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1、鄂尔多斯地区薄煤层开采初探李乃芳摘要：本文通过对鄂尔多斯地区煤矿薄煤层开采现状储量及地质条件分析，对开采薄煤层 的可行性进行了探讨，制定了适合鄂尔多斯地区薄煤层开采的技术方案，并对在方案实施中 的关键问题进行了论述，对鄂尔多斯地区煤矿薄煤层的研究及施工有一定的参考意义。 关键词：薄煤层，开采技术，研究1.概述鄂尔多斯煤田为东西宽400km，南北长600km，平面略呈矩形，大概与鄂尔 多斯台地范围重合。鄂尔多斯煤田成煤期有石炭二叠纪、晚三叠纪和中侏罗纪，该煤田可划分为 三个含煤带。1.1东带石炭二叠纪煤层，包括准格尔煤田等。1.2 西带石炭二叠纪煤层为主，包括卓子山、贺兰山、韦洲等，另有汝箕沟等
2、零星中 侏罗世煤层。1.3 中带东侧有东胜、神木等中侏罗世及子长，牛武晚三叠世煤层；西部有灵武、固 原中侏罗世煤层；南部有黄陵、彬县、陇县、华亭等中侏罗世煤层。1.4 开发情况现鄂尔多斯煤矿经三年技术改造以后，到2008年全市276座地方煤矿基本 实线大型综合机械化生产，产能、产量每年上一个台阶。由于鄂尔多斯煤田地质 条件简单，开采条件好，现大多数煤矿以开采2.0m（或1.8m）以上煤层，最大一 次采全高达到6m以上，卓子山煤田矿井利用放顶煤技术一次回采厚度8m以上煤 层，经济效益显著。但1.8 m以下的煤层，尤其1.3 m以下煤层很少有人问津, 面对这种情况，积极进行储量挖潜，拓宽煤矿企业发
3、展空间，合理利用资源，增 大后续发展能力，研究解决薄煤层开采问题，已成为今后鄂尔多斯煤矿发展中的 一项重要工作。对于薄煤层开采，国内外已有很多成功的经验，并获得较好的经 济效益，因而有着广阔的发展前景。解决薄煤层开采问题，对合理利用资源，稳 定矿井生产能力，延长矿井寿命，实现矿区可持续发展具有十分重要的意义。2. 薄煤层开采可行性论述2.1 鄂尔多斯煤炭薄煤层现状分析2.1.1 储量分析由于鄂尔多斯煤田面积大，各地煤层情况有很大差异，大部分地区从2号 煤到16号煤可有56个可采煤层，最多的可采煤层达 10个以上，中厚及厚煤 层开采几乎占全部产量。薄煤层(厚度在最小可采厚度-1.3m以下的煤层)
4、开采 产量极少，而实际上薄煤层及部分中厚煤层(1.3m1.8m)储量被呆滞或被因种 种原因列在平衡表外，实际上这部分储量约占全部储量的 15%左右。22 鄂尔多斯薄煤层开采分析鄂尔多斯薄煤层储量在整个可采储量中占有一定比重。目前，国内外薄煤层 开采技术不断进步，新技术、新工艺、新装备不断涌现，困扰薄煤层安全高效开 采的各种复杂技术问题正在逐步解决，实现薄煤层高产高效开采已成为现实。当 前实施薄煤层开采，具有如下条件：2.2.1 从技术装备方面当前，国内外用于薄煤层的采煤设备基本有3大类，即刨煤机、滚筒采煤机， 螺旋钻采煤机，它们分别适用于不同的地质条件和煤层条件。对薄煤层开采的技 术装备要求是
5、：1.机械设备小巧-必须能用；2.可靠性高-要好用；3.设备的功 率大，自动化程度高-能用好。在薄煤层开采方法设备选型方面要求因地而宜，高起点，高投入，高产出， 高效益。(1) 全自动刨煤机及其自动控制系统，在煤层赋存稳定、断层不发育的条件 下,年产量可达到100150万t以上的水平。在煤层及地质条件适宜的条件下， 是首选采煤机械。(2) 滚筒采煤机适用于顶板破碎、地质条件较差的煤层，目前先进的装备是 采煤机、液压支架配置计算机程控系统，无人或只有1-2 个人操作。在条件适宜 的情况下，年产也可达到100万t以上。(3) 螺旋钻采煤机主要针对1m以下薄煤层，该设备最大优点足轻便灵活.用 人少，
