薄煤層主要是指貯存厚度在1.0～1. 5m之間的煤層，用于該厚度煤層開采的綜采機械化裝備配套技術，在國內還不成熟，正在探索之中。在該方面，顯德汪礦進行了有益的探索，現就有關的問題論述如下。
1、解決滾筒裝煤問題是裝備配套的技術關鍵
由于薄煤層的特點，滾筒直徑的選擇要小，由此帶來了一系列問題。要使滾筒裝煤達到良好效果，必須解決3個方面的技術問題。
(1)滾筒直徑、過煤高度、臥底量對裝煤效果的影響。薄煤層開采需要采煤機滾筒直徑小，但滾筒減小后其螺旋葉片高度降低，同時，由于薄煤機組割底矸的機會較大，要求其截割頭強度較高，不能通過減小行星頭截割頭（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，只能通過改變滾筒的結構方式來解決。為此經分析和實踐，采用以下幾個措施進行改進和解決。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對采煤機搖臂結構形式提出特殊設計要求，即滾筒落下時搖臂下沿和輸送機上沿之間仍有一定的距離（即過煤空間），如果輪轂低于輸送機時，葉片推動的煤流被輸送機側面阻擋，無法拋入輸送機上面，所以該距離制約裝煤效果。通過認真分析上述相互關聯相互制約因素，對滾筒直徑和結構形式、輸送機高度、過煤空間、搖臂結構形式進行了綜合的考慮，達到了有利于裝煤的效果。
(2)滾筒的轉速與滾筒裝煤效果關系。滾筒轉速越高，滾筒的線速度越大，在裝煤的過程中，煤被沿切線方向拋出，不利于裝煤，而滾筒轉速較低時，滾筒的線速度小，在滾筒旋轉過程中，煤被拋向輸送機的分速度減小，使之不能拋向輸送機上面，也不利于裝煤。同時螺旋角度過大時，煤也易被沿切線方向拋出，角度過小時，煤被拋向輸送機方向的速度減小，不能拋向輸送機上面，也不利于裝煤，因此，滾筒轉速和螺旋升角技術參數相互關聯，只有選擇合理、匹配，才能達到良好的裝煤效果。
(3)滾筒裝煤與滾筒結構的關系。滾筒的裝煤工作是靠滾筒上的葉片結構來完成的，葉片的結構形式是解決裝煤的關鍵因素：①選擇合理的螺旋葉片角；②加大葉片尾翼板的外張角，改變煤離開葉片時拋出的分速度和改變拋出角度（即彌補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，即增加葉片對裝煤的包容面積；④改變截齒齒座在葉片上的固定結構，使截齒側面與葉片的迎煤面形成一個平面，減小葉片對煤的摩擦阻力。以上各項均能夠起到改善滾筒裝煤效果的目的。
2、優化配套，降低最小采煤高度
在薄煤層綜采機械化裝備配套中，機身高度、輸送機高度與過煤高度的選擇是薄煤層最低開采高度的決定因素。機身高度即采煤機上平面到地平面的高度；過煤高度是指輸送機中板到采煤機機身下平面的高度，是煤流及矸石通過的空間；機面高度取決于輸送機高度、過煤高度與采煤機機身厚度。薄煤層采煤機為了降低機身高度，采用去掉底托架、機身各部件間用拉桿相連的結構，驅軌輪改為突出機身布置，從而達到了降低機身厚度的目的。輸送機高度在選擇時，采用鑄造封底結構，鏈環形式為中雙鏈，對刮板及中部槽結構進行了特殊設計，也使其高度大大降低。采煤機和輸送機一經選定，厚度和高度無法改變，只有選擇合理的過煤高度，使機面高度進一步降低。過煤高度的選擇，通過對煤塊和矸石塊度大小的統計來選擇，保證其從采煤機身下順利通過。只有這樣，才能使配套后的機面高度降到最低，從而保證配套設備達到最低采煤高度的要求。
3、薄煤層輸送機特點和對裝備配套的要求
用于薄煤層的輸送機，有著與中厚煤層輸送機不同的特點。首先要求中部槽高度要低；其次，由于采煤機機身厚度變薄，從而使機身寬度加大，這要求輸送機的寬度相應增加，保證輸送機的縱向重心線與采煤機重心線相吻合，否則，采煤機割煤或矸石時，產生的震動會使配套設備工作不穩定。另外，輸送機的加寬，需要解決：①在電纜架滿足存放電纜水管的前提下，結構盡可能低且窄，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支架設計時頂梁相應加長；④支架底座的設計時要較薄；⑤支架上操縱閥的設置要為增加行人空間提供便利。
4、薄煤層特點對采煤機的要求
