美國房柱式和刨煤機(jī)開采技術(shù)考察.

1、美國房柱式和刨煤機(jī)開采技術(shù)考察報(bào)告考察小組2009年10月匯報(bào)內(nèi)容 一、薄煤層房采考察 二、刨煤機(jī)考察 三、電驢回撤設(shè)備及工藝考察 四、美國煤展情況 五、所參觀礦井比較好的做法一、美國薄煤層房采考察一、美國薄煤層房采考察序號項(xiàng)目礦井名稱Clover ForkClover Lick EXCELPleasant hillK R I1考察時(shí)間2009.3.8-18日2009.9.15-25日2采煤工藝房柱式房柱式房柱式房柱式房式3隊(duì)伍配置3個連采工作面2個連采工作面4個連采工作面2個連采工作面4生產(chǎn)能力130萬噸平均日掘進(jìn)進(jìn)尺60-100m，回采時(shí)產(chǎn)量是掘進(jìn)時(shí)的2-3倍130萬噸，每日掘進(jìn)106-1

2、22m29-36萬噸，最高71.4萬噸每班2300-2500噸，每天4500-5000噸。全年生產(chǎn)不飽和，年產(chǎn)原煤75萬噸，商品煤35萬噸。5煤層厚度1.6m1.5-2m1.1-1.3m，平均1.14m0.8-1.27m6采高1.6m1.5-2m1.6m1.14-1.22m1.4m7煤層傾角1-3度，近水平近水平近水平8瓦斯情況低瓦斯低瓦斯高瓦斯低瓦斯低瓦斯9埋深180-550m61-92m488-520m91-213m610m10頂板直接頂為4m頁巖，老頂為砂巖9-12m直接頂厚度1.8m的頁巖頂板為頁巖和石灰?guī)r，直接頂90m厚頂板為砂質(zhì)泥巖11底板砂質(zhì)泥巖，較尖硬底板泥巖序號項(xiàng)目礦井名稱C

3、lover ForkClover LickEXCELPleasant hillK R I12勞動組織2班各生產(chǎn)9h，6h檢修。每周工作5天2班各生產(chǎn)9h，6h檢修。每周工作5天和6天交替作業(yè)2班各生產(chǎn)8h，8h檢修。每周工作5天2班各生產(chǎn)9h，6h檢修。每周工作5天2班各生產(chǎn)9h，6h檢修。每周工作5天13人員情況連采隊(duì)24人，每班8人礦井90人每班11-12人礦井90-100人，生產(chǎn)班13人生產(chǎn)班每班12人14工作面巷道布置5巷或7巷7巷7巷7巷10巷15煤柱尺寸正方形，30-40m，最大45m2121m正方形，18.3-21.35m10.724.4m12.212.2m16巷道尺寸W5.5-

4、5.8m，H4.1mW6.0mW6.1m,H1.8mW6.5m，H1.2m W6.1，H1.4m17隔離煤柱寬度30m91.5-106.8m18巷道支護(hù)樹脂錨桿支護(hù)，破碎地段掛設(shè)W鋼帶，發(fā)現(xiàn)異常補(bǔ)打錨索樹脂錨桿支護(hù) 樹脂錨桿支護(hù)樹脂錨桿支護(hù)，破碎地段掛設(shè)W鋼帶，發(fā)現(xiàn)異常補(bǔ)打錨索樹脂錨桿支護(hù)19錨桿規(guī)格和間距242.4m螺紋鋼錨桿全長錨固，排距1m242.4m螺紋鋼錨桿全長錨固，排距1m241.8m螺紋鋼錨桿全長錨固，每排4根201.8m的螺紋鋼錨桿161.5米的螺紋鋼錨桿20托盤1521526.35mm鐵托盤1521526.35mm鐵托盤1521526.35mm鐵托盤1521526.35mm鐵

5、托盤序號項(xiàng)目礦井名稱Clover ForkClover LickEXCELPleasant hillK R I21回采工藝回采時(shí)每刀之間不留煤柱，第一刀回采寬度與連采機(jī)同寬，以后每刀回采寬度3米，采高5米，沿頂回采，每刀與煤柱呈45角，最大回采深度12米。不回采不回采22設(shè)備配置1臺連采機(jī)，2臺梭車、1臺四臂錨桿機(jī)、1臺鏟車、1臺給料破碎機(jī)?；夭蓵r(shí)使用4臺線性支架。2套連采掘進(jìn)，2臺錨桿機(jī)，4臺梭車，2臺雙臂錨桿機(jī)，共用1臺給料機(jī)1臺連采機(jī)，1套連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)，2臺錨桿機(jī)，1臺鏟車2臺連采機(jī)、2臺錨桿機(jī)、3臺運(yùn)煤車、1臺破碎機(jī)23線性支架線性支架按照連采機(jī)回采工藝的順序移動。線性支架的位置通過回

