薄煤层综采技术探析
【摘 要】在我国，薄煤层占了煤炭储量的较大比重，全国薄煤
层可采储量达到6.15gt，约占总可采储量的19%。薄煤层要采用综
合机械化开采难度较大，目前我国的薄煤层综合机械化开采主要有
滚筒采煤机综合机械化开采、刨煤机综合机械化开采和螺旋钻无人
机械化开采这三种，文章分别对这三种方式进行了介绍，并分析了
其特点和适用条件。
【关键词】薄煤层；综采；滚筒采煤机综合机械化开采；刨煤
机综合机械化开采；螺旋钻机械化开采
前言
我国煤炭赋存呈多样化，其中薄与极薄煤层资源丰富，并且分
布广泛。在已探明矿区中，84.2%的矿区均有薄煤层分布，资源量
约为67gt，其中有的矿区薄煤层储量占有相当大的比重，如安徽占
72%、四川占51.8%、贵州占37.2%。全国薄煤层可采储量达到6.15gt，
约占总可采储量的19%。近年来，随着综采、综放技术的成功推广，
开采强度的不断加大，部分矿井厚及中厚煤层的储量日趋减少，薄
及较薄煤层已成为主采煤层。为保证矿井生产能力的均衡，延长矿
井的服务年限、提高资源采出率，薄煤层高效开采问题已成为当前
煤炭工业发展急需解决的关键问题。为了降低劳动强度，提高机械
化应用水平，从设计方面来说，要求薄及较薄中厚煤层尽量采用机
械化开采。从我国薄及较薄中厚煤层长壁开采的现状来看，可以采
用滚筒采煤机综合机械化开采、刨煤机综合机械化开采和螺旋钻无
人机械化开采等，来实现机械化开采。
1 滚筒采煤机综合机械化开采
滚筒采煤机综合机械化开采工作面，配备滚筒采煤机、刮板输
送机和液压支架支护。滚筒采煤机是传统的采煤设备，具有适应性
强、效率高等特点，已成为中厚以上煤层高产高效的必选之路。我
国薄煤层滚筒采煤机的研究始于20世纪60年代，经历了mlq系列、
bm系列和mg系列，实现了较高的效益。滚筒采煤机综合机械化开
采，是目前薄煤层综合机械化开采最主要的方式，约占到综合机械
化开采工作面的90%，是使用最成熟的薄及中厚煤层综合机械化开
采方法。从目前的使用效果来看，滚筒采煤机综合机械化开采具有
以下特点：
（1）在煤层厚度变化较大时，也能保证相对较高的资源回收率，
对地质条件的适应性较强。
（2）煤机截齿更换容易。采煤机滚筒截齿采用简单的插销式连
接，只需要将卡子拉开即可更换。
（3）工作面全套设备投资较低，又能保证一定的产量。在地质
条件比较适宜的条件下，采用滚筒采煤机综合机械化开采时，可实
现日产1000～2000t，月产3万～6万t的产量。其工作面主要设
备的投资，在液压支架方面，单工作面投资仅为刨煤机综合机械化
开采工作面设备的1/3～1/2，相对投资较少。
（4）回采效率受职工人为影响较大，尤其是煤层偏薄的状况。
采用滚筒采煤机综合机械化开采时，煤机司机和液压支架操作工要
在工作面中间往返行走，以保证工作面的“三平两直”。在煤层偏
薄时，人员在工作面中行走受到了一定的限制，会降低割煤速度，
影响工作面的产量。
从以上分析来看，滚筒采煤机综合机械化开采通常用在煤层厚
度较大的情况下，而且只有在煤层厚度较大的情况下，才能充分发
挥滚筒采煤机的优势，得到较好的效益。
2 刨煤机综合机械化开采
刨煤机是一种浅截式采煤机械，系统设备由滑行刨煤机、刮板
输送机、液压推进装置和电控设备四部分组成。其工作原理为：刨
煤机采用刨削式的工作方法，刨头通过刨链沿运输机往复牵引落
煤，同时利用煤刨的犁形斜面把煤装入运输机，运输机与刨煤机形
成一个整体，利用支架推移千斤顶。液压支架一般配备电液控制装
