略探薄煤层的综采工艺及设备选择
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[摘 要]薄煤层的开采工艺直接关系着煤炭资源的开采质量，本文结合煤炭开采现状进行了相应的研究，具体以薄煤层的大功率开采为例，研究开采设备的科学选择，开采工艺的相关分析，二者相互配合才能提升薄煤层的开采效率。经过相应的研究可以发现，薄煤层的综采技术水平直接关系着煤炭开采效率，还影响着采煤设备的使用安全性能。
中图分类号：TP823.251 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0135-01
在煤矿资源的开采过程中，薄煤层通常是指深度在一米三以下的煤炭资源，薄煤层的开采工作较为繁琐，主要是由于薄煤层的厚度较薄、挖掘深度较低、开采工作的空间有较大的限制，因此开采工人面临着较大的压力，特别是在软底情况下的薄煤层对开采技术有更高的要求，开采过程中还非常容易发生回踩坍塌事故。除此之外，因为软底支护的初期支撑力量较小，因此比较容易造成顶板支护构架的不稳定，最终造成开采面的冒顶问题，薄煤层的开采设备及开采工艺显得尤为重要。
1 薄煤层的综采技术分析
早在20世纪80年代，我国就已经引进了薄煤层的采煤设备，但是采煤设备的使用状况并不能满足采煤需求，加之当时的设备使用条件有限，不仅要满足地层要求，还要满足设备的零件更换要求，因此没有得到广泛运用。在此期间，我国的薄煤层采掘装备制造、炮采工艺、矿压显示、顶底板支护等方面都取得了很显著的成绩，但是在薄煤层高效综采及成套设备利用技术上仍不成熟。
薄煤层的回采工作空间受到许多限制，大部分的薄煤层都有伪顶、瓦斯浓度较大等问题，甚至有的还需要加大操作空间来确保开采工作的顺利完成，拓展通风截面积，尽量下调作业面传送设备与采煤设备的相配高度，来实现其最低采高。针对作业空间狭窄及机械难以维修的问题，增加设备出力率，促使作业过程少出或不出事故，因此，薄煤层高效采煤设备及三机配合综采模式的研发开始兴起。
2 影响薄煤层作业面的相关因素
综采作业面的主要零件就是液压型支架，因此，在选择综采设备的过程中我们需要格外重视支护装置的相关参数对比，特别是支护装置的柔韧性及给底板造成的压力对比，在煤层底板比压处于相对较低的状况时，应尽可能地增加支架上承载人的空间范围及支护构架稳定性。
通过科学分类顶板应该属于二级2类，同时需要科学安置伪顶，底板还可以细分为三种，属于软基类别，如果薄煤层表面是此类底板，那么应该采用掩护类或者承载掩护类的支架，这种支架在实际运用中已经取得了较为显著的成效。掩护型支撑构架的2根立柱斜向支撑于顶梁，将其支撑合力施加于前部，其符合不稳固或亚稳固状态下的顶板需求，故采用二柱承载掩护型液压支撑构架，例如，某煤矿N1259薄煤层作业面顶板情况如表1所示。
3 薄煤层的综采设备选型
薄煤层的综采工艺与设备选择直接关系着煤炭资源的开采质量，只有选择合适的综采设备，运用科学的综采工艺才能充分发挥综采设备的自身作用，从根本上落实薄煤层的高效开采。开采机械、刮板传输设备以及液压型支架，这三套关键设备选择、匹配、组合的科学合理性基本决定着整个综采过程的质量及效益。
（1） 采煤高度与截面深度确定。采煤机械的开采高度须满足煤层深度及其变化幅度的需求，依据顶部浮煤和顶板沉陷的具体情况，薄煤层作业面现场高度在实施采煤时可能降低，欲达到采煤机械合理地发挥效能，煤层采高须符合如下条件：
采煤机械最低开采高度：Hmin=Hzmin+0.2
采煤机械最大采掘高度Hmax=Hzmax-0.2
式中：Hmin、Hmax为采煤机械最低采掘高度和最大采掘高度；Hzmin、Hzmax为支架最低采掘高度和最大采掘高度。
为满足煤层采高范围窄、作业区间受限等需求，把托引采煤设备的截割部位改造成“双棒引领”，就是指将每个摇动悬臂均用2个电机驱动的操作模式，将其平行设置（另外还可改成7台电机驱动模式），如此可使操作便捷，操作工效提高。
（2） 采煤机功率选配依据煤层硬度情况，割煤时的夹矸硬度须低于3，采煤机械的截割功率确定为2×2×（90～110）kW，亦为采煤过程为缓倾斜设置，选择牵引功率为12～22kW，由此确定采煤机功率为385～510kW较为恰当。
（3） 刮板传输机选配。为满足薄煤层开采需要，采煤时将刮板输送机的机头高度选取为0.8～1.0m；把传送设备的马达竖直设置在立向顺槽中，防止出现把机体、风巷的煤层割透情况发生，把机体头部、机体尾部耳座部件确定为5个，能充分地与支架结合好。
（4） 液压支架选配。液压支架是工作面装备中对生产能力影响最大的设备，因此，必须把支架的可靠性放在首位。工作阻力及支护强度等参数要满足顶底板坚硬条件下的薄煤层矿压要求，最低采高实现1.2m，同时要保证三机配套的合理参数和最小过机空间。在液压支架的选型上，应充分考虑薄煤层开采时的技术特点及空间狭小的实际情况，结合地质条件，以重点降低整体配套高度为目标，同时满足三机配套技术要求。
4 薄煤层回采流程及监测
4.1 回采工艺
（1）移架。薄煤层综合采掘面的移架模式选取原则是：真正做到采煤操作者拥有充分的作业行动范围。恰当的移架操作模式应当是相邻区间操作。
（2）割煤。缓倾斜模式薄煤层综合采掘作业面的割煤方法是采取双向割煤，如此不但有助于采煤设备自动打开缺口进刀割煤，还有助于设备装煤操作。
（3）装煤。采煤装备不设置弧状挡板，凭借采煤设备的滚筒翻转及刮板传输机的铲煤板进行装煤操作，以减低采煤设备的操作高度。
5 结语
薄煤层综采工艺的研究能够为综采设备的选择奠定扎实的基础，运用合理的回采工艺能够充分发挥出综采工艺的自身功效，还能不断扩大其使用范围，提升薄煤层的综采工作效率，实现薄煤层开采工作的顺利落实。
参考文献：
[1]郑伟.薄煤层开采设备选型配套研究[J].煤炭工程.2010（3）：4-6.
[2]申元，陈玉博，刘鸽.薄煤层综采工作面配套技术研究[J].煤矿机械.2013（1）：220-222.