6、采刀的位置顯示。按照先左后右，左右各一刀的順序回采?；夭蓵r(shí)每刀截割寬度3米，關(guān)鍵刀不超過6米寬。頂頭貫通的一刀深度不能超過6米。以前回采時(shí)使用線性支架，現(xiàn)改用木支柱該礦井不使用線性支架，局部使用木支柱進(jìn)行全部垮落法回采采用留煤柱的房式回采，不使用線性支架和木支柱序號項(xiàng)目礦井名稱Clover ForkClover LickEXCELPleasant hillK R I24工作面通風(fēng)系統(tǒng)掘進(jìn)時(shí)不使用局扇，采用導(dǎo)風(fēng)簾和系統(tǒng)通風(fēng)。掘進(jìn)五巷時(shí)兩巷進(jìn)風(fēng)，兩條巷自然回風(fēng)，一巷道總回風(fēng)；掘進(jìn)七巷兩巷進(jìn)風(fēng)，三條巷自然回風(fēng)，兩巷總回風(fēng)；由于掘進(jìn)存在漏風(fēng)，故風(fēng)量配置較大。回采時(shí)工作面頂頭和一邊有一條總回風(fēng)巷，主要利

7、用采空區(qū)回風(fēng)。通風(fēng)方式為抽出式，有兩個回風(fēng)井，各自有獨(dú)立的系統(tǒng)。掘進(jìn)時(shí)不使用局扇，采用導(dǎo)風(fēng)簾和系統(tǒng)通風(fēng)。二進(jìn)、三回、二條自然回風(fēng)25頂板跨落初采第一條帶時(shí)，采完第一個小煤柱，采第二個時(shí)直接頂開始局部冒落，以后隨采隨冒。回采第二條帶時(shí)，第一條帶直接頂全部垮落?；夭赏甑诙l帶時(shí)，煤柱壓力顯現(xiàn)明顯劇烈，憑經(jīng)驗(yàn)預(yù)測是老頂來壓。初采兩個小煤柱就開始冒落，以后隨采隨冒回采152.5m長時(shí)頂板開始垮落。大部分為房式開采，頂板不跨落頂板不垮落(一)、CLOVER FORK礦(一)、CLOVER FORK礦(二)、Clover Lick煤礦(二)、Clover Lick煤礦(三)、EXCEL煤礦(三)、EXCE

8、L煤礦(四)、Pleasant hill礦 礦井特點(diǎn)：采高低，操作人員要么座在駕駛室，要么跪地操作。巷道寬度大，在6.5m以上。配套連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)，生產(chǎn)效率較高，但要求巷道寬度大。頂板較好，支護(hù)簡單。打錨桿時(shí)將錨桿先人工彎曲，再插入鉆孔中，用鉆臂頂直。連運(yùn)與連采機(jī)分開機(jī)動靈活，調(diào)機(jī)速度快。工作面不設(shè)局扇，使用阻燃擋風(fēng)簾。(四)、Pleasant hill礦(五)、K R I礦 礦井特點(diǎn)：采高較低，1.2-1.6米之間，設(shè)備操作人員要么座在駕駛室，要么跪地操作。頂板較好，支護(hù)簡單。打錨桿時(shí)將錨桿先人工彎曲，再插入鉆孔中，用鉆臂頂直。工作面?zhèn)溆?套設(shè)備。工作面不設(shè)局扇，使用阻燃擋風(fēng)簾。(五)、K R

9、 I礦目錄二、刨煤機(jī)考察二、刨煤機(jī)考察 刨煤機(jī)在美國鋼鐵公司的煤礦從1979年開始使用。目前全美國只有一個礦井使用刨煤機(jī)，由于該礦井暫時(shí)關(guān)閉，未能到井下實(shí)地參觀，只在地面進(jìn)行了交流。 該礦埋深平均240米，最大450m。采高1.1-1.3m，為近水平煤層，煤質(zhì)較軟，不易自燃。礦井一綜三連，最高產(chǎn)量340萬噸，一般情況270萬噸。回采率85-90%（不含矸石）。含矸率為10-15%。煤的可刨性約為1.35kN左右，煤層比較軟，但也有斷層和構(gòu)造。煤礦為高瓦斯礦井，采煤時(shí)通過頭向尾全速，尾向頭半速控制瓦斯析出。3年前開始預(yù)抽，現(xiàn)在還是高瓦斯。序號項(xiàng)目參數(shù)1 驅(qū)動功率和啟動方式雙速，2*400kW2

