关于薄煤层开采技术应用实践研究

发表时间:2021/5/7   来源:《基层建设》2020年第34期   作者:李兴
[导读] 摘要:薄煤层属于我国常见的煤炭资源存在形式,大概有1/5的煤炭资源以该类形式存在,所以需针对于此类型的煤层分析相应的开采技术,其具有实践意义。
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        摘要:薄煤层属于我国常见的煤炭资源存在形式,大概有1/5的煤炭资源以该类形式存在,所以需针对于此类型的煤层分析相应的开采技术,其具有实践意义。薄煤层自身的构造相对特殊,具有比较高的开采条件,实际需要的工艺技术较为复杂,在具体开采的过程中难度较大,因此本文以此为出发点,探讨薄煤层开采技术应用实践。
        关键词:薄煤层;开采技术;应用实践
        薄煤层重点是指厚度在0.8米到1.3米之间的煤层,厚度相对较低的被称作极薄煤层【1】。该类煤层的单体储煤量较低,同时也涉及到部分地质构造相对复杂的区域,这就为机械化的开采造成了一定的影响,同时也让开采成本控制面临着巨大阻碍。现阶段,开采薄煤层时虽然会运用到机械手段,但是自动化程度并不理想,还需要涉及到人为操作,实际的技术难度较大。需要正视薄煤层开采的技术特征,明确多项技术的具体应用,为相关工作的开展提供借鉴。
        一、薄煤层开采技术应用特征
        现阶段,国家的薄煤层开采机械化水平较低,虽然运用了多种开采机械,但是多是依靠人为操作方案,实际的人力消耗量大。薄煤层开采技术特征重点涵盖着以下方面:第一,薄煤层地质条件相对复杂,采高较小,工作人员实际操作阶段面临着重重困难。第二,因为采掘的空间十分有限,无法运用大型设备,即便是小型设备,也很难适应较为复杂的工作面【2】。第三,薄煤层的煤层相对较薄,在实际开采的阶段面临着极高的速度时,极易影响到接替的情况,在一定程度上加大了工作人员的劳动强度。第四,尽管薄煤层的掘进率较高,但是受到单层储量较低的影响,投入产出较为有限,经济效益和工作效率无法保证。第五,某一部分薄煤层处于高瓦斯矿井中,在实际开采的过程中,必须要将瓦斯及时的排放,整个过程涉及到的成本较高,风险较大,技术实施阶段过于困难。第六,现阶段应用到的薄煤层开采技术,对于机械设备的基本型号和配套设施有着严格的要求,在实际选择的过程中困难重重,且针对性较强,泛用性无法保证。
        二、薄煤层开采技术应用实践
        (一)滚筒采煤机技术
        运用该项技术在薄煤层开采的过程中,一般涉及到的是长壁开采的方式,因为煤层的开采条件相对复杂,所以该类技术体现出易操作性,同时也有一定的功率,在具体应用前应该谨慎选择相应的设备型号和配套的设施。此类采煤机涵盖着两种类型,首先是输送机的机槽进行有效的导向和支承作用,属于骑输送机式。其次是借助于滚筒机道完成导向的爬底板式【3】。在运用该项技术的过程中,因为顶板控制较为简易,实际涉及到的支架尺寸应该控制在合理的范围内,保持在较小的范围中。此外,为了更好的提供便利的安装条件,刮板短面应该保持宽和矮的状态。此类采煤技术拥有相对理想的发展前景,首先是针对于滚筒采煤机和支架等本身的优化,强化机械的实际能效,其次则是依照自动化的具体研究过程,尽可能的减少人力操作的成分,实现自动化的目的。
 
        薄煤层开采示意图
        (二)刨煤机技术
        该项技术在技术分类上可以看作是长壁开采手段,对比于滚筒采煤机的实际使用存在着明显的差异,该类技术的效率相对较高,通过刮板输送机的导向作用,往复沿工作面的压缩区落煤、装煤,基本的破装煤效率较高。此类技术可以通过较低的功率实现更为理想的目的,具体的能耗需求较低,不会产生较多的粉尘,加之结构相对简易,安装运输十分便捷,所以备受青睐。结合云南后所矿区分析,该地区的薄煤层厚度偏薄,多是在0.75米到0.85米,在开采过程中面临着较多的难题,但是运用了该项技术,月产可达6000吨,每吨的生产成本降低至30元以内,稳步的提升了生产的基本能效,但是电动机故障率相对明显,机械磨损较大,这对于其进一步的发展产生了一定的阻碍。综合上述分析,该项技术属于国家相关研究进展较为明显的代表,所以在实际运用的时候,可以结合薄煤层开采工作的基本情况强化技术的适应能力。
