薄煤層機(jī)械化采煤技術(shù)研究實(shí)踐
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摘要：經(jīng)濟(jì)發(fā)展讓我國(guó)的煤礦行業(yè)有著全新的發(fā)展道路，但是由于目前煤礦薄層開(kāi)采工作受到許多因素的影響，例如地質(zhì)環(huán)境因素的影響、工作方式較為復(fù)雜以及政府政策沒(méi)有相對(duì)的保護(hù)以及實(shí)施力度等，此外薄層開(kāi)采的工作也會(huì)有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。目前國(guó)家提出煤礦綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采政策，對(duì)綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采技術(shù)也有全新的考慮。本文主要從我國(guó)目前煤礦綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行分析，探討綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采技術(shù)的重要性，以及相關(guān)的薄層開(kāi)采技術(shù)要領(lǐng)。
關(guān)鍵詞：煤礦；綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)
引言
隨著綜采技術(shù)的不斷發(fā)展，致使年消耗回采巷道數(shù)量也逐漸增加，巷道綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采技術(shù)逐漸變成煤礦高效集約化生產(chǎn)的共性和關(guān)鍵性技術(shù)。采掘技術(shù)及綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采是煤礦生產(chǎn)的關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)。因此，為了保證礦井實(shí)現(xiàn)高效高產(chǎn)的目的，必須要使用高效機(jī)械化綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采和支護(hù)技術(shù)。同時(shí)，這兩種技術(shù)也是巷道綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采技術(shù)未來(lái)發(fā)展的主要發(fā)展方向。
1煤礦綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采新技術(shù)的基本現(xiàn)狀
1.1高效綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采和支護(hù)技術(shù)的基本現(xiàn)狀
目前，我國(guó)煤巷綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采的方法主要有以下幾種：大斷面煤巷連續(xù)采煤機(jī)高效綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采；煤巷高效綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采技術(shù)；煤巷綜合機(jī)械化綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采；掘錨機(jī)組掘錨一體化綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采。
1.2半煤巖巷高效綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采技術(shù)
我國(guó)重點(diǎn)煤礦半煤巖巷的綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采，大部分都是采用半煤巖懸臂式綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采機(jī)機(jī)械化作業(yè)線，而半煤巖掘機(jī)大部分都是以中型和中型機(jī)械為主，綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采機(jī)在半煤巖巷道綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采機(jī)過(guò)程中，由于巖石所占據(jù)的比例相對(duì)較大，所以在選取機(jī)器時(shí)，必須要注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：機(jī)重大，破巖能力強(qiáng)，重心低，截齒單刀力大，系統(tǒng)簡(jiǎn)單且可靠，工作穩(wěn)定性好，方便維護(hù)，元部件可靠性高[1]。
1.3巖巷高效綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采技術(shù)
當(dāng)前，我國(guó)巖巷主要采用的施工工藝是鉆爆法，相關(guān)專(zhuān)家對(duì)巖巷懸臂式綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采機(jī)實(shí)行了多次試驗(yàn)，進(jìn)而逐漸演變?yōu)閮煞N巖巷機(jī)械化的作業(yè)線：鏟斗式裝巖機(jī)作業(yè)線或者是氣腿式鑿巖機(jī)配耙斗式；全液壓鉆車(chē)配側(cè)卸裝巖作業(yè)線。
1.4煤礦錨桿支護(hù)技術(shù)
安全、合理、有效的巷道支護(hù)是保證礦井實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的必備條件，雖然巷道支護(hù)技術(shù)是煤炭開(kāi)采中的重要核心技術(shù)，但是錨桿支護(hù)已經(jīng)逐漸變?yōu)橄锏乐ёo(hù)的重要發(fā)現(xiàn)方向。
2現(xiàn)存技術(shù)差距
重型國(guó)產(chǎn)綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采機(jī)與國(guó)際先進(jìn)設(shè)備相比，基礎(chǔ)研究方面存在薄弱性，總體性能參數(shù)也較低。而且適用于我國(guó)煤礦地質(zhì)條件的行走部載荷譜、截割和裝運(yùn)尚未完善建立，也缺乏完整的設(shè)計(jì)理論依據(jù)，這些都是造成差距的原因。綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采錨機(jī)組中，雖然采用了大量的新技術(shù)、新工藝及新材料，但是要有效解決其中的難點(diǎn)部分：整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性的研究；行走機(jī)構(gòu)與錨桿機(jī)之間相對(duì)滑移聯(lián)結(jié)技術(shù)。
3煤礦高效綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
3.1煤巷高效綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
