薄煤层综采工作面高产高效开采方法探究

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　　【摘要】：本文主要对薄煤层综采工作面高产高效开采方法进行研究，根据开采条件及系统参数进行分析，提出薄煤层大功率开采方法，确定采煤机、刮板输送机及液压支架“三机”的配套关系，从而进一步阐述了薄煤层综采工作面的合理应用。薄煤层通常是指在 1.3m 以下的煤层，由于薄煤层的工作环境比较恶劣，导致开采难度较大，我国的薄煤层分布地区较广，几乎占整个煤矿开采的 50%。因此，薄煤层综采工作面高产高效开采方法的研究至关重要。
　　【关键字】：薄煤层; 大功率;大倾角;高产高效
　　一、引言
　　薄煤层通常指 1.3 m 以下的煤层， 而薄煤层工作面开采时，由于煤层厚度小、开采高度低、工作空间狭窄，因此人员操作难度大，特别是伪顶、软底条件下的薄煤层，开采难度更大，造成回采后伪顶极易垮落， 加之软底支护的初撑力通常达不到要求，容易因顶板支护系统失稳而造成开采工作面大面积冒顶。
　　二、薄煤层开采分析
　　1、国外分析
　　国外的薄煤层开采较为先进，主要的研究成就主要集中在德国，在德国的要就汇总，提出以薄煤层刨煤机作为工作的主要设备，通过对设备的不断的更新及应用，从而达到的整个薄煤层开采能力的提升。
　　2、国内分析
　　而我国在对薄煤层开采进行研究中国结合了德国的研究成果，在 20 世纪 80 年代初。我国从德国购进了一批专用于薄煤层开采的刨煤机综采设备，在这批设备的投入使用中，却发现会用效果不佳。由于设备的零件产地、适用环境、维修养护等方面，不能够得到及时的处理与解决，就导致这批德国设备不能够在我国广泛的推广。虽然近些年来，我国在薄煤层开采有了一定的发展，并就炮采、机采提出了一些理论研究，但是对于大功率的薄煤层开采技术的应用上还存在着诸多的不足，这是也我国相关领域的专业人员在不断探索的方向。
　　薄煤层采煤层在工作中由于空间狭小、作业面受限、软底、瓦斯含量高等提点，就导致在工作中加强对作业面的支撑工作成为了工作重点，并且支撑空间必须要满足支架长度，维持设备高度。因此，能够使设备的开机率的提升，工作面的设备故障减少，甚至出现无故障的最优环境的设备应运而生，这种设备就是薄煤层大功率成套设备。
　　三、薄煤层工作面的参数
　　液压支撑是整个综采工作面的主要工作原理之一，因此对于薄煤层综采工作面的支护系统的参数确定就尤为重要，通过对制度系统中强度与底板的比压，如果底板比压较小，相对开说，就能够不断的提升在使用中所需对于空间的支撑强度。頂板的稳定性是整个薄煤层综采工作的重点，顶板主要分为几种，其中有伪板、软底板等。随着施工的逐渐进行，当前就顶板的斜坡煤层中，多采用掩护式的支架，并且这种支架方式已经能够在实际的施工中保证经济效益。掩护式支架主要就是利用两柱支撑法，由两个支撑柱合理支撑稳定度较低的顶板。
　　薄煤层综采工作具有采高小、顶板不稳定等特点，在使用中要根据对于比压的计算，决定采用压强的大小。在底板比压小于 1.6MPa 的时候，对工作设备的阻力较大，就要采用使用与断层煤面的工作支架，控制在 0.6-2m 以内，能够就不同的工作情况对液压设备进行调整。在实际施工中也要综合考虑瓦斯问题，保证工作面的通风合理，加大通风断面，可以选择加长顶梁式支架，以保证通风需求。
　　四、薄煤层大功率开采
　　薄煤层综采工作面大功率设备的正确选型配套，前提是能够充分发挥生产能效，最终达到高产高效和经济可靠的效果。
　　采煤机、刮板输送机及液压支架“三机”选型配套的合理性直接影响综采效果，尤其是采煤机与刮板输送机的配套关系。
　　1、采高与截深
　　采煤机的采高应适应煤层厚度及其变化范围，考虑到浮煤及顶板下沉的影响，薄煤层工作面实际高度在开采过程中会变小，为使采煤机能够正常工作，采高应满足如下关系：
　　薄煤层实际煤层开采条件为最小采高 0.9 m，最大采高 1.9 m。 考虑到开采初期煤层的变化、底板的 起 伏及产生浮煤的影响，将采煤机配套时设置180 mm 以上的卧底量，以便底板能被割平。为适应煤层采高小、工作空间有限等问题，将牵引采煤机截割部设计为“双棒驱动”，即每个摇臂由 2 台电机驱动，将电机平行布置，摇臂厚度减小了，更加适用于薄煤层;为降低采煤机机面高度，增大过煤空间，可将采煤机设计为 7 电机驱动，及截割部 2×2 台电机、牵引 2×1台电机、调高 1 台电机。
　　2、采煤机功率
　　考虑煤质硬度问题，割煤夹矸硬度 f<3，采煤机截割功率设定为 2×2×（90～110） k W，由于采面属缓倾斜布置，设定牵引功率 10～20 k W，因此采煤机装机功率设置在 380～500 k W 比较适宜， 采用非机载两象限运行变频器结合制动电阻系统（即将采煤机的交流变频装置与采煤机分开设置），分别布置在工作面机巷，而调高箱单独布置，这样最大限度地降低采煤机与输送机配套后的机面高度，以适应薄煤层小采高的要求。
　　3、刮板输送机
　　为适应薄煤层，刮板输送机机头高设为 0.7～0.9 m;将输送机电动机改为垂直布置在上下顺槽里，避免将机、风巷煤炭割穿现象;将机头、机尾推溜耳座设置为 5 个，可更好地与支架连接。 将机头、机尾支承方式设计为积木式，有利于适应不同高度的巷道。
　　五、结束语：
　　大功率薄煤层综采技术研究丰富了薄煤层采煤方法的内容，明确了采煤机、刮板输送机及液压支架“三机”选型的配套参数，通过规划回采工艺，进一步阐明移架、割煤、装煤要点，布置矿压检测方案，分析矿压分布特点，使综采技术优越性充分发挥，扩大其应用范围，促进薄煤层大功率综采成套设备及技术进步，为我国薄煤层开采提供了技术参数和可借鉴的经验。
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