薄煤层开采综合机械化开采技术论述.doc

薄煤层开采综合机械化开采技术论述 采煤部分： 我国从20世纪60年代起始对薄煤层工作面综合机械化开采技术与装备展开研究，先后研制并生产了多种类型薄煤层工作面综采配套设备，但没有解决关键性技术装备问题，薄煤层开采成本高、单产低、效益差、工人劳动强度高等问题，一直未能得到有效解决。 一、回采技术现状 通过近些年的发展，国内薄煤层综合机械化开采水平已经大幅提高，并形成了三种主要的开采方式：刨煤机配液压支架综合机械化开采方法、滚筒采煤机配液压支架综合机械化开采方法、螺旋钻采煤法。 综合机械化采煤要达到高产高效，采煤机、刮板输送机和液压支架等主要设备(统称“三机”)的生产能力和有关技术参数必须匹配，有配合关系的结构尺寸必须互相适合。“三机”配套的核心环节是采煤机。现就各采煤方式的应用情况作一比较。 （一）刨煤机配液压支架综合机械化开采方法 核心部件是刨煤机。刨煤机在薄煤层开采中的应用十分广泛，主要适用于煤层倾角小于25o，工作面坡度稳定，煤体硬度小于25MPa、煤体硬度小于底板硬度以及地质条件稳定的煤层，如果煤体硬度大于25 MPa，则需使用动力刨煤机。 刨煤机块煤率高、煤尘小，结构简单、运行平稳可靠、易于维护和相对较低的能量消耗，采煤过程连续进行，工作时间利用率高。刨煤机可采没岑高度厚度仅仅相当于滚筒采煤机可采煤层厚度的60%，相对于其他薄煤层设备而言具有较大优势，因此在发达国家如德国、乌克兰、美国等得到广泛应用。现阶段，刨煤机的技术水平已发展到了采高0.6-3m，截深最大可达300mm，可刨硬度f=4，刨速最高可达3m/min，装机功率最大可达800kw，铺设长度达300m。 铁法小青矿采取国内配套的方式引进一套德国DBT公司全自动化刨煤机系统，271天生产煤炭106万吨，最高日产6480吨，小青矿全自动化刨煤机开采技术的成功极大地提高了国内煤炭行业使用刨煤机的积极性。 刨煤机的缺点和不足：适用范围受地质条件影响较大、总装机功率偏小以及刨头的破煤能力和刨硬煤能力不强、刨煤机部分元部件的寿命较短、调高比较困难、刨头与输送机和底板的摩擦阻力大、电动机功率的利用率较低。 （二）滚筒采煤机配液压支架综合机械化开采方法 核心部件是滚筒采煤机。滚筒采煤机适应于煤层厚度变化大的工作面，对煤层顶底板起伏变化适应性强，对含有夹矸煤层的回采效果良好，过断层能力强以及对工作面长度要求比刨煤机短。 滚筒采煤机由于适应性强、效率高、便于实现综合机械化作业，因而发展迅速。它的整体结构、性能参数、适应能力、可靠性等诸方面，较之以往有了较大创新和提高。薄煤层滚筒采煤机是在中厚煤层滚筒采煤机的基础上发展起来的，它具有许多有点：1、积木式无底托架结构、液压螺母紧固、多台截割电动机横向布置、抽屉式不见安装等技术的应用，使得薄煤层滚筒采煤机结构更加简单，安装更加轻便；2、整体结构和传动方式的改进，使得滚筒采煤机的机身变得更窄、更低；3、采煤机功率的不断加大，以及电气调速行走和远程无线控制技术的应用，使得薄煤层滚筒式采煤机更能适应较复杂的开采地质条件；4、薄煤层采煤机比较适合小型煤矿的综合机械化开采。 （三）螺旋钻采煤法 螺旋钻采煤法是一种新型无人工作面采煤方法，也是一种开采缓倾斜薄煤层的新型采煤方法，可将煤层可采厚度由0.6-0.8m下延到0.4m，对开采松软煤层有极高的推广应用价值。螺旋钻采煤法的主要优点：1、投资较低；2、人员和机组设备全部在工作巷内，人员在宽敞直呼良好的巷道内就可将煤采出，安全状况良好；3、煤的可采范围达总面积的95%以上，可以多出煤，并充分释放瓦斯。 螺旋钻采煤主要存在的问题： 留设钻孔间煤柱和钻孔组间煤柱，降低了采出率；2、接长和缩短钻杆所用的时间占工作总时间的比重较大。 我国近几年引进了一些螺旋钻采煤机，取得了较好的经济效益。新汶矿业集团从乌克兰引进的2台薄煤层螺旋钻采煤机（适用于0.6-0.9的薄煤层），在传统开采方法无法开采的薄煤层范围内取得了突破。 二、薄煤层开采技术发展趋势 薄煤层比中厚煤层经济效益差的现实，决定了其开采技术及装备的相对滞后，尤其受条件影响，设备的安装、检修、操作等均受到很大的限制。此外，薄煤层生产能力低，单产水平低，巷道消耗率高、接替紧张等特点使得设备难以进行有效开采，部分条件极为复杂的薄煤层只能弃而不采，资源损失严重。 实现薄煤层安全高效开采，根本出路在于机械化。当前，开采技术和设备重要性凸显，尤其对中小矿井而言，精选适合薄煤层开采的液压支架、采煤机、运输机等“三机”配套设备，大功率、重型化、小体积和高可靠性的设备，实现工作面的自动化操作和控制是恰当的是实现矿井增产增效的有效手段。 掘进部分： 高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件，也是巷道掘进技术的发展方向。 一、高效掘进与支护技术现状 （一