中厚煤層機械化采煤工藝研究
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摘 要：在中厚煤層機械化采煤中，相較于傳統采煤工藝而言，作業效率更高，人工勞動強度和危險性下降，可以帶來更大的經濟效益。本文就中厚煤層機械化采煤工藝展開分析，把握技術要點，就其中的問題突出合理措施予以改進，為后續中厚煤層機械化采煤提供支持。
關鍵詞：中厚煤層;機械化采煤;采煤工藝;分層綜采
采煤行業在長期發展中，逐漸進入到深井作業階段，作業難度大大提升，對于采煤工藝創新發展提出了更高的要求。中厚煤層是我國煤礦主要煤層，在中厚煤層機械化開采中，可以大大提升煤礦開采效率，為采礦安全提供堅實保障。更為重要的是，推行中厚煤層機械化采煤工藝，有助于降低人力、物力和財力資源，促使中厚煤層機械化采煤活動高效展開，維護采煤安全，帶來更大的經濟效益。通過中厚煤層機械化采煤工藝應用分析，改進其中的不足，積累機械化采煤經驗，推動采煤行業更高層次發展。
1 中厚煤層開采現狀
我國是一個地域廣闊的國家，不同地區地質條件較為復雜，煤炭分布均勻，而中厚煤層作為其中重要組成部分，加強中厚煤層開采，有助于提升煤炭資源開采量，可以帶來更大的經濟效益。中厚煤層煤炭儲量豐富，但是機械化采煤水平不高，嚴重影響到采礦開采效率，迫切的需要推動采煤技術創新和完善。未來采煤技術不斷發展下，中厚煤層采煤機械化水平隨之提升，增加煤炭產量同時，為我國煤炭產業健康持續發展提供持久動力[1]。
2 中厚煤層常見的機械化采煤工藝
2.1 分層綜采
此種采煤工藝應用較為廣泛，適合厚度較大的煤層，各層獨立開采。以某煤礦的槽煤層為例，厚度為6.2m，推行分層開采模式。進入煤層后，煤層頂區沿煤層頂板上下順槽和工作面切眼施工，建立作業面通風系統，適合采用長臂式采煤工藝回采。在這個過程中，工作面內底板位置設置頂網，頂網鋪設后進行下一分層開采。頂網托住定去冒落矸石，便于下分層開采頂板管理工作展開。鋪設頂網是用于維護頂板結構穩定，通常在上層鋪設的頂網不會取出，有助于規避再生頂板結構穩定性帶來不良影響。頂區開采后，上下順槽和作業面切眼重復施工，然后進行中區開采活動。按照水平方向將急傾斜厚煤層劃分為多個分層，按照自上而下順序進行開采。不同分層可以單獨設置分層平巷和回采工作面，其中采取巷道形式包括雙翼式和單翼，隔斷高度在15cm～30cm，按照煤層走向逐步開采[2]。
如果煤層水平厚度在8m以下，可以分層底板掘出分層平巷用于開采通道，煤層厚度在5m以上，頂板部位和底板部位掘進分層平巷，將兩者距離控制在15cm～18cm范圍內，中間煤門貫通。在這個過程中，回采期間與分層工作面保持通暢，溜煤眼個數大概兩三個，分層工作面上下距離15cm～30cm，如果距離過長，可以采用刮板輸送機進行作業。
2.2 綜放開采
綜放開采中，沿著煤層底部設計常閉工作面，高度在2m～3m范圍內。如果是采用常規回采方式，人工松動或是礦山壓力效應作用下，支架上方頂煤層破碎為散體，支架上部放出。最后，使用刮板輸送機運出工作面。對于中厚煤層開采活動而言，綜放開采技術可以降低資源損耗，對開采環節進一步優化和完善，降低開采成本同時，維護開采環節安全性，創造更大的經濟效益。但是，開采期間不可避免出現一系列缺陷，表現為瓦斯涌出量大、煤塵超標和煤炭回收難度大等問題，尤其是瓦斯泄漏可能產生爆炸事故，威脅到人員生命安全。所以，要求煤礦企業結合實際情況編制合理的瓦斯治理防控方案，避免瓦斯爆炸威脅到人員生命安全。
2.3 大采高綜采模式
