薄煤層主要是指貯存厚度在1.0～1. 5m之間的煤層，用于該厚度煤層開(kāi)采的綜采機(jī)械化裝備配套技術(shù)，在國(guó)內(nèi)還不成熟，正在探索之中。在該方面，顯德汪礦進(jìn)行了有益的探索，現(xiàn)就有關(guān)的問(wèn)題論述如下。
1、解決滾筒裝煤?jiǎn)栴}是裝備配套的技術(shù)關(guān)鍵
由于薄煤層的特點(diǎn)，滾筒直徑的選擇要小，由此帶來(lái)了一系列問(wèn)題。要使?jié)L筒裝煤達(dá)到良好效果，必須解決3個(gè)方面的技術(shù)問(wèn)題。
(1)滾筒直徑、過(guò)煤高度、臥底量對(duì)裝煤效果的影響。薄煤層開(kāi)采需要采煤機(jī)滾筒直徑小，但滾筒減小后其螺旋葉片高度降低，同時(shí)，由于薄煤機(jī)組割底矸的機(jī)會(huì)較大，要求其截割頭強(qiáng)度較高，不能通過(guò)減小行星頭截割頭（即輪轂）直徑的途徑提高葉片高度，由于螺旋葉片高度降低（與中厚煤層大直徑相比）使螺旋葉片對(duì)煤的推移面積（即迎煤面積）減少，造成裝煤非常困難。另外，由于
輸送機(jī)本身的高度和保證一定臥底量的要求(一般要求不小于100mm)，與較低的螺旋葉片高度形成鮮明的矛盾，只能通過(guò)改變滾筒的結(jié)構(gòu)方式來(lái)解決。為此經(jīng)分析和實(shí)踐，采用以下幾個(gè)措施進(jìn)行改進(jìn)和解決。①滾筒截割直徑不變的情況下，改變螺旋葉片的高度；②改變滾筒螺旋葉片和截齒座安裝形式；③對(duì)采煤機(jī)搖臂結(jié)構(gòu)形式提出特殊設(shè)計(jì)要求，即滾筒落下時(shí)搖臂下沿和輸送機(jī)上沿之間仍有一定的距離（即過(guò)煤空間），如果輪轂低于輸送機(jī)時(shí)，葉片推動(dòng)的煤流被輸送機(jī)側(cè)面阻擋，無(wú)法拋入輸送機(jī)上面，所以該距離制約裝煤效果。通過(guò)認(rèn)真分析上述相互關(guān)聯(lián)相互制約因素，對(duì)滾筒直徑和結(jié)構(gòu)形式、輸送機(jī)高度、過(guò)煤空間、搖臂結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了綜合的考慮，達(dá)到了有利于裝煤的效果。
(2)滾筒的轉(zhuǎn)速與滾筒裝煤效果關(guān)系。滾筒轉(zhuǎn)速越高，滾筒的線速度越大，在裝煤的過(guò)程中，煤被沿切線方向拋出，不利于裝煤，而滾筒轉(zhuǎn)速較低時(shí)，滾筒的線速度小，在滾筒旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，煤被拋向輸送機(jī)的分速度減小，使之不能拋向輸送機(jī)上面，也不利于裝煤。同時(shí)螺旋角度過(guò)大時(shí)，煤也易被沿切線方向拋出，角度過(guò)小時(shí)，煤被拋向輸送機(jī)方向的速度減小，不能拋向輸送機(jī)上面，也不利于裝煤，因此，滾筒轉(zhuǎn)速和螺旋升角技術(shù)參數(shù)相互關(guān)聯(lián)，只有選擇合理、匹配，才能達(dá)到良好的裝煤效果。
(3)滾筒裝煤與滾筒結(jié)構(gòu)的關(guān)系。滾筒的裝煤工作是靠滾筒上的葉片結(jié)構(gòu)來(lái)完成的，葉片的結(jié)構(gòu)形式是解決裝煤的關(guān)鍵因素：①選擇合理的螺旋葉片角；②加大葉片尾翼板的外張角，改變煤離開(kāi)葉片時(shí)拋出的分速度和改變拋出角度（即彌補(bǔ)了葉片較低的不利因素）；③在滾筒直徑不變的情況下增加葉片高度，即增加葉片對(duì)裝煤的包容面積；④改變截齒齒座在葉片上的固定結(jié)構(gòu)，使截齒側(cè)面與葉片的迎煤面形成一個(gè)平面，減小葉片對(duì)煤的摩擦阻力。以上各項(xiàng)均能夠起到改善滾筒裝煤效果的目的。
2、優(yōu)化配套，降低最小采煤高度
在薄煤層綜采機(jī)械化裝備配套中，機(jī)身高度、輸送機(jī)高度與過(guò)煤高度的選擇是薄煤層最低開(kāi)采高度的決定因素。機(jī)身高度即采煤機(jī)上平面到地平面的高度；過(guò)煤高度是指輸送機(jī)中板到采煤機(jī)機(jī)身下平面的高度，是煤流及矸石通過(guò)的空間；機(jī)面高度取決于輸送機(jī)高度、過(guò)煤高度與采煤機(jī)機(jī)身厚度。薄煤層采煤機(jī)為了降低機(jī)身高度，采用去掉底托架、機(jī)身各部件間用拉桿相連的結(jié)構(gòu)，驅(qū)軌輪改為突出機(jī)身布置，從而達(dá)到了降低機(jī)身厚度的目的。輸送機(jī)高度在選擇時(shí)，采用鑄造封底結(jié)構(gòu)，鏈環(huán)形式為中雙鏈，對(duì)刮板及中部槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，也使其高度大大降低。采煤機(jī)和輸送機(jī)一經(jīng)選定，厚度和高度無(wú)法改變，只有選擇合理的過(guò)煤高度，使機(jī)面高度進(jìn)一步降低。過(guò)煤高度的選擇，通過(guò)對(duì)煤塊和矸石塊度大小的統(tǒng)計(jì)來(lái)選擇，保證其從采煤機(jī)身下順利通過(guò)。只有這樣，才能使配套后的機(jī)面高度降到最低，從而保證配套設(shè)備達(dá)到最低采煤高度的要求。