10、最大速度1.99m/s頭到尾，尾到頭0.99m/s3 鏈條直徑38mm4 機(jī)頭、機(jī)尾高度頭：1.65m。尾：1.22m。5 刨深14-20cm6 采高范圍1.145-1.445m7 采高調(diào)整方法和工藝蝸輪機(jī)構(gòu)來調(diào)整中間刨頭高度。適應(yīng)傾角100米內(nèi)5-8度。8 刨削量及調(diào)整情況通過機(jī)頭主機(jī)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)調(diào)整，不需要停機(jī)。9刨煤機(jī)自動張緊系統(tǒng)主要參數(shù)及運(yùn)行情況無自動張緊。在機(jī)頭聽，如聲音大時(shí)手動操作液壓馬達(dá)張緊，用氧氣割，如是新鏈約每周一次張緊。10鏈條斷鏈情況及處理工藝每230米換一次接鏈環(huán)，相當(dāng)于每8個工作日。日產(chǎn)約16000t。12萬噸煤換接鏈環(huán)。換接鏈環(huán)平均3-4小時(shí)。有專用裝置與刮板鏈連接后

11、將斷鏈(底鏈)拉到位后連接。上個面推進(jìn)2692米，斷鏈3次。11 刨速的自動調(diào)整無自動化功能。操作人員手動調(diào)整。12 刨煤機(jī)角度調(diào)整結(jié)構(gòu)與神東選型不同，倒三角形結(jié)構(gòu)，先刨頂?shù)叮笈俚椎?。刨煤機(jī)底刨刀可以調(diào)整角度，實(shí)現(xiàn)推進(jìn)方向上撬下扎，4種位置，+12/-10/-21/-35mm。手動液壓調(diào)整。13 刨煤機(jī)位置監(jiān)測方式在減速器輸入、輸出軸上檢測。在工作面安裝4磁力開關(guān)，其中2個進(jìn)行修正，2個進(jìn)行急停限位。2)刮板運(yùn)輸機(jī)序號項(xiàng)目參數(shù)1 驅(qū)動功率和啟動方式雙速，2*630kW2 槽內(nèi)寬1000mm3 最大速度1.88m/s4 鏈條直徑雙鏈34mm5 驅(qū)動部布置方式平行6擋煤板高度、調(diào)整量、調(diào)整方法電

12、纜槽：360mm寬，378mm高，分3層。最下面還吊一捆纜線。3)液壓支架序號項(xiàng)目參數(shù)1 中心距1.75m2 支護(hù)高度及工作阻力875-1960mm，8638kN。3 立柱直徑345mm4 梁端距447-503mm5 推移步距新的1219mm，油缸1270mm?，F(xiàn)在井下使用的是900mm。現(xiàn)在最大截深是250mm，一般支架推移步距是刨深的4-5倍。6 擋煤板處頂梁厚度150mm7 噴霧系統(tǒng)布置、工藝支架設(shè)噴霧系統(tǒng)，刨煤機(jī)沒有。冷卻和噴霧一體。主進(jìn)DN50。冷卻破碎、機(jī)頭、機(jī)尾每個點(diǎn)50L(每個驅(qū)動部24.94L)，支架需要150L。共300L。架間主進(jìn)DN32，工作面主進(jìn)DN25，主回DN32

13、。壓力56.24bar。8 主進(jìn)回液系統(tǒng)布置工藝和管徑尺寸進(jìn)DN50，回DN65；架間均為DN25；雙進(jìn)雙回，環(huán)形供液+支管(每25架)?？偭髁恳?00L/min。泵站320bar，機(jī)尾279bar?；匾簤毫?0bar。9 電控裝置安裝數(shù)量和配置1架1個。10控制器、主閥、電源箱、架間管分配器安裝位置控制器、過濾器立柱前頂梁上。推移油缸控制閥安裝在頂梁立柱前端沉入頂梁中，同時(shí)安裝一個照明燈。立閥在立柱后面、二根立柱中間。架間管分配器在頂梁立柱前立柱間吊掛。11中部槽調(diào)斜裝置主要參數(shù)，如油缸直徑、行程、是否有傳感器、控制方式和操作方法一般在推進(jìn)方向4.3m左右長度上能調(diào)整500mm左右。是一個

