我國薄煤層開(kāi)采及刨煤機采煤技術(shù)的應用

第28卷第5期煤炭技術(shù)Vol.28, No.052009年5月Coal TechnologyMay,2009我國薄煤層開(kāi)采及刨煤機采煤技術(shù)的應用黃銳，邱亮亮，劉寧寧(中國礦業(yè)大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，江蘇徐州21008)摘要:根據我國薄煤層賦存狀況,及對薄媒層開(kāi)采難題的探討,分析刨煤機及刨煤機在薄煤層開(kāi)采中的應用,闡明合理開(kāi)發(fā)與利用薄煤層意義及刨煤機采煤技術(shù)的可行性。關(guān)鍵詞:薄煤層;刨煤機;回采率中圖分類(lèi)號:TD823文獻標識碼:A文章編號: 1008 - 8725(2009)05 - 0003- 03On Thin Coal Mining and Application of Plow Coal TechnologyHUANG Rui, QIU Liang - liang, LU Ning - ning(Colle odf Mining Engneering, China University of Mining and Technology , Xuzhou 221008, China)Abstract: According to the state of the thin seam in our country, and the problem of coal mining, analysis theplow and the application of the plow in the thin sceamcoal mining, to clarify the significance of the rational de-velopment and uilization of thin seam and the Feasibility of plows coal mining technology.Key words: thin seam; plow; rate of recovery煤層開(kāi)采已經(jīng)基本實(shí)現了機械化,正在向自動(dòng)化方0前言向邁進(jìn)。而對薄煤層與極薄煤層的開(kāi)采仍不盡人我國煤炭工業(yè)經(jīng)過(guò)了幾十年的發(fā)展,厚與中厚意,有相當-部分礦區仍停留在傳統的炮采和機械水平,包括礦區土地工程復墾、礦區生態(tài)復墾技術(shù)等。慮煤層開(kāi)采與地面移動(dòng)的時(shí)間過(guò)程、采空區的空間采空沉陷區作為建筑用地就是將沉陷區土地作適當范圍,即時(shí)間要素與空間要素。的處理,符合建筑用地的標準后作為建筑用地”。(2)對煤礦采空沉陷區地面進(jìn)行穩定性評價(jià),根在進(jìn)行綜合治理之前,應對地面穩定性進(jìn)行評據不同的地面穩定狀態(tài)可將煤礦采空沉陷區地面在價(jià)分區,對于不同穩定性的區域采取不同的治理對空間上分為穩定區暫時(shí)穩定區、不穩定區3個(gè)區策。穩定區地面的下沉值達到了該地質(zhì)條件下應有域。穩定區為達到充分采動(dòng)時(shí)間超過(guò)地面沉陷持續的最大下沉，地表已達到穩定,該區域土地可直接進(jìn)時(shí)間T的中間區;暫時(shí)穩定區為煤層回采完成時(shí)間行治理工作,土地平復后即可進(jìn)行生態(tài)復墾用地也超過(guò)地面沉陷持續時(shí)間T且周邊無(wú)繼續回采工作面可作為建筑用地。的內邊緣區和外邊緣區;不穩定區為回采完成或停暫時(shí)穩定區極易受到外界干擾,如周邊煤層繼止時(shí)間未達到地面沉陷持續時(shí)間T的區域。續開(kāi)采或上部加載較大荷載時(shí),地面將再次產(chǎn)生較(3)對于煤礦采空沉陷區不同地面穩定性區域，大的移動(dòng)變形。如周邊煤層無(wú)煤層開(kāi)采計劃,可對應根據其穩定性采取不同的治理對策。