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摘 要:本文要介绍薄煤层机械采煤的工艺与方法,包括螺旋钻机采煤、滚筒采煤机采煤、连续采煤机采煤和长壁采煤等采煤工艺与方法。利用先进的采煤方法,结合新建矿的情况,选择合适的采煤方法,可满足社会发展和经济建设的需要,促进煤炭产量的提高,使煤炭企业取得很大的经济效益。
关键词:薄煤层;机械采煤;方法
一、矿井概述
新建煤矿开拓煤量、准备煤量、回采煤量充足,截止至2020年3月末新建煤矿开拓煤量591.45万吨,可采期6.23年;准备煤量125.94万吨,可采期15.9月;回采煤量90.89万吨,可采期11.48月。
1、主井提升运煤系统:采用二段钢丝绳牵引带式输送机提升,主要担负全矿原煤与人员运输任务。
一段提升由二水平至地面。
二段提升运煤由二水平至一水平。
2、副井提升系统:
采用两台提升机,主要负责井上下运送人员及提矸任务。
新建煤矿共有五个生产采区(一采区、二采区、三采区、五采区、九采区)、两个开拓区(开拓一区、开拓二区)。全矿5组采煤队,均为4个高档普采、1个综采,全矿21组掘进队。
二、我国薄煤层的资源现状及开采特点
煤炭是世界重要能源之一,对煤炭的开发程度能促进一个国家的经济建设和社会发展,而且也能提升国家的国际地位,达到社会团结和稳定国家秩序的目的。其中,当煤层厚度范围在 0.8~1.3 m时,称之为薄煤层;而煤层厚度范围小于 0.8 m 时,称之为极薄煤层。我国薄煤层的采储量在 60 亿 t 左右,占全国煤炭总量的 20%。但是其产量却不到全国总产量的 10%。与国外相比,我国薄煤层的开采量相当低,而且在薄煤层采煤上,我国的机械化程度较低,导致采煤效率始终上不去。目前,在中国,涉及到薄煤层的煤炭企业大概有700 多家,但绝大多数的开采效率却很低,开采过程较为艰难。与中厚煤层或厚煤层相比,薄煤层之所以开采困难主要存在以下几方面特点:
1、煤层赋存条件差,开采技术条件和地质条件也相对复杂,导致机械化设备的使用难度较大,生产效率较低,产煤量上不去。
2、薄煤层厚度不到 1.3 m,导致采高特别低,开采人员作业困难,只能爬行作业或卧姿作业,这既存在极大的安全隐患,也不利于开采工作的顺利完成。
3、开采掘进率较高,且各工作面间的接替比较困难,影响开采效率。
4、开采工作条件极差,大型机械化设备移动困难,很多地方需要人工开采,影响开采进度的同时,易发生安全事故。
三、采煤的方法
1、螺旋钻机。这是我国在 20 世纪 90 年代从国外引进的采煤方法,主要应用于薄煤层的开采。这是一种极为简单的开采方法,工作原理是使螺旋钻机钻进巷道两边的薄煤层中,利用螺旋钻机钻头上面的截齿进行截割和钻进,不断地钻入煤层里面。再利用螺旋钻机上的螺旋叶片把开采的煤炭带出来,并装进运输机内往外运出。其中,应用螺旋钻机采煤方法之前,首先要对煤层的赋存条件和煤层厚度进行一定的判定,从而选取适合煤层的螺旋钻头。螺旋钻机如下页图 1所示。
2、滚筒采煤机采煤。薄煤层的采高较低,因此运用机械化设备较为困难,要求设备机身较矮,工作功率却不能低于100~200 kW,同时设备也要能适应煤层的高低不平,滚筒采煤機正是不二之选。滚筒采煤机架构可靠、简单,便于安装和维护,具有很强的破岩能力。薄煤层采煤机有一对滚筒,左边的滚筒顺时针旋转,而右边的逆时针旋转,目的是为了防止设备的摇臂阻挡煤块,从而提高采煤机的装煤效果。常见的滚筒采煤机主要为两种,分别是骑溜式滚筒采煤机和爬底式滚筒采煤机。骑溜式滚筒采煤机具有构造简单、空顶面积小、牵引阻力低等特点,使用较为广泛。