薄煤層對采煤機除了降低厚度要求外，還要求整機長度應盡可能縮短，以適應工作面高低起伏的條件，同時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），薄煤層采煤機截割堅硬矸石的機會比中厚煤層要多，帶來的震動、沖擊也要比中厚煤層頻繁和劇烈，因此，對整機的結構提出了更強更高的要求，截煤部的結構強度與截割功率要求較高，采煤機要有較高的整體結構強度和穩定性，以滿足薄煤層開采的特點。
基與對上述各問題的研究和實踐，在較薄煤層的裝備配套及使用過程中，我們對各設備性能參數和配套參數進行了優化，使薄煤層的最小采煤高度達到1.2m．使滾筒的裝煤效率由改前的50%提高到改后的90%。由于協調了各設備間相互關聯相互制約的矛盾，從而使薄煤配套獲得良好效果和巨大的經濟效益。
5、薄煤層綜采機械化裝備配套實例
顯德汪礦的1710工作面是一個較薄煤層工作面，工作面為走向長壁（等長）式布置，全部垮落法管理頂板，走向長度1550m，傾斜長度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，泥質膠質、中上部加l—3層煤線，其上為細砂巖老頂，均厚2．7m，屬Ⅱ級2類直接頂板。底板為細砂巖，厚10.7—19.3m，鈣泥質膠結，較堅硬。
在上述理論的指導下，通過對國內薄煤層綜采設備的認真比較、分析、研究，設計、確定三機設備為：ZY2400/10/19型掩護式液壓支架，SG2-630/220型中雙鏈鑄造封底刮板輸送機，MGN132/316-DW型電牽引采煤機；薄煤支架、采煤機、輸送機均第一次設計、制造及配套。配套參數如下：支架高度：1.0～1.9m；支架的中心距：1. 5m;推移步距：600mm;輸送機中部槽高度：208mm;機面高度：848mm;過煤高度：326mm;鏟間距：170mm;臥底量：160mm；滾筒直徑：1150mm(或1300mm)；裝煤距：330mm；采煤機總長：7604mm。
該配套設備在顯礦的1710工作面投入使用1年的工業性試驗期間，經歷了初采、俯采、仰采和變薄帶、斷層等復雜地質條件的考驗，在進行一次搬家倒面的情況下，2002年1月～2002年11月3日，共生產原煤400601t（年產可達50萬t），并創造出日產4395t，月產91672t的好成績。實踐證明，該套綜采裝備各設備性能優越，配套合理，能夠適應較復雜地質條件薄煤層開采的需要，具有較廣泛的推廣應用價值。
1、解決滾筒裝煤問題是裝備配套的技術關鍵
由于薄煤層的特點，滾筒直徑的選擇要小，由此帶來了一系列問題。要使滾筒裝煤達到良好效果，必須解決3個方面的技術問題。
(1)滾筒直徑、過煤高度、臥底量對裝煤效果的影響。薄煤層開采需要采煤機滾筒直徑小，但滾筒減小后其螺旋葉片高度降低，同時，由于薄煤機組割底矸的機會較大，要求其截割頭強度較高，不能通過減小行星頭截割頭（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，只能通過改變滾筒的結構方式來解決。為此經分析和實踐，采用以下幾個措施進行改進和解決。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對采煤機搖臂結構形式提出特殊設計要求，即滾筒落下時搖臂下沿和輸送機上沿之間仍有一定的距離（即過煤空間），如果輪轂低于輸送機時，葉片推動的煤流被輸送機側面阻擋，無法拋入輸送機上面，所以該距離制約裝煤效果。通過認真分析上述相互關聯相互制約因素，對滾筒直徑和結構形式、輸送機高度、過煤空間、搖臂結構形式進行了綜合的考慮，達到了有利于裝煤的效果。
(2)滾筒的轉速與滾筒裝煤效果關系。滾筒轉速越高，滾筒的線速度越大，在裝煤的過程中，煤被沿切線方向拋出，不利于裝煤，而滾筒轉速較低時，滾筒的線速度小，在滾筒旋轉過程中，煤被拋向輸送機的分速度減小，使之不能拋向輸送機上面，也不利于裝煤。同時螺旋角度過大時，煤也易被沿切線方向拋出，角度過小時，煤被拋向輸送機方向的速度減小，不能拋向輸送機上面，也不利于裝煤，因此，滾筒轉速和螺旋升角技術參數相互關聯，只有選擇合理、匹配，才能達到良好的裝煤效果。
(3)滾筒裝煤與滾筒結構的關系。滾筒的裝煤工作是靠滾筒上的葉片結構來完成的，葉片的結構形式是解決裝煤的關鍵因素：①選擇合理的螺旋葉片角；②加大葉片尾翼板的外張角，改變煤離開葉片時拋出的分速度和改變拋出角度（即彌補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，即增加葉片對裝煤的包容面積；④改變截齒齒座在葉片上的固定結構，使截齒側面與葉片的迎煤面形成一個平面，減小葉片對煤的摩擦阻力。以上各項均能夠起到改善滾筒裝煤效果的目的。
2、優化配套，降低最小采煤高度
在薄煤層綜采機械化裝備配套中，機身高度、輸送機高度與過煤高度的選擇是薄煤層最低開采高度的決定因素。機身高度即采煤機上平面到地平面的高度；過煤高度是指輸送機中板到采煤機機身下平面的高度，是煤流及矸石通過的空間；機面高度取決于輸送機高度、過煤高度與采煤機機身厚度。薄煤層采煤機為了降低機身高度，采用去掉底托架、機身各部件間用拉桿相連的結構，驅軌輪改為突出機身布置，從而達到了降低機身厚度的目的。輸送機高度在選擇時，采用鑄造封底結構，鏈環形式為中雙鏈，對刮板及中部槽結構進行了特殊設計，也使其高度大大降低。采煤機和輸送機一經選定，厚度和高度無法改變，只有選擇合理的過煤高度，使機面高度進一步降低。過煤高度的選擇，通過對煤塊和矸石塊度大小的統計來選擇，保證其從采煤機身下順利通過。只有這樣，才能使配套后的機面高度降到最低，從而保證配套設備達到最低采煤高度的要求。
3、薄煤層輸送機特點和對裝備配套的要求
用于薄煤層的輸送機，有著與中厚煤層輸送機不同的特點。首先要求中部槽高度要低；其次，由于采煤機機身厚度變薄，從而使機身寬度加大，這要求輸送機的寬度相應增加，保證輸送機的縱向重心線與采煤機重心線相吻合，否則，采煤機割煤或矸石時，產生的震動會使配套設備工作不穩定。另外，輸送機的加寬，需要解決：①在電纜架滿足存放電纜水管的前提下，結構盡可能低且窄，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支架設計時頂梁相應加長；④支架底座的設計時要較薄；⑤支架上操縱閥的設置要為增加行人空間提供便利。
4、薄煤層特點對采煤機的要求
薄煤層對采煤機除了降低厚度要求外，還要求整機長度應盡可能縮短，以適應工作面高低起伏的條件，同時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），薄煤層采煤機截割堅硬矸石的機會比中厚煤層要多，帶來的震動、沖擊也要比中厚煤層頻繁和劇烈，因此，對整機的結構提出了更強更高的要求，截煤部的結構強度與截割功率要求較高，采煤機要有較高的整體結構強度和穩定性，以滿足薄煤層開采的特點。
基與對上述各問題的研究和實踐，在較薄煤層的裝備配套及使用過程中，我們對各設備性能參數和配套參數進行了優化，使薄煤層的最小采煤高度達到1.2m．使滾筒的裝煤效率由改前的50%提高到改后的90%。由于協調了各設備間相互關聯相互制約的矛盾，從而使薄煤配套獲得良好效果和巨大的經濟效益。
5、薄煤層綜采機械化裝備配套實例
顯德汪礦的1710工作面是一個較薄煤層工作面，工作面為走向長壁（等長）式布置，全部垮落法管理頂板，走向長度1550m，傾斜長度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，泥質膠質、中上部加l—3層煤線，其上為細砂巖老頂，均厚2．7m，屬Ⅱ級2類直接頂板。底板為細砂巖，厚10.7—19.3m，鈣泥質膠結，較堅硬。
在上述理論的指導下，通過對國內薄煤層綜采設備的認真比較、分析、研究，設計、確定三機設備為：ZY2400/10/19型掩護式液壓支架，SG2-630/220型中雙鏈鑄造封底刮板輸送機，MGN132/316-DW型電牽引采煤機；薄煤支架、采煤機、輸送機均第一次設計、制造及配套。配套參數如下：支架高度：1.0～1.9m；支架的中心距：1. 5m;推移步距：600mm;輸送機中部槽高度：208mm;機面高度：848mm;過煤高度：326mm;鏟間距：170mm;臥底量：160mm；滾筒直徑：1150mm(或1300mm)；裝煤距：330mm；采煤機總長：7604mm。
該配套設備在顯礦的1710工作面投入使用1年的工業性試驗期間，經歷了初采、俯采、仰采和變薄帶、斷層等復雜地質條件的考驗，在進行一次搬家倒面的情況下，2002年1月～2002年11月3日，共生產原煤400601t（年產可達50萬t），并創造出日產4395t，月產91672t的好成績。實踐證明，該套綜采裝備各設備性能優越，配套合理，能夠適應較復雜地質條件薄煤層開采的需要，具有較廣泛的推廣應用價值。