該區域進(jìn)行治理,如作為生態(tài)復墾用地,無(wú)需進(jìn)行進(jìn)參考文獻:一步的穩定性分析;如作為建筑用地,應進(jìn)--步進(jìn)行[1]徐恒力,馮全洲,陳緒鈺,等.典型煤礦山環(huán)境保護與綜合治理嚴格的地基穩定性分析,且對于場(chǎng)地應進(jìn)行一系列技術(shù)方法研究[R].武漢:中國地質(zhì)大學(xué),008.0的處理以加強其穩定性，如地下空洞的填充、注漿加2] 郫文兵,柴華彬.煤礦開(kāi)采損害與保護[M].北京:煤炎工業(yè)出版社,2008.固、動(dòng)力擠壓等,當穩定性達到要求再進(jìn)行建筑。如3] 鄒友峰,鄧喀中,等.礦山開(kāi)采沉陷工程[ M].徐州:中國礦業(yè)大該區域周邊煤層仍有開(kāi)采計劃，則不應進(jìn)行治理,應學(xué)出版杜,2003.待其開(kāi)采計劃完成達到穩定后再進(jìn)行治理。不穩定4] 國家煤炭工業(yè)局.建筑物.水體、鐵路及主要巷道煤柱留設與壓區地面尚未達到穩定狀態(tài),地面仍將產(chǎn)生較大的移煤開(kāi)采規程[M]北京:煤炭工業(yè)出版禮.200.5] 《工程地質(zhì)手冊>編委會(huì ).工程地質(zhì)手冊(第四版)[ M] .北京:中動(dòng)變形,因此不宜進(jìn)行治理工作。應待其達到穩定國建筑工業(yè)出版社, 200后再進(jìn)行治理。6] 張宏貞,鄧喀中，譚志祥. 老采空區殘余移動(dòng)變形分區研究[J].4結論7]中國煤化工也面塌陷的危害性評估(1)對于煤礦采空沉陷區穩定性評價(jià)應綜合考YHCNMHG(責任嫡輯王秀麗)收稿日期:008- 12- 11;修訂日期:2009- 02-24作者簡(jiǎn)介:黃銳(1986- ),男,黑龍江七臺河人,研究方向:采礦工程,Tel: 15895212475,E- amil: hung.ui2006@ 163.com.4.煤炭技術(shù)第27卷.化程度低的開(kāi)采工藝上,工作面不僅產(chǎn)量低效益質(zhì)構造作用的影響,工作 面常出現斷層、褶曲、煤層差、工人勞動(dòng)強度大,而且安全隱患多不利于安全生變薄與尖滅的現象。在斷層落差大于煤層厚度的情產(chǎn)。加之全國近半數以上產(chǎn)煤區屬于資源匱乏區,況下,工作面難以正常推過(guò),運輸機的正常運行將會(huì )隨著(zhù)近年來(lái)煤礦開(kāi)采年限與開(kāi)采強度的增大,厚煤受到影響。斷層與褶曲的出現對巷道布置影響很層與中厚煤層已所剩無(wú)己,所以合理開(kāi)發(fā)與利用薄大,會(huì )出現掘進(jìn)送面提前切眼,或回采工作面重新送煤層將具有重要的意義。切眼的現象,而且必須在斷層處留有保護煤柱。這1我國薄煤層賦存及開(kāi)采狀況樣必然導致煤層回采率降低,工作面掘進(jìn)巷道長(cháng)度加大,導致生產(chǎn)成本增加。在煤層變薄帶,如果煤厚我國薄煤層資源分布廣泛,且煤質(zhì)較好,從煤炭不低于采煤機械設備的高度,則對工作面的回采影資源賦存情況看,薄煤層儲量占全國煤炭總儲量的響不大;若變薄帶煤層低于采煤機械高度不大時(shí),可20%以上,在一些特殊省份的薄煤層比重更大,如四以調整機械設備高度以適應煤層厚度,變薄帶煤層川省占60%,山東省占54%,黑龍江省占51%,貴州嚴重低于采煤機械設備高度,已不能通過(guò)調整設備省占37% ,但由于我國薄煤層開(kāi)采難度高、投入產(chǎn)高 度解決問(wèn)題時(shí),則必須更換采煤機械,或調整采煤出比低等原因,開(kāi)采1.3 m以下薄煤層-一直是我國工藝。煤炭開(kāi)采行業(yè)的主要難題之-。1997 年我國薄煤3刨煤機在薄煤層開(kāi)采中的應用層煤炭產(chǎn)量?jì)H占煤炭總產(chǎn)量的6.73%"。