3、薄煤層輸送機(jī)特點(diǎn)和對(duì)裝備配套的要求
用于薄煤層的輸送機(jī)，有著與中厚煤層輸送機(jī)不同的特點(diǎn)。首先要求中部槽高度要低；其次，由于采煤機(jī)機(jī)身厚度變薄，從而使機(jī)身寬度加大，這要求輸送機(jī)的寬度相應(yīng)增加，保證輸送機(jī)的縱向重心線與采煤機(jī)重心線相吻合，否則，采煤機(jī)割煤或矸石時(shí)，產(chǎn)生的震動(dòng)會(huì)使配套設(shè)備工作不穩(wěn)定。另外，輸送機(jī)的加寬，需要解決：①在電纜架滿足存放電纜水管的前提下，結(jié)構(gòu)盡可能低且窄，以增加行人空間；②由于電纜架也需要降低，要防止支架底座非正常情況下與電纜架干涉；③支架設(shè)計(jì)時(shí)頂梁相應(yīng)加長(zhǎng)；④支架底座的設(shè)計(jì)時(shí)要較薄；⑤支架上操縱閥的設(shè)置要為增加行人空間提供便利。
4、薄煤層特點(diǎn)對(duì)采煤機(jī)的要求
薄煤層對(duì)采煤機(jī)除了降低厚度要求外，還要求整機(jī)長(zhǎng)度應(yīng)盡可能縮短，以適應(yīng)工作面高低起伏的條件，同時(shí)也是為了保證配套裝備的最低工作高度。另外，由于薄煤層賦存條件變化較大（斷層、夾矸、變薄帶較多），薄煤層采煤機(jī)截割堅(jiān)硬矸石的機(jī)會(huì)比中厚煤層要多，帶來(lái)的震動(dòng)、沖擊也要比中厚煤層頻繁和劇烈，因此，對(duì)整機(jī)的結(jié)構(gòu)提出了更強(qiáng)更高的要求，截煤部的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與截割功率要求較高，采煤機(jī)要有較高的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以滿足薄煤層開(kāi)采的特點(diǎn)。
基與對(duì)上述各問(wèn)題的研究和實(shí)踐，在較薄煤層的裝備配套及使用過(guò)程中，我們對(duì)各設(shè)備性能參數(shù)和配套參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，使薄煤層的最小采煤高度達(dá)到1.2m．使?jié)L筒的裝煤效率由改前的50%提高到改后的90%。由于協(xié)調(diào)了各設(shè)備間相互關(guān)聯(lián)相互制約的矛盾，從而使薄煤配套獲得良好效果和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
5、薄煤層綜采機(jī)械化裝備配套實(shí)例
顯德汪礦的1710工作面是一個(gè)較薄煤層工作面，工作面為走向長(zhǎng)壁（等長(zhǎng)）式布置，全部垮落法管理頂板，走向長(zhǎng)度1550m，傾斜長(zhǎng)度136. 5m，平均傾角12°，最大傾角28°，最大俯采角244，煤層厚度0.5～1.96m，平均煤厚1.5m，煤層直接頂板為粉砂巖，厚0～8.5m，平均3.75m，薄一中厚層狀，泥質(zhì)膠質(zhì)、中上部加l—3層煤線，其上為細(xì)砂巖老頂，均厚2．7m，屬Ⅱ級(jí)2類直接頂板。底板為細(xì)砂巖，厚10.7—19.3m，鈣泥質(zhì)膠結(jié)，較堅(jiān)硬。
在上述理論的指導(dǎo)下，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)薄煤層綜采設(shè)備的認(rèn)真比較、分析、研究，設(shè)計(jì)、確定三機(jī)設(shè)備為：ZY2400/10/19型掩護(hù)式液壓支架，SG2-630/220型中雙鏈鑄造封底刮板輸送機(jī)，MGN132/316-DW型電牽引采煤機(jī)；薄煤支架、采煤機(jī)、輸送機(jī)均第一次設(shè)計(jì)、制造及配套。配套參數(shù)如下：支架高度：1.0～1.9m；支架的中心距：1. 5m;推移步距：600mm;輸送機(jī)中部槽高度：208mm;機(jī)面高度：848mm;過(guò)煤高度：326mm;鏟間距：170mm;臥底量：160mm；滾筒直徑：1150mm(或1300mm)；裝煤距：330mm；采煤機(jī)總長(zhǎng)：7604mm。
該配套設(shè)備在顯礦的1710工作面投入使用1年的工業(yè)性試驗(yàn)期間，經(jīng)歷了初采、俯采、仰采和變薄帶、斷層等復(fù)雜地質(zhì)條件的考驗(yàn)，在進(jìn)行一次搬家倒面的情況下，2002年1月～2002年11月3日，共生產(chǎn)原煤400601t（年產(chǎn)可達(dá)50萬(wàn)t），并創(chuàng)造出日產(chǎn)4395t，月產(chǎn)91672t的好成績(jī)。實(shí)踐證明，該套綜采裝備各設(shè)備性能優(yōu)越，配套合理，能夠適應(yīng)較復(fù)雜地質(zhì)條件薄煤層開(kāi)采的需要，具有較廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。