置和电液阀，实现落煤、装煤、运煤、移架等各工序的综合机械化。
工作面配备刨煤机、刮板输送机和液压支架等主要机械设备。刨煤
机工艺的技术特点是高智能性、关联性强、工艺先进、自动化程度
高。具有工作面作业人员少、回采效率高、吨煤成本低、安全经济、
高产高效的优点。
我国目前国产刨煤机应用还不是很成熟，主要设备基本靠进口，
造成初期投资较大，技术要求较高。但是，从国外引进的刨煤机使
用情况来看，均实现了较好的经济效益。
刨煤机综采具有以下特点：（1）截深浅，一般为100～200mm，
因此，顶板暴露面积小，易于控制；同时，工作面瓦斯涌出较平稳，
能够适用于瓦斯含量较高的煤层开采。（2）速度快，牵引速度可达
到1.8～2.2m/s。（3）刨煤机靠切削落煤，块煤率高、粉尘量少，
提高矿井的效益。（4）采高可调性好，在运输机采空侧设置调斜千
斤顶，可适应煤层的起伏变化。（5）能够实现无人工作面机械化开
采。采用刨煤机开采时，液压支架配备电液控制系统，通过刨煤机
上的传感器实现自动推溜和移架，因而实现无人工作面。
3 螺旋钻机械化开采
螺旋钻无人采煤是一种比较好的无人机械化薄煤层开采方法。
将螺旋钻采煤机布置在顺槽中，利用螺旋钻杆钻入煤层采煤，并通
过螺旋钻杆将采落的煤装运出工作面，实现采煤及装运煤工序。螺
旋钻机无人采煤是一种非连续性采煤，顶板管理类似于柱式采煤
法，有利于顶板的管理。加上作业人员均位于工作面顺槽内，极大
地改善了工人的劳动条件和劳动环境，杜绝了顶板事故，是一种矿
井安全程度极高的采煤方法。
螺旋钻采煤机在我国新汶、徐州、西山、枣庄等集团均有使用。
2004年我国从俄罗斯进口2台by-3m型螺旋钻采煤机，并在徐州韩
桥煤矿进行了井下工业性试验，效果很好。特别是新汶矿业集团
2008年从乌克兰引进的2台薄煤层螺旋钻采煤机（适用于0.6～
0.9m的薄煤层），分别在潘西矿和南冶矿进行了前进式和后退式采
煤工艺试验获得成功，单面单台钻机月产达到5800t。
近年来，我国加大了螺旋钻采煤机研制力度，比如枣庄矿业集
团研制成功了mz系列螺旋钻采煤机。适应于硬度f小于6、厚度
0.5～0.9m的薄煤层开采。采宽为1.305～2.105m，可适应巷道断
面7.6～14m2。螺旋钻采煤机具投资少、安全性好、工效高、布置
灵活等优点，但由于其单产较低，不能成为中大型矿井主要采煤方
法。但是，作为边角煤回收、解放层开采及极薄煤层无人化开采，
具有其独特优势，可提高资源回收量，适当延长矿井服务年限，是
薄煤层（极薄煤层）开采的一种新型采煤设备。
4 结论
采用机械化开采薄及较薄中厚煤层，提高了工作面单产，提高
了工作面安全性能，更重要的是提高了资源回收率。薄及中厚煤层
机械化开采，在我国已经得到了相当广泛的应用，从使用状况来说，
具有以下几方面的经验：
（1）地质构造简单～中等、煤层厚度沿工作面方向变化不大的
大、中型矿井，可以采用进口刨煤机配合国产支架的刨煤机综合机
械化方式开采。
（2）地质构造中等～较复杂的的中型矿井，可以采用滚筒采煤
机综合机械化开采。对于生产能力较小的矿井，可以采用薄煤层滚
筒采煤机配合悬移顶梁液压支架组合，以降低工作面投资。
（3）对于煤质较好的边角煤，可以采用螺旋钻机部分回收资源。
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作者简介：
王涛，男，2011年6月毕业于湖南科技大学采矿工程专业，现
就职于淮南矿业集团朱集煤矿。