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摘要：论文根据阳煤集团五矿资源赋存条件，结合刨煤机工艺开采薄煤层的优势，分析了阳煤集团五矿应用刨煤机开采工艺的前景。
关键词：阳煤集团五矿 薄煤层 刨煤机 回采率
1 五矿简介
阳泉煤业（集团）有限责任公司五矿位于山西省平定县城西南，隶属平定县管辖。井田呈北西南东向延伸，北部南北长近9km，东西宽近8km，南部南北长6km，东西宽5km，总面积约82.53km2。地理坐标位于东经113°28′31″～113°35′29″，北纬37°41′15″～37°48′17″。五矿现有两个生产矿井。
2 可采煤层
本井田含煤地层为二叠系下统山西组及石炭系上统太原组，含煤15层，煤层总厚度15m左右。含煤系数为8.4%。主要可采煤层有8号、15号二层，局部可采煤层有3上号、8号、9上号、9下号、12号五层。这两组含煤地层中，以太原组含煤性最好，其次为山西组。太原组可采和局部可采煤层平均总厚为9.96m，含煤系数9.4%。山西组含煤系数5%。太原组以15号煤层为主，全区稳定可采；8号煤层次之，全区大部稳定可采。山西组以6号煤层为主，全区可采范围较大。3号煤层分上下两层，3上号煤仅北部可采，3下号煤仅零星可采。本区主要可采煤层情况见表1。
由表1可知，五矿井田内索然可采煤层多达8层，但只有15号煤层的平均厚度达1.3m以上，其余煤层均为薄煤层。各煤层资源量情况见表2。
由表2可知，五矿井田内总资源量为78140.70万t，其中厚度较大的15号煤层资源量为54815.50万t，占总储量的70.15%；其余薄煤层资源量23325.20万t，占总储量的约30%。由此可见，开采薄煤层而言可以提高阳煤集团五矿的资源利用率，延长其服务年限，因此研究薄煤层开采对于五矿而言具有积极的意义。
3 薄煤层开采特点
3.1 采高和工作面空间小
工作面空间狭小，致使在工作面内作业的人员与机械设备移动十分困难，事故的处理效率很低[1]。并且煤层硬度普遍大于3~4，导致煤层对机组的要求条件高，不但机组的外型尺寸要小，而且要求机组的功率大、性能可靠、结构简单、对顶底板的适应性要强、并且机械故障率要低。同时由于我国薄煤层机械化设备尚不完善，导致工作面的机械化程度低,工人劳动强度大，危险系数高，单产吨煤消耗量大，且回采成本较高。
3.2 采掘接替紧张
由于工作面回采巷道为半煤岩巷，综掘设备难以投入使用；爆破掘进又不可能进行全断面爆破（煤与矸石分装），掘进速度很慢，造成采掘接替紧张；同时由于薄煤层工作面长度较短，回采巷道较多，导致了煤炭回收的巷道消耗率高，不利于矿井的安全管理，也增加了煤炭的产出成本。
3.3 受地质构造影响大
薄煤层地质条件及赋存状况较复杂，工作面常出现断层、褶曲、煤层变薄与尖灭的现象。在断层落差大于煤层厚度的情况下，工作面难以正常推过，运输机的正常运行将会受到影响；断层与褶曲对巷道布置的影响也很大，会导致煤层回采率降低，工作面掘进巷道长度加大生产成本增加。
4 刨煤机工艺发展
德国和美国是世界上薄煤层开采的先进国家，大多应用刨煤机开采，并发展了薄煤层自动化工作面成套设备技术，部分已经实现了无人工作面。德国的刨煤机1984年平均功率为314kW，而2007年最大刨煤机功率已达到2×400kW；随着装机功率提高，刨煤机生产能力有很大提高，最大刨速已达到2.4m/s。资料显示欧洲主要产煤国家使用的刨煤机开采的煤炭已占总产量的30%以上。我国自20世纪60年代开始试验刨煤机开采工艺，近年来经多方共同努力取得了很大的进步。我国开发的主要刨煤机类型及技术参数见表3。