6、效率高，特别适用于0 60 8m的薄煤层和边角残煤的开采，但单机产量 不高(一般班产 200t 左右)。从资源同收、延长矿井寿命和增加经济效益的角度 出发，螺旋钻采煤机也是拥有一定应用空间的。2.2.2 从经济方面于我国能源紧张，煤炭市场价格走高，开采薄煤层经济效益也很高。此外， 薄煤层煤质一般都比较好，更具有市场竞争优势。但由于薄煤层工作面单产和效 率低、掘进率高、开采成本高、工人劳动强度大、产量低、经济效益差。不愿采 薄煤层的根本问题是：1.作业空间狭窄，人员行动不便等；2.由于开采成本高于 中厚煤层和厚煤层，经济效益低于其他煤层开采，资源政策方面没有向薄煤层开 采倾斜，所有这部分煤层采出
7、率很低。2.2.3 从煤层开采顺序及压茬方面例如鄂尔多斯部分井田内具备开采条件的薄煤层有 2号煤、4号煤层等，其 下覆 6 号煤层，存在煤层压荐关系，如果不采 2 号煤、 4 号煤层，先采下覆的 6 号煤层，6 号煤层采完后 2 号煤、4 号煤层被破坏，将永远也无法开采了。3. 采煤方法、工艺选择3.1 薄煤层采煤方法、工艺经考察目前我国开采薄煤层的矿井多采用以长壁采煤法，其工作面走向长度 倾斜长度一般较厚及中厚煤层短，运输巷、回风巷和开切眼破部分顶底板岩石， 采煤工艺有滚筒采煤机综合机械化采煤法、螺旋钻采煤机采煤法、全自动化刨煤 机和高档普采等。3.1.1 滚筒采煤机综合机械化采煤法 薄煤层
8、综采的主要优点是对于顶板破碎、压力大、开采条件较差的煤层适应性 较强，受地质及煤层条件限制较小，具有高产、高效、安全、低耗、工作条件好、 劳动强度小等等优点，但综采设备投资较高，对技术操作和管理水平要求较高。3.1.2 螺旋钻采煤机采煤法螺旋钻采煤机适用0.61. Om的薄煤层，该采煤法可广泛地应用于开采围岩较 稳定的薄煤层和极薄煤层，并且可用来开采边角煤，三下压煤和各种煤柱。该技 术用人少，工效高，大大减轻了工人的劳动强度，改善了工人作业环境，可使表 外储量得到开采，提高资源利用率，延长矿井服务年限，单机产量不高，但具有 一定的应用前景。313 全自动化刨煤机刨煤机是一种较适合薄煤层工作面中
9、落煤、装煤自动化的采煤机械。与滚筒采 煤机相比，刨煤机具有以下优点：结构简单，没有采煤机那样复杂的牵引部分的 液压系统，使用维修方便，易于掌握管理；体积小、通风阻力小；操作方便，可 实现遥控采煤，工作面可实现无人作业，劳动强度小，有利于安全；自动化程度 高率高，实现了落煤装煤运煤的综合机械化；实现了连续采煤，提高了时间利用 率；截深小，只刨落煤壁压酥区表层，刨落单位煤量能耗小，而且块煤率高。刨煤机的缺点是刨煤机及其自动化控制设备价格昂贵，对技术操作水平、生 产管理水平及煤层地质条件要求很高。314 高档普采高档普采的主要优点是技术装备投资较少，操作技术较易掌握，组织生产比较 容易，对地质变化的
10、适应性较强，工作面搬迁倒面容易。目前，只有在资金不足 的中、小型煤矿中应用，在大型煤矿中，常用于走向短、形状不规则的边角煤层 块段中有应用。32 采煤方法选择国内外薄煤层开采已经有许多成功的实例，具体矿井采煤方法的选择要根据 矿井地质情况、煤、岩层等特点以及现有生产技术条件，设计选择采煤方法。 3.2.1 地质构造鄂尔多斯煤田范围内地质条件简单，整体构造形态起伏不大，地层一般倾角为lo80，煤田内影响回米断裂构造较少。4.结论薄煤层开米在技术上可行，已有很多成功的实例；在经济上有很大的利润空 间，可以维持煤矿企业的发展；在管理方面要求高，同时需要高素质的操作人员， 这是煤矿需要解决的难题。5.
11、结束语薄煤层开米工作面装备电液一体化设备，实现自动化米煤，既改善了薄煤层 特殊开米下操作人员的工作条件，减轻了劳动强度，又提高工作面生产能力，解 决了薄煤层的高产高效问题。解决薄煤层开米问题，对稳定矿井生产能力、延长矿井使用寿命，实现鄂尔 多斯煤矿持续发展具有十分重要的意义。政策支持：由于薄煤层开采的客观条件，决定了它的产量和效益均要远远低 于中厚及厚煤层开采，政府是否能在政策上做出适当的调整。 参考书目：刘过兵采矿新技术煤炭出版社 2002年11月 。 鄂尔多斯煤炭技工学校 李乃芳作者简介：李乃芳 高级工程师 1986 年毕业于中国矿大，长期从事煤矿综合机 械化采煤现场管理；全程参加液压支架的选型、设计工作；著有特厚煤层放顶 煤支架的使用与效果，大倾角煤层综采开采技术实践等论文。