（1）發(fā)展掘錨統(tǒng)一化技術(shù)。掘錨一體化施工技術(shù)具備很大的技術(shù)，主要體現(xiàn)在改善作業(yè)環(huán)節(jié)、提升錨桿支護(hù)作用和加快煤巷綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采等多方面作用。使用掘錨一體化施工，常規(guī)情況下是日進(jìn)尺在40~50m之間，掘錨一體化施工循環(huán)時(shí)間通常是在30min以內(nèi)，成巷速度能夠提升至65%以上，月進(jìn)可以控制在1000~1200m。在使用掘錨一體化開(kāi)展施工時(shí)，若發(fā)生頂板暴露的現(xiàn)象，能夠迅速安裝錨桿，以改變支護(hù)的效果，從而使錨桿的支護(hù)質(zhì)量得到明確的保證。此外，需要注意的是，掘錨機(jī)組施工巷道不但可以改善錨桿支護(hù)作業(yè)的惡劣環(huán)境，還能夠使其達(dá)到有關(guān)方面的安全指標(biāo)，并且一次性成型效果很好。（2）加強(qiáng)大斷面多巷綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采推廣使用連續(xù)采煤機(jī)。對(duì)于美、澳等有關(guān)的主要采煤國(guó)家，一直以來(lái)都使用的是連續(xù)采煤機(jī)多巷綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采的綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采技術(shù)，這是一種高效高產(chǎn)的最佳綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采方法。因此，我國(guó)有關(guān)煤礦公司需要根據(jù)具體情況展開(kāi)相應(yīng)的分析，并結(jié)合我國(guó)煤礦的基本特征，通過(guò)連續(xù)采煤機(jī)綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采工作面順槽，從而取得比較理想的成果。近年來(lái)，連續(xù)采煤機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用數(shù)量以每年15臺(tái)的速度增加的模式，打破了煤巷綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采進(jìn)尺的多項(xiàng)記錄。此外，連續(xù)采煤機(jī)煤巷綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采不僅具有采掘合一的優(yōu)點(diǎn)，還有綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采速度快的優(yōu)點(diǎn)。
3.2半煤巖及全巖巷高效綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采技術(shù)發(fā)展前景
綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采方式是我國(guó)未來(lái)懸臂式綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采機(jī)發(fā)展的主要方向，其不僅具有功率大，還有重型化和自動(dòng)化的特點(diǎn)。優(yōu)化裝載、截割和行走等結(jié)構(gòu)方式，拓展綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采機(jī)使用的范圍。更為重要的是，需要不斷探索新型的截割方式，而對(duì)于全巖巷鉆爆法施工發(fā)展來(lái)講，關(guān)鍵是發(fā)展履帶式全液壓錨桿鉆機(jī)，所以需要不斷提升自動(dòng)化水平和整機(jī)性能。
4高效綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采配套技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
4.1煤巷快速綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采的地質(zhì)保障關(guān)鍵
煤巷在實(shí)際施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于地質(zhì)條件發(fā)生變化，自然環(huán)境出現(xiàn)突變的情況，從而對(duì)綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采的速度產(chǎn)生影響。獨(dú)頭綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采巷道小構(gòu)造等地質(zhì)異常體，其150m超前探測(cè)，探測(cè)結(jié)果的三維可視化快速顯示技術(shù)，將會(huì)成為發(fā)展的重點(diǎn)對(duì)象。
4.2與綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采工作面相結(jié)合配套機(jī)載除塵設(shè)施
在最近幾年，我國(guó)綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采工作面應(yīng)用的主要除塵方法是噴霧除塵，此種方法不僅效果偏低，而且可靠性也相對(duì)較低，即使最高除塵率也只能達(dá)到60%~70%。因此，為了改善綜合機(jī)械化薄層開(kāi)采工作面的劣質(zhì)環(huán)境。錨桿支護(hù)技術(shù)在我國(guó)大部分礦區(qū)都得到了非常廣泛性的使用，動(dòng)態(tài)信息錨桿設(shè)計(jì)將會(huì)成為未來(lái)推廣的重要方向，所以地質(zhì)力學(xué)測(cè)試和評(píng)估，煤及半煤巖巷圍巖（煤），逐步完善錨桿支護(hù)技術(shù)也同樣是研究的重點(diǎn)部分。（1）直接坡頂法。在掘進(jìn)施工中，若出現(xiàn)高差的情況，即可應(yīng)用該種方法。而在直接坡頂法的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，施工人員首先應(yīng)利用掘進(jìn)機(jī)沖擊巷道頂部，并對(duì)斷層進(jìn)行爆破。其次，施工人員應(yīng)去除穩(wěn)定性較差的頂板圍巖，并利用錨網(wǎng)索，對(duì)穩(wěn)定性符合標(biāo)準(zhǔn)的頂板圍巖進(jìn)行固定。通常情況下，硬度低于5或落差高于2cm，即代表該巖石硬度等指標(biāo)較低。在施工人員對(duì)該點(diǎn)給予高度重視并采取恰當(dāng)措施后，巖石碎裂所導(dǎo)致的安全事故將顯著減少。（2）后退臥底法。該種方法主要應(yīng)用于掘進(jìn)施工中出現(xiàn)的斷層下落現(xiàn)象。在使用掘進(jìn)設(shè)備的過(guò)程中，若實(shí)際坡度高于要求坡度，施工人員可以選擇首先構(gòu)建巷道臥底，以此降低整體坡度，并確保掘進(jìn)設(shè)備能夠正常使用。此外，在煤礦開(kāi)采工程掘進(jìn)施工中，正確利用后退臥底法，能夠促使施工質(zhì)量等方面與相關(guān)要求及標(biāo)準(zhǔn)相吻合。
4.3頂煤放炮技術(shù)
部分地區(qū)因地質(zhì)環(huán)境特殊，所以在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，極易出現(xiàn)斷層現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上，煤層結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)持續(xù)移動(dòng)的情況，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的生命安全構(gòu)成威脅。因此，為提升煤礦開(kāi)采安全性及人員作業(yè)效率，施工人員可以利用頂煤放炮技術(shù)與起坡臥底，以此為掘進(jìn)施工順利進(jìn)行提供保障。
5結(jié)語(yǔ)
綜上所述，薄煤層綜合機(jī)械化采煤技術(shù)在地下煤礦開(kāi)采工程中具有重要地位，其不僅能夠顯著提升工程安全性，而且還能提升作業(yè)效率。因此有關(guān)機(jī)構(gòu)或單位應(yīng)對(duì)其給予高度重視，并正確利用該項(xiàng)技術(shù)?；诖?，我國(guó)煤礦行業(yè)才能穩(wěn)定發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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作者：王慶寧 單位：大同煤礦集團(tuán)華盛萬(wàn)杰煤業(yè)有限公司
