我国大多数煤矿都处于地质复杂的地理环境,煤层厚度在1.3米左右的煤层数量十分丰富,据统计现阶段我国拥有80个煤炭矿区,其中500个左右的矿井内都存在薄煤层,大约占煤炭可采总量的20%左右,同时小于0.8米的极薄煤层占比也相对较大,大约为14%左右,为此我国薄煤层数量较为广泛。然而我国薄煤层在开采技术上仍与外国存在一定差距,为此现阶段我国很多薄煤层矿井面临着开采工艺问题,但近几年随着我国科学技术水平的不断发展,我国在薄煤层开采工作上也在不断提高,因此在对薄煤层进行开采过程时要选择高可靠性、大功率的机器设备,同时还要符合当地的实际情况,选择合适的煤矿掘进机以及选择科学合理的煤炭掘进方法,从而更加高效、高质量的对复杂地质的薄煤层进行开采,以此促进我国薄煤层开采工作的可持续性健康发展。
1.国内外薄煤层开采工艺简述
薄煤层的开采工作与普通煤层的开采工作存在很大差距,薄煤层在开采过程中存在空间较小、工作面积较小、挖掘比例较大、采高低较小以及接替较为紧张等问题,因此薄煤层在开采过程中极为特殊,需要选择合适的、具有针对性的开采工艺,现阶段我国以及国外较为成熟的薄煤层开采工艺主要包括以下三个方面。
1.1滚筒采煤机综采技术
这种技术主要包括液压支架配套综采机组、薄煤层滚筒采煤机以及刮板输送机,据数据权威统计发现,我国滚筒采煤机综采技术首次出现在上世纪60年代,到90年代时,该技术得到迅速发展并取得很大成效,目前滚筒采煤机综采技术是我国薄煤层开采过程中经常使用的技术之一,人们对于这种方法较为认可,同时在开采过程中所积累的经验也相对丰富。
1.2刨煤机开采技术
这种技术主要包括液压支架配套综采机、刮板输送机以及刨煤机,刨煤机开采技术首次出现在美国,这也是世界上产量最大、技术水平最高、研发刨煤机最早的地方,而后我国在60年代也开始研制刨煤机开采技术,30年后我国开发出了滑行式刨煤机和脱钩式刨煤机,近几年也在薄煤层开采技术中出现刨煤机开采技术的影子,并取得良好效果。就目前情况来看,刨煤机开采技术在我国大同煤矿集团公司、辽宁铁法煤业公司以及山西煤矿集团公司都得到了广泛应用,并取得很大成效。
1.3螺旋钻机开采技术
20世纪60年代,外国首次研发出螺旋钻机开采技术,90年代我国也开始研制薄煤层螺旋钻机开采技术,并在新汶、枣庄得到了应用,2006年我国生产出的第一台螺旋机螺旋钻机开采技术也正式开始使用,第一次实现了无人采煤、无支护的新型工艺。
2.复杂地质矿区薄煤层开采工艺比选
通常情况下在地质复杂的矿区内煤矿煤层数量较多,而且薄厚存在一定差距,同时煤层中煤炭质量粘性较弱,质量中等,为此要想实现经济效益的最大化,高效地进行煤炭掘进工作,就必须选择合适的开采工艺。上文我们已经主要介绍了我国三种重要的薄煤层开采工艺,以下对三种工艺进行对比分析,从而选择适合的开采工艺:首先,薄煤层滚筒采煤机综采技术,该技术更适于用于煤层倾角为25度以下,高度为0.8米以上,同时适用于较大断层的、硬度较高的薄煤层地区,这种综采技术的优势较多而且适应性较强,易于工作人员管理,同时破煤能力相对较强,不仅提高了工作效率,减轻了工人的劳动力,同时安全系数较高,从而为企业带来更大的经济效益,但薄煤层滚筒采煤机综采技术也存在一定缺点,其对煤层厚度要求较高,只能用于大于0.8米的薄煤层。其次,刨煤机综采技术,该技术的优点较多,更适用于煤层厚度变化较小、煤层较为稳定、煤层底板起伏小、底板非松软型以及煤不粘顶部和硬度较大的薄煤层,其最主要的优点是能够对厚度较薄的薄煤层进行开采,同时刨煤机平面位置以及溜槽高度能够根据实际情况进行快速调节,这是采煤机综采技术无法实现的功能。除此之外,刨煤机综采技术实现了连续循环作业,其产量较高、效率较高、成本与采煤机综采技术相比相对较低,可以有效降低工人的劳动力以及降低安全隐患,但其也存在一定缺点,即要求工作人员的能力水平较高,但煤粘顶时或底板松软时都会影响刨煤机综采技术的工作效率,如若煤质太硬时也会影响刨煤机的使用。最后,螺旋钻机开采技术,该技术更加适用于厚度为0.4到0.8米左右的薄煤层,其倾角最佳为15度以下,可用于回收各种煤柱、三下压煤以及边角煤,这种方式相比于其他两种方式较为简单,其优点较为明显,工艺更加容易,并且劳动力强度较小,更有利于工作人员工作,同时成本较低、安全隐患较少,但缺点是通风方式存在一定隐患。
3.结论
综上所述,我国薄煤层数量相对丰富,为此我国在煤矿产业上要大力发展薄煤层开采工艺,这对煤炭企业的发展十分关键,在开采过程中要根据地质的实际情况选择合适的开采工艺,不断的对其方法进行创新,从而提高我国薄煤层开采工艺水平。除此之外,在薄煤层开采过程中,工作人员的能力水平要不断增长,要根据实际情况能够具有针对性的选择适应性强的、科学的开采方式,这不仅能够提高薄煤层开采的工作效率以及工作质量,同时还能一定程度上降低安全隐患,从而为企业带来更多的经济效益,进而促进我国薄煤层开采工作的健康发展。
参考文献
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