5 刨煤机工艺优势
应用刨煤机工艺开采薄煤层的优势可以概括为“两高两低”。
5.1 安全系数明显提高
首先，刨煤机开采的循环进刀量小，落煤均匀，瓦斯释放均匀，解决了瓦斯积聚和浓度超限；其次，杜绝了炮采过程中由于工人“三违”造成的事故，也避免了放炮冲击波对煤层顶底板造成的影响；最后，刨煤机自行装煤，避免了工人出货过程中被砸伤的现象。
5.2 工作效率明显提高
刨煤机开采为连续作业，可明显提高工作效率。黑龙江省七台河煤业新强煤矿应用刨煤机工艺前后工作面生产情况对比见图1[2]。
5.3 劳动强度降低
在薄煤层工作面，工作面高度原小于人的身高，生产人员在工作面只能躬行或跪行，甚至爬行；使用刨煤机开采工艺后，工人只需要开动刨煤机即可完成刨煤和出货工序，劳动强度大幅降低，也间接避免了工人劳动强度大而忽视的安全情况。
5.4 吨煤成本大幅降低
与炮采相比，使用刨煤机开采工艺虽然增加了电费支出，但由于取消了炮采的多项工序，节约了大量的材料、工资等费用，可降低生产成本约20-30元/t。
6 五矿应用前景
由以上分析表明，应用刨煤机工艺开采薄煤层具有明显的优势；而阳煤集团五矿拥有丰富的薄煤层资源可供开采，资源量达2亿t以上。假设应用刨煤机工艺可增加薄煤层回采率10%，则阳煤集团五矿可多采出煤炭约23Mt，按生产能力3.0Mt/a估算，可延长矿井服务年限约8a；按吨煤效益100元计算，五矿可多获效益约23亿元。由此可见，阳煤集团五矿应用刨煤机开采工艺的前景广阔，效益明显。
参考文献：
[1]陈引亮.中国刨煤机采煤工艺[M].北京：煤炭工业出版社，2000.
[2]戴有强.自制薄煤层刨煤机的应用实践[J].煤，2010，19（4）:39-40.
关键词：阳煤集团五矿 薄煤层 刨煤机 回采率
1 五矿简介
阳泉煤业（集团）有限责任公司五矿位于山西省平定县城西南，隶属平定县管辖。井田呈北西南东向延伸，北部南北长近9km，东西宽近8km，南部南北长6km，东西宽5km，总面积约82.53km2。地理坐标位于东经113°28′31″～113°35′29″，北纬37°41′15″～37°48′17″。五矿现有两个生产矿井。
2 可采煤层
本井田含煤地层为二叠系下统山西组及石炭系上统太原组，含煤15层，煤层总厚度15m左右。含煤系数为8.4%。主要可采煤层有8号、15号二层，局部可采煤层有3上号、8号、9上号、9下号、12号五层。这两组含煤地层中，以太原组含煤性最好，其次为山西组。太原组可采和局部可采煤层平均总厚为9.96m，含煤系数9.4%。山西组含煤系数5%。太原组以15号煤层为主，全区稳定可采；8号煤层次之，全区大部稳定可采。山西组以6号煤层为主，全区可采范围较大。3号煤层分上下两层，3上号煤仅北部可采，3下号煤仅零星可采。本区主要可采煤层情况见表1。
由表1可知，五矿井田内索然可采煤层多达8层，但只有15号煤层的平均厚度达1.3m以上，其余煤层均为薄煤层。各煤层资源量情况见表2。
由表2可知，五矿井田内总资源量为78140.70万t，其中厚度较大的15号煤层资源量为54815.50万t，占总储量的70.15%；其余薄煤层资源量23325.20万t，占总储量的约30%。由此可见，开采薄煤层而言可以提高阳煤集团五矿的资源利用率，延长其服务年限，因此研究薄煤层开采对于五矿而言具有积极的意义。