        (三)螺旋钻机技术
        在实际应用该项技术手段的时候,涉及到的工艺原理较为简单,但是基本的自动化程度并不明显,还是依靠着人力操作【4】。该项技术在开采工作之前需要将平巷挖掘出来,根据煤层厚度安装钻头,借助于钻头钻进巷道两侧的煤层中。钻头上的截齿可以在适当钻进的过程中截取煤块,通过叶片的旋转作用,使得煤块及时的在钻孔中带出来,之后运用平巷中的运输设备让煤块加以运出,此类方式虽然有着极为严格的前置工作要求和人员操作要求,但是受到巷道支护方案的影响,实际的操作难度并不高,安全程度较为明显。针对于此项技术的研究,重点集中在螺旋钻机的自动化控制问题上,很多学者在尝试运用遥感传感技术以及远程可视化技术的过程中,将螺旋钻机实际的应用进行了逐步的优化,主张更好地实现远程化和无人化的操作目标,以免过度依赖人力操作,导致人员消耗量较大。
        (四)钢丝绳锯技术
        适当的运用钢丝绳锯完成薄煤层开采,也属于长臂式开采的范畴,但是对比于滚筒采煤机和刨煤机技术,此类手段的自动化和机械化程度较低。虽然该项技术存在着一定的弊端,但是在实际应用的过程中,能够完成大倾角薄煤层的开采需求,如上述提及到的新型刨煤机开发前,它的实际应用相对广泛,备受关注。结合其基本的技术原理加以分析,该类技术重点是利用了绞车和钢丝绳锯开采煤层,绞车可以将上下平向的牵引绳和工作面上的锯绳及时的牵引到位,锯绳上的截齿也会受到牵引的作用,从而出现往复运动,在煤壁上刻画出沟槽,沟槽在逐步加深的时候,矿山压力就会让煤块儿破碎脱落,这样在工作面上滑落下来的煤块可以及时的落入至运输装置中自动的运出【5】。此项技术要求人员的在外操作,需要对绞车加以控制,所以有着极为严格的人力需求,但是受到技术机理的影响,开采的基本效率并不理想。现阶段,该项技术的研究优化方向重点有两个,其一是针对于绞车的操作趋向于自动化,主张借助于信息智能化手段,让绞车操作实现无人化的基本目标,其二是针对于绞车和钢丝绳的结构布置,研究人员通过对结构布置的科学调整,使得薄煤层开采效率明显提高,试图将该项技术实际运用到的设备整合成可靠可控的系统。
        结语
        我国从开采的技术开发体现出相对优质的成果,也提升了基本的生产效率,但是该项技术的进步集中在对局部技术的优化和改进上,并无实质性的优势之处,所以在实际生产能效提升作用相对有限。基于这样的背景,薄煤层开采的技术手段应该逐步的优化,相应的技术研发人员也应该结合信息时代的整体趋势,积极的运用现代化的手段落实好更为先进的技术研发,以此提升薄煤层开采的机械化和自动化水平,在根本上促使着薄煤层开采技术实现明显的进步,取得更为显著的成果。
        参考文献:
        [1]崔鑫,刘宗雨,陶然.打造薄煤层开采技术升级版 里彦煤矿探索应用无煤柱开采新技术[J].山东国资,2020(11):43.
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        [3]韩剑.南方重灾复杂地质条件矿井薄煤层高效开采技术的探索与实践[J].科技创新导报,2019,16(25):24-25.
        [4]王磊,蒋创,张鲜妮,李楠,查剑锋.基于单视线向D-InSAR技术的倾斜煤层开采地表沉陷监测方法[J].武汉大学学报(信息科学版),2019,44(06):814-820.
        [5]程岗.MG200/495-QWD型采煤机在大倾角薄煤层的开采技术研究[J].机械管理开发,2019,34(01):16-18.
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