大采高綜采模式在中厚煤層機械化采煤中，此種方法優勢較高，伴隨著采煤機械化水平不斷提升下，采礦設備隨之創新和完善。當前我國自主研發項目較為多樣，與全球水平相差甚遠，如電液控制強烈液壓支架、重型刮板輸送機和大功率電牽引采煤機等。根據中厚煤層采煤需要采用此類機械設備，生產力大概在1600t/h左右，適合一些環境復雜的煤層。通常情況下，綜采工作面的產量較高，每年可以達到300萬t/年，帶來可觀的經濟效益。
當前我國在采煤工藝研發中資金投入力度不斷增加，自行研發的新一代大采高綜采裝備相較于國際水平而言，主要技術參數差異不明顯，引入此類設備產量可以達到300萬t/年。我國的綜采設備制造水平不斷提升，已經取得了較為可觀的成果，但是受到制造水平、設計水平和高強度優質材料供應不足等因素影響，我國的大采高綜采設備尚無法全面應用，難以滿足中厚煤層機械化采煤需要。國產自主研發的綜采設備水平不高，技術性能、開采效率和使用壽命還存在很大不足，有待進一步改進和完善。
通過對比不同的采煤技術，大采高綜采模式相較于分層綜采技術具有更強的生產能力，巷道布設簡單，工序簡化，采出率較高，后期巷道掘進量和維護量較小，降低生產成本的同時，在采煤作業中更加廣泛應用。較之綜放開采技術而言，大采高綜采模式采出率較高，可以減少采礦中產生的煤塵，降低含矸率，破壞范圍超出其他采礦技術。與此同時，大采高綜采模式支護強度高，工作面動載系數偏低，支架圍巖的靜載力過于集中，加劇面煤壁片幫問題出現。由于片幫和煤礦冒頂之間聯動特性，開采需要大量投入大量時間維護支架圍巖穩定性，在一定程度上影響到支架結構穩定性。
3 中厚煤層機械化采煤工藝的優化措施
3.1 樹立靈活開采觀念
在中厚煤層機械化采煤中，為了提升采煤效率，首要一點是樹立靈活開采觀念，結合煤礦實際情況，靈活選用不同采煤方式。但是，很多礦工和管理人員盲目認為傳統采煤方式最為科學合理，開采理念陳舊，實際工作中不會變通，導致回采率和生產率下降，不僅消耗大量的時間和精力，還會威脅到作業人員生命財產安全。故此，采煤期間應靈活變通，打破傳統的工作理念束縛，高效展開開采活動，提升煤炭企業的經營效益。
3.2 推動技術升級改造
為了滿足不斷增長的中厚煤層機械化開采需要，應該適當增加資金投入力度，不斷推動機械化技術升級改造。相較于國外機械化采煤技術還存在很大差距，過分關注出采率和回采率，忽視對生態環境保護，巖層結構破壞問題較為嚴重，未能將安全保護措施落實到實處。煤礦開采持續深化，生態環境急劇惡化，地質條件逐漸惡化，可能導致地面塌陷，威脅到人們的生命財產安全。這就需要持續推動機械化采煤技術升級改造，依托于先進采煤技術來全方位維護煤礦生產安全。
3.3 制定合理安全防護措施
中厚煤層機械化采煤中，為了保證作業安全，應該尋求合理的現代化采煤技術和工藝，在采煤技術改造同時，制定合理的安全防護措施。采煤企業應該營造安全作業環境，提升采煤機械化水平，降低人工勞動強度，培養員工的安全意識和突發事故應對能力，確保采煤生產活動安全有序進行。
4 結論
綜上所述，中厚煤層是煤炭開采中的重要組成部分，推行機械化采煤工藝，有助于營造安全的作業環境，并持續增加資金投入力度來研發新設備和新技術，降低人工勞動強度同時，提升開采效率，維護人員生命財產安全。
參考文獻：
[1]鄭斐.綜合機械化采煤技術裝備在我國的發展現狀與趨勢分析[J].科技風，2017，10（14）：185.
[2]高維智，張學亮，樊運策.急傾斜厚煤層水平分段沿空留巷機械化采煤方法研究[J].煤炭技術，2017，36（02）：73-75.
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