3 薄煤层开采特点
3.1 采高和工作面空间小
工作面空间狭小，致使在工作面内作业的人员与机械设备移动十分困难，事故的处理效率很低[1]。并且煤层硬度普遍大于3~4，导致煤层对机组的要求条件高，不但机组的外型尺寸要小，而且要求机组的功率大、性能可靠、结构简单、对顶底板的适应性要强、并且机械故障率要低。同时由于我国薄煤层机械化设备尚不完善，导致工作面的机械化程度低,工人劳动强度大，危险系数高，单产吨煤消耗量大，且回采成本较高。
3.2 采掘接替紧张
由于工作面回采巷道为半煤岩巷，综掘设备难以投入使用；爆破掘进又不可能进行全断面爆破（煤与矸石分装），掘进速度很慢，造成采掘接替紧张；同时由于薄煤层工作面长度较短，回采巷道较多，导致了煤炭回收的巷道消耗率高，不利于矿井的安全管理，也增加了煤炭的产出成本。
3.3 受地质构造影响大
薄煤层地质条件及赋存状况较复杂，工作面常出现断层、褶曲、煤层变薄与尖灭的现象。在断层落差大于煤层厚度的情况下，工作面难以正常推过，运输机的正常运行将会受到影响；断层与褶曲对巷道布置的影响也很大，会导致煤层回采率降低，工作面掘进巷道长度加大生产成本增加。
4 刨煤机工艺发展
德国和美国是世界上薄煤层开采的先进国家，大多应用刨煤机开采，并发展了薄煤层自动化工作面成套设备技术，部分已经实现了无人工作面。德国的刨煤机1984年平均功率为314kW，而2007年最大刨煤机功率已达到2×400kW；随着装机功率提高，刨煤机生产能力有很大提高，最大刨速已达到2.4m/s。资料显示欧洲主要产煤国家使用的刨煤机开采的煤炭已占总产量的30%以上。我国自20世纪60年代开始试验刨煤机开采工艺，近年来经多方共同努力取得了很大的进步。我国开发的主要刨煤机类型及技术参数见表3。
5 刨煤机工艺优势
应用刨煤机工艺开采薄煤层的优势可以概括为“两高两低”。
5.1 安全系数明显提高
首先，刨煤机开采的循环进刀量小，落煤均匀，瓦斯释放均匀，解决了瓦斯积聚和浓度超限；其次，杜绝了炮采过程中由于工人“三违”造成的事故，也避免了放炮冲击波对煤层顶底板造成的影响；最后，刨煤机自行装煤，避免了工人出货过程中被砸伤的现象。
5.2 工作效率明显提高
刨煤机开采为连续作业，可明显提高工作效率。黑龙江省七台河煤业新强煤矿应用刨煤机工艺前后工作面生产情况对比见图1[2]。
5.3 劳动强度降低
在薄煤层工作面，工作面高度原小于人的身高，生产人员在工作面只能躬行或跪行，甚至爬行；使用刨煤机开采工艺后，工人只需要开动刨煤机即可完成刨煤和出货工序，劳动强度大幅降低，也间接避免了工人劳动强度大而忽视的安全情况。
5.4 吨煤成本大幅降低
与炮采相比，使用刨煤机开采工艺虽然增加了电费支出，但由于取消了炮采的多项工序，节约了大量的材料、工资等费用，可降低生产成本约20-30元/t。
6 五矿应用前景
由以上分析表明，应用刨煤机工艺开采薄煤层具有明显的优势；而阳煤集团五矿拥有丰富的薄煤层资源可供开采，资源量达2亿t以上。假设应用刨煤机工艺可增加薄煤层回采率10%，则阳煤集团五矿可多采出煤炭约23Mt，按生产能力3.0Mt/a估算，可延长矿井服务年限约8a；按吨煤效益100元计算，五矿可多获效益约23亿元。由此可见，阳煤集团五矿应用刨煤机开采工艺的前景广阔，效益明显。
参考文献：
[1]陈引亮.中国刨煤机采煤工艺[M].北京：煤炭工业出版社，2000.
[2]戴有强.自制薄煤层刨煤机的应用实践[J].煤，2010，19（4）:39-40.