且我國多數礦區都為薄厚煤層共存煤田,礦井為了追求高產(chǎn)3.1刨煤機的發(fā)展趨勢和高利潤的目標,對薄煤層進(jìn)行擱置使薄煤層大量國外薄煤層開(kāi)采以德國、美國為代表的先進(jìn)采積壓未采,甚至有些礦井實(shí)施采厚丟薄的開(kāi)采方式，煤國家大多采用刨煤機,并發(fā)展薄煤層自動(dòng)化工作造成了薄煤層賦存煤炭采出率低的現象,不僅嚴重面成套設備技術(shù)，部分已經(jīng)實(shí)現了無(wú)人工作面。德浪費了煤炭資源,而且使礦井存在安全生產(chǎn)隱患。國的刨煤機1984年平均功率為314 kW,至2007年2薄煤層開(kāi)采存在的主要難題刨煤機功率最大已達到2 x 400 kW,隨著(zhù)裝機功率的提高,刨煤機的生產(chǎn)能力,刨削能力都有很大的提2.1煤層薄、 采高低、煤質(zhì)硬、工作面空間小高,最大刨速已達到2.4 m/s;法國刨煤機的產(chǎn)量?jì)H我國薄煤層厚度多在1.3 m以下,尤其華南地次于德國,據統計,1982年法國通過(guò)刨煤機采煤比區龍潭組、東北地區侏羅紀煤層多不足1.0 m,工作例占總產(chǎn)量的27%,日平均產(chǎn)量達300 t;資料顯示面空間狹小,致使在工作面內作業(yè)的人員與機械設目前歐洲的主要產(chǎn)煤國家使用的刨煤機開(kāi)采的煤炭備移動(dòng)十分困難,事故的處理效率很低。并且煤已占總產(chǎn)量的30%以上。層硬度普遍大于3 ~4,這些原因導致了煤層對機組我國自上世紀60年代制造和試驗用于開(kāi)采薄的要求條件高,不但機組的外型尺寸要小,而且要求煤層的刨煤機以來(lái),刨煤機采煤技術(shù)試驗取得了成機組的功率大、性能可靠、結構簡(jiǎn)單、對頂底板的適功, 1964~ 1965年徐州礦務(wù)局韓橋煤礦自行研制了應性要強、并且機械故障率要低。但是由于我國薄一臺刨煤機進(jìn)行試驗,近年來(lái)我國刨煤機采煤技術(shù)煤層機械化設備尚不完善,滿(mǎn)足不了這些要求,故影的發(fā)展在廣大科研單位的科研人員、大學(xué)教授、機械響了薄煤層機械化開(kāi)采，導致工作面的機械化程度專(zhuān)家與工程技術(shù)人員的共同努力下取得了很大的進(jìn)低,工人勞動(dòng)強度大,危險系數高,單產(chǎn)噸煤消耗量步,研制出了適用于不同工作面條件的刨煤機,表1大,且回采成本較高。為我國主要刨煤機類(lèi)型及技術(shù)參數。2.2采掘比例大、 采掘接替緊張、巷道消耗率高表1我國刨煤機的主要技術(shù)參數-21隨著(zhù)回采工作面的的推進(jìn),由于工作面回采巷型號參數煤層厚度煤層角度工作面長(cháng)度刨鏈規格創(chuàng )速創(chuàng )頭功率道為半煤巖巷,綜掘設備難以投入使用,放炮- -次又m___ 10)_m__ la /ms-__ tw不可能進(jìn)行全斷面燦破,煤與矸石分裝,掘進(jìn)速度很BD42x40 0.7-1325<≤200 44x92 0.422x40 .慢,造成采掘接替緊張,同時(shí)由于薄煤層工作面長(cháng)度B1262x75 0.7-1.7:25≤200 慨x92 0.67 2x75較短,回采巷道較多,導致了煤炭回收的巷道消耗率中國煤化工92 0.67 2xS高,不利于礦井的安全管理,也增加了煤炭的產(chǎn)出成BEO2):MYHCNMHG90.792x9本。BC02x90(z) 0.7-13 <25≤200 慨4x92 0.9 2x902.3煤層受地質(zhì)構造影響,工作面條件變化大B8E02x132 0.7-1.8 <25≤200 幟4x92 1.52 2x132 .薄煤層地質(zhì)條件及賦存狀況較復雜，由于受地因為刨煤機在薄煤層中具有其他落煤機械不能第5期黃_銳,等:我國薄煤層開(kāi)采及刨煤機采煤技術(shù)的 應用.5.比擬的優(yōu)越性,它的使用范圍正在不斷的擴大。目和運煤這個(gè)過(guò)程中,刨頭從工作面上部分切口開(kāi)始,前,在我國有薄煤層賦存的部分礦井中,刨煤機采煤刨頭截深在50 mm ~ 200 mm的狀態(tài)下,在刨鏈牽引技術(shù)已經(jīng)取得了良好的效果,已基本實(shí)現了薄煤層下往下刨煤,輸送機在刨頭后端,沿著(zhù)刨頭切煤方向開(kāi)采的機械化局面5。