14、逐漸調(diào)整的過程。不經(jīng)常調(diào)整，有時(shí)候一天也不調(diào)整，每2小時(shí)要檢查一次，頭尾人員根據(jù)情況決定是否調(diào)整，設(shè)設(shè)備運(yùn)行中檢查備運(yùn)行中檢查。每個閥組控制2個中部槽。依靠經(jīng)驗(yàn)調(diào)整角度。手動控制。12 所有傳感器的數(shù)量和功能2個壓力，推移油缸位移1個。5、勞動組織 工作面機(jī)頭與機(jī)尾各設(shè)一組人員，每班10人，煤機(jī)司機(jī)2人、支架工2人、檢修工4人、瓦檢員1人、皮帶機(jī)司機(jī)1人。人員每2小時(shí)進(jìn)工作面一次。每天兩班生產(chǎn)，每班生產(chǎn)9小時(shí)；一班檢修6小時(shí)。每周生產(chǎn)5天，檢修2天。目錄三、電驢回撤設(shè)備及工藝考察 固本能源公司固本能源公司Buchanan礦礦 該礦沿大巷兩側(cè)直接布置綜采工作面，大巷為5-8巷布置，工作面長度一般

15、在213-304米之間。所參觀的綜采工作面長度300m，大巷一側(cè)為5巷，一側(cè)為8巷布置。順槽均為4巷布置，順槽煤柱30m。該工作面平均煤厚1.68米，采高1.83米。井下所有巷道不打砼底板。 工作面使用美國長壁的三機(jī)，久益公司的采煤機(jī)與支架，共布置171臺支架，支架工作阻力為1225噸，支架支護(hù)高度：-mm，支架寬度1.75m。中間架重23噸，端頭架重26噸。3、工作面使用電驢回撤工藝該工作面不設(shè)置回撤通道，為自開通道工藝。掘進(jìn)順槽時(shí)先提前距工作面停采線附近，在上下順槽兩側(cè)各掘進(jìn)一條短斜巷和一條短直巷作為通道，通道只對頂板進(jìn)行錨桿支護(hù)，無錨索支護(hù)，無幫支護(hù)，頂板不掛網(wǎng)。當(dāng)工作面回采推進(jìn)到停采線

16、附近時(shí)，躲過周期來壓后再割兩刀煤與短巷貫通。然后，將錨桿機(jī)由短斜巷開進(jìn)工作面騎在刮板機(jī)上對自開的通道進(jìn)行錨桿支護(hù)。支護(hù)完畢后先回撤采煤機(jī)和三機(jī)，然后使用兩臺電驢從工作面中部開口再分別向兩頭回撤。將電驢吊臂用鏈子與支架鏈接后，直接擺動吊臂，將支架向煤壁側(cè)拉動，使支架靠近煤幫，然后掉向拉動支架，使支架與工作面方向平行，再將支架拉到端頭由支架車搬走。電驢再返回開始回撤下一臺支架。每回撤一架，隔一架打兩垛木垛。（3）勞動組織與效率 使用電驢每個班使用8人，工作面兩頭各4人，分別為電驢司機(jī)1人，監(jiān)護(hù)1人，輔助2人。此工作面9月10日開始回撤支架，每天兩班作業(yè)，到16日已經(jīng)回撤了14-15個班，共回撤14

17、0臺，剩余31臺。平均每天回撤20臺。該礦從1993年開始使用電驢回撤支架，最高記錄一天可回撤35臺。4、電驢參數(shù)及相關(guān)情況序號項(xiàng)目考察礦井1 型號Mule Model 1550 2 裝機(jī)功率112.5kW3 額定電壓1140V4 外形尺寸9400L*2800W*1300H5 重量36.4t6 額定能力37t7 牽引形式和驅(qū)動力液壓牽引8 履帶寬度546mm9 對地比壓空載5.1MPa10 牽引速度3.4 km/h11 支撐系統(tǒng)工作情況4垂直支撐+2個側(cè)支撐12 操作方式司機(jī)駕駛室就地操作13 供電電纜直徑和容纜量16平方/305米/自動卷纜14 擺臂能力15 起吊能力5、優(yōu)缺點(diǎn)對比： 優(yōu)點(diǎn)：

18、 不需要使用絞車、鋼絲繩和滑輪，工藝簡單，安全性好。 自開通道工藝支架頂梁到煤壁尺寸小。 自開通道工藝相對簡單，設(shè)備投入少，支護(hù)成本低。 自開通道工藝可根據(jù)礦壓情況合理選擇停采線，避免周期來壓對回撤的影響。 缺點(diǎn)： 電驢對底板要求較高。尤其泥巖底板遇水泥化嚴(yán)重，回撤難度大。 自開通道工藝不能適應(yīng)破碎頂板。目錄