因此必须要投 入大量的人力资源和人工操作， 这极大地延长了开采 周期时期， 从而必须要投入大量成本资金， 但是开采效 率却非常低， 使得投入与支出不成正比。 2薄煤层的开采问题 2.1开采中存在浪费现象 薄煤层开采工作中所存在的浪费现象主要是由于 漏采和弃采所导致的。由于中煤层中的煤矿量比较丰 富， 且可操作性较强， 因此， 在对煤矿量要求不是很高 的时候， 大多数企业都会选择开采中煤层， 这就导致了 很多企业的煤矿开采工艺都是针对中煤层来制定的。 而在当前阶段， 仅仅是开中煤层开采工艺已经无法再 满足国家发展的需求了。因此， 越来越多的企业将开 采重点放在了薄煤层的开采方面， 但是由于技术工艺 都不匹配， 使得在薄煤层的开采过程中经常出现漏采 和弃采的问题发生。 2.2开采技术落后 开采技术落后也是当前阶段薄煤层开采工作中一 个非常严重的问题。由于企业对薄煤层不够重视， 因 此企业在发展煤矿开采工艺时， 往往会忽视对薄煤层 的工艺改善， 除此之外， 薄煤层工程中很难安装机械设 备， 因此大多数都是工作人员亲身进入到煤矿工程中 来进行开采工作， 在这种复杂的环境中开采煤矿， 对开 采工艺有极高的要求， 而仅仅使用人力开采却很难将 先进的开采技术应用到实际开采工作中去， 从而进一 145 2021年第1期西部探矿工程 步地降低了薄煤层煤矿的开采效率。 2.3开采风险较大 在薄煤层的开采工作中， 不仅需要很多技术人员 来操控采煤设备， 还要安排大量工作人员深入到薄煤 层煤矿中去进行开采工作。同时， 薄煤层与中煤层和 厚煤层相比较而言， 更容易发生坍塌事故， 而由于大多 数开采工作都需要工作人员进入到煤矿当中去， 因此 薄煤层煤矿一旦发生坍塌， 就会造成大量人员伤亡， 极 大地降低了煤矿开采工作的安全性。除此之外， 由于 企业对薄煤层开采工作的研究还处于起始阶段， 所以 煤矿开采保护制度并不完善， 针对开采工作人员的安 全保护措施也不够合理， 这进一步降低了薄煤层开采 工作的安全性。 3薄煤层的开采工艺选择 3.1滚筒式开采方式 滚筒式采煤机是薄煤层开采工作的主要开采方式 之一， 它的优点主要体现在以下几个方面， 首先， 滚筒式 采煤机的电动机是横向的， 这就意味着它能灵活地在薄 煤层煤矿中运动， 并且能适应复杂的煤矿地理环境， 因 而具有较高的可操作性。其次， 它的工作动力很足， 体 积较小， 因此非常适用于一些规模较小的薄煤层煤矿。 这两个特点能让滚筒式采煤机被可持续地应用在薄煤 层采煤工作中， 从而极大地提高了薄煤层煤矿的开采速 度和开采质量， 还节约了人力资源， 避免让工作人员在 恶劣的环境下工作， 从而提高了工作人员的安全性。 3.2刨煤机开采方式 刨煤机自产生以来在全世界范围内的使用历史已 经到了60余年。它的适用范围非常广， 且在薄煤层开 采工作中的应用有很多经验。由于刨煤机是由牵引 力、 驱动装置和导轨三个部分共同组成的， 因此它在薄 煤层煤矿开采工作中承担着动力装置的作用。刨煤机 最主要的特点在于它能根据煤层的厚度来调节自身的 截深， 这就意味着它的实用性很强， 能被应用在不同的 煤矿工程中， 但是刨煤机的应用非常依赖于煤矿的方 向特性， 这就意味着它的开采效率与煤矿自身的特性 有着极大的关联， 但是从整体情况来看， 刨煤机对薄煤 层的开采工作来说依然是非常实用的开采方式。 3.3螺旋钻采煤机开采方式 螺旋钻头采煤机开采是指将螺旋钻头深入到煤矿 中来进行开采工作， 然后再利用煤杆来将开采的煤矿 运输出来。这种采煤方式的主要优点是它的成本很 低， 操作非常简单， 对工作人员的专业能力没有太高的 要求。这一方面意味着企业能节省很大一部分的成 本， 将节省下来的资金用到其他安全保护中， 另一方面 还能防止煤矿中由于工作人员太多而造成拥挤堵塞的 问题， 从而提高了煤矿工程的安全性。但是， 这种开采 方式的安装工作较为复杂， 使得开采效率较低。 4薄煤层开采工艺的发展 4.1开采方式多样化 在当前阶段， 薄煤层的开采方式大多数都局限于 以上三种。这不仅是因为经过多次实践后， 以上三种 开采方式在薄煤层中能展现更多的优点， 更是因为只 有这三种方式能在最大限度上被应用到薄煤层煤矿工 程中去。但是， 随着煤矿企业和社会对薄煤层的开采 工作越来越重视， 已经有更多的开采工艺逐渐被应用 到实际开采工作中， 只要经过实践考察， 将会有许多开 采工艺能在薄煤层的开采工作中应用。 4.2智能化开采方案 薄煤层相对于厚煤层而言， 具有天然的开采优势 和劣势， 即它的开采高度较低， 但是顶板的压力却较 小， 从而能开采出更多的煤矿。随着自动化技术的发 展， 在薄煤层的开采工作中自动化技术的应用越来越 多了， 但是自动机械设备需要用到较大的空间， 而薄煤 层却缺少活动空间， 使得自动化技术在薄煤层的开采 工作中一直无法真正展开。但是随着智能化发展和不 断完善， 能被应用薄煤层开采中的智能化设备越来越 多了， 在智能化设备和技术的帮助下， 薄煤层开采工作 将逐渐朝着自动化和智能化发展前景。 5结束语 综上所述， 随着我国科学技术的不断发展， 薄煤层 开采工艺技术一直在不断的发展前进。但是由于大多 数煤矿企业对于薄煤层的开采经验不足， 且中煤层的 开采特点与薄煤层的开采特点也有着极大的不同， 因 此， 在薄煤层的开采过程中遇到了很多问题， 改善传统 薄煤层开采工艺不仅能促进煤矿开采效率， 保证煤矿 企业的经济效益， 还能为国家的经济发展和工业发展 提供有效保障。 参考文献 [1]高文杰.薄煤层采煤工艺现状及发展[J].中国石油和化工标 准与质量，2019，394229-230. [2]邹晓敏.对薄煤层采煤工艺的选择及优化研究[J].科技创新 与应用，201623120. [3]何远建.含硬夹矸薄煤层采煤工艺技术创新经验分析[J].能 源与节能，20179191-192. 146