推移,當刨頭運行之切口后,反向運行,自下而上刨3.2刨煤機采煤工藝煤,以此反復進(jìn)行運作。在這里刨頭的截深又推進(jìn)3.2.1刨煤機的 結構部分控制，但受煤層硬度與刨刀強度影響(4。當刨刨煤機也稱(chēng)為刨煤機組,雖然目前市場(chǎng)上存在煤機推進(jìn)-一個(gè)有效的千斤頂行程時(shí),收缸使千斤頂刨煤機的種類(lèi)很多,但刨煤機始終可以說(shuō)是由刨煤、的支撐裝置向前移動(dòng),重新獲得支撐后推移千斤頂運煤推進(jìn)與電氣控制四部分組成。其中刨煤部分獲得推移輸送機的支撐力,使刨頭繼續刨煤。是刨煤機的主要工作機構,具有區別于其他采煤機3.3 刨煤機薄煤層采煤工藝的優(yōu)點(diǎn)的重要技術(shù)特征,所以可以把刨煤部分通稱(chēng)為刨煤在薄煤層采煤工作面中,刨煤機的應用基本實(shí)機。它由裝有刨刀的刨頭牽引刨鏈、導護鏈裝置和現了刨煤裝煤、運煤與推進(jìn)的綜合機械化,具有機動(dòng)力裝置等部件組成,其中刨刀是刨煤機的主要執電- -體化技術(shù)密集、關(guān)聯(lián)性復雜、工藝先進(jìn)、自動(dòng)化行部件,完成切煤與割煤任務(wù)。運煤部分由刮板輸程度高等技術(shù)特點(diǎn),刨煤機的使用大大提高了工作送機、擋煤板、導護鏈裝置、推移梁、防滑梁等部件組面的生產(chǎn)效率,臧輕了工人的勞動(dòng)強度。此外刨煤成,起著(zhù)將煤運出工作面的作用。推進(jìn)部分由千斤機結構簡(jiǎn)單,操作與監控系統均在工作面上下巷內，頂和供油系統組成,作用是推移輸送機并使刨頭獲便于操作與控制,大大提高作業(yè)的安全性。其次刨得新的截深。電氣控制部分主要是對刨煤機組的運煤機可以開(kāi)采薄與極薄煤層;對長(cháng)工作面也有較強行與停止起控制作用,同時(shí)對刨煤機與輸送機運作的適應性,同時(shí)刨煤機的工人操作也不需要隨刨頭狀態(tài)起監控作用。圖1為刨煤機刨煤、運煤部分的移動(dòng),即刨煤機可連續循環(huán)作業(yè),這樣不但可以提高剖面圖。煤炭資源的回收率,臧少巷道的掘進(jìn)量，便于工作面的生產(chǎn)管理,又可以提高工人工作的安全性。_四4結束語(yǔ)我國自采用刨煤機薄煤層采煤技術(shù)以來(lái),至今8\已有盡40a歷史,雖然使用時(shí)間較長(cháng),但對刨煤即采煤技術(shù)的有關(guān)知識了解并不透徹,這嚴重影響了我國煤機采煤技術(shù)的應用,但在使用刨煤機采煤技術(shù)的礦務(wù)局中,均取得了良好的效果,這說(shuō)明刨煤機采煤技術(shù)是可行的。同時(shí)在市場(chǎng)經(jīng)濟條件下,面臨1.刨頭2. 輸送機槽3. 刨鏈4.拖板 5. 加高塊6. 護鏈罩著(zhù)我國煤炭產(chǎn)區資源匱乏的嚴峻形勢,可以預見(jiàn)刨7.擋板8.電纜9.底刀煤機薄煤層采煤技術(shù)將具有很大的發(fā)展潛力。3.2.2 刨煤機的工作原理及流程刨煤機刨削煤壁時(shí),是由裝有刨刀的刨頭,在無(wú)參考文獻:極圓環(huán)鏈即刨鏈牽引下,沿著(zhù)安裝在采煤工作面可[1]陳引亮. 中國刨煤機采煤工藝[M].北京:煤炭工業(yè)出版社，2000.彎曲刮板輸送機的中部槽上的導軌運行，刨刀刨削2] 鄒喜正,劉長(cháng)友.安全高效礦井開(kāi)采技術(shù)[M].徐州:中國礦大煤壁將煤刨落,刨落的煤在刨頭犁形斜面的作用下出版社,00.3] 曲春剛.礴煤層中實(shí)現高產(chǎn)高效的技術(shù)探討[]].煤埃技術(shù),被裝人輸送機送出采煤工作面。2007,(3).刨煤機開(kāi)采過(guò)程中，刨頭在刨鏈的牽引下沿著(zhù)4] 劉修源,黃福昌.高效高回收采煤方法與技術(shù)[ M].徐州:中國導護鏈裝置往返進(jìn)行刨煤,在連續刨煤、落煤裝煤礦業(yè)大學(xué)出版社;008.0(責任編輯王秀麗)中國煤化工煤炭技術(shù)核1CNMHG