3、长壁采煤的方法。长壁机械化采煤工艺适用于地质构造简单、煤层赋存稳定的薄煤层,而且与中厚煤层或厚煤层的开采工艺相比,长壁采煤工艺使用的设备既可以用刨煤机,也可以用滚筒采煤机,但是两种设备都有一定的局限性。其中,滚筒采煤机拥有很强的破煤能力,机型也有将近 20 种,不论是采高大于 0.8 m 还是小于 0.8 m 的薄煤层,都有着相对应的滚筒采煤机可以使用。
4、连续采煤机采煤的方法。这一设备的主要特点就是采掘合一,一边挖掘煤层一边进行采煤,节省了大量的时间,提高了采煤效率。在采煤的过程中,也要使用煤柱进行防护支撑,防止煤层垮落。连续采煤机的设备主要包括了采煤机、运输机、锚杆机以及转载机,并且拥有了一套先进的工艺系统。尤其是国外一些矿业生产中已经使用了远程遥控的采煤机,这样改善了作业人员的工作环境,解决了薄煤层房柱式开采这一技术难题,并且这一方法已经取得了很好的进展。
四、新建煤矿采煤机的使用
MG100—TP型极薄煤层采煤机的使用。新建矿通过对MG100—TP型极薄煤层采煤机局部的改进和其本身具有的特点, 针对作业地点实际情况合理选择配套运输设备,成功地在96层原不具备机采的条件下,实现了机采, MG100-TP型采煤机具有操作简便,人员少,效率高,安全可靠等特点,改变了原来传统的手工和放炮落煤存在的安全隐患大、用工多、效率和效益低下等问题,以该机为主组成的普通机械化设备费用较低。
五、结语
近几年,随着国家对能源需求的不断提高,我国的采煤设备也在不断地改进,尤其是在厚煤层和中厚煤层资源短缺的情况下,薄煤层的开采成为一种趋势。而针对薄煤层开采的配套设备和技术水平都不够成熟,还需要进一步完善,以满足社会发展和经济建设的需要。
参考文献:
[1] 李建平,杜长龙,张永忠.我国薄与极薄煤层开采设备的现状和发展趋势[J].煤炭科学技术,2005,33(6):65- 67.
[2] 盛国军,孙启生,宋华岭.薄煤层综采的综合创新技术[J].煤炭学报,2007(3):230- 234.
关键词:薄煤层;机械采煤;方法
一、矿井概述
新建煤矿开拓煤量、准备煤量、回采煤量充足,截止至2020年3月末新建煤矿开拓煤量591.45万吨,可采期6.23年;准备煤量125.94万吨,可采期15.9月;回采煤量90.89万吨,可采期11.48月。
1、主井提升运煤系统:采用二段钢丝绳牵引带式输送机提升,主要担负全矿原煤与人员运输任务。
一段提升由二水平至地面。
二段提升运煤由二水平至一水平。
2、副井提升系统:
采用两台提升机,主要负责井上下运送人员及提矸任务。
新建煤矿共有五个生产采区(一采区、二采区、三采区、五采区、九采区)、两个开拓区(开拓一区、开拓二区)。全矿5组采煤队,均为4个高档普采、1个综采,全矿21组掘进队。
二、我国薄煤层的资源现状及开采特点
煤炭是世界重要能源之一,对煤炭的开发程度能促进一个国家的经济建设和社会发展,而且也能提升国家的国际地位,达到社会团结和稳定国家秩序的目的。其中,当煤层厚度范围在 0.8~1.3 m时,称之为薄煤层;而煤层厚度范围小于 0.8 m 时,称之为极薄煤层。我国薄煤层的采储量在 60 亿 t 左右,占全国煤炭总量的 20%。但是其产量却不到全国总产量的 10%。与国外相比,我国薄煤层的开采量相当低,而且在薄煤层采煤上,我国的机械化程度较低,导致采煤效率始终上不去。目前,在中国,涉及到薄煤层的煤炭企业大概有700 多家,但绝大多数的开采效率却很低,开采过程较为艰难。与中厚煤层或厚煤层相比,薄煤层之所以开采困难主要存在以下几方面特点:
1、煤层赋存条件差,开采技术条件和地质条件也相对复杂,导致机械化设备的使用难度较大,生产效率较低,产煤量上不去。
2、薄煤层厚度不到 1.3 m,导致采高特别低,开采人员作业困难,只能爬行作业或卧姿作业,这既存在极大的安全隐患,也不利于开采工作的顺利完成。
3、开采掘进率较高,且各工作面间的接替比较困难,影响开采效率。
4、开采工作条件极差,大型机械化设备移动困难,很多地方需要人工开采,影响开采进度的同时,易发生安全事故。
三、采煤的方法
1、螺旋钻机。这是我国在 20 世纪 90 年代从国外引进的采煤方法,主要应用于薄煤层的开采。这是一种极为简单的开采方法,工作原理是使螺旋钻机钻进巷道两边的薄煤层中,利用螺旋钻机钻头上面的截齿进行截割和钻进,不断地钻入煤层里面。再利用螺旋钻机上的螺旋叶片把开采的煤炭带出来,并装进运输机内往外运出。其中,应用螺旋钻机采煤方法之前,首先要对煤层的赋存条件和煤层厚度进行一定的判定,从而选取适合煤层的螺旋钻头。螺旋钻机如下页图 1所示。
2、滚筒采煤机采煤。薄煤层的采高较低,因此运用机械化设备较为困难,要求设备机身较矮,工作功率却不能低于100~200 kW,同时设备也要能适应煤层的高低不平,滚筒采煤機正是不二之选。滚筒采煤机架构可靠、简单,便于安装和维护,具有很强的破岩能力。薄煤层采煤机有一对滚筒,左边的滚筒顺时针旋转,而右边的逆时针旋转,目的是为了防止设备的摇臂阻挡煤块,从而提高采煤机的装煤效果。常见的滚筒采煤机主要为两种,分别是骑溜式滚筒采煤机和爬底式滚筒采煤机。骑溜式滚筒采煤机具有构造简单、空顶面积小、牵引阻力低等特点,使用较为广泛。
3、长壁采煤的方法。长壁机械化采煤工艺适用于地质构造简单、煤层赋存稳定的薄煤层,而且与中厚煤层或厚煤层的开采工艺相比,长壁采煤工艺使用的设备既可以用刨煤机,也可以用滚筒采煤机,但是两种设备都有一定的局限性。其中,滚筒采煤机拥有很强的破煤能力,机型也有将近 20 种,不论是采高大于 0.8 m 还是小于 0.8 m 的薄煤层,都有着相对应的滚筒采煤机可以使用。
4、连续采煤机采煤的方法。这一设备的主要特点就是采掘合一,一边挖掘煤层一边进行采煤,节省了大量的时间,提高了采煤效率。在采煤的过程中,也要使用煤柱进行防护支撑,防止煤层垮落。连续采煤机的设备主要包括了采煤机、运输机、锚杆机以及转载机,并且拥有了一套先进的工艺系统。尤其是国外一些矿业生产中已经使用了远程遥控的采煤机,这样改善了作业人员的工作环境,解决了薄煤层房柱式开采这一技术难题,并且这一方法已经取得了很好的进展。
四、新建煤矿采煤机的使用
MG100—TP型极薄煤层采煤机的使用。新建矿通过对MG100—TP型极薄煤层采煤机局部的改进和其本身具有的特点, 针对作业地点实际情况合理选择配套运输设备,成功地在96层原不具备机采的条件下,实现了机采, MG100-TP型采煤机具有操作简便,人员少,效率高,安全可靠等特点,改变了原来传统的手工和放炮落煤存在的安全隐患大、用工多、效率和效益低下等问题,以该机为主组成的普通机械化设备费用较低。
五、结语
近几年,随着国家对能源需求的不断提高,我国的采煤设备也在不断地改进,尤其是在厚煤层和中厚煤层资源短缺的情况下,薄煤层的开采成为一种趋势。而针对薄煤层开采的配套设备和技术水平都不够成熟,还需要进一步完善,以满足社会发展和经济建设的需要。
参考文献:
[1] 李建平,杜长龙,张永忠.我国薄与极薄煤层开采设备的现状和发展趋势[J].煤炭科学技术,2005,33(6):65- 67.
[2] 盛国军,孙启生,宋华岭.薄煤层综采的综合创新技术[J].煤炭学报,2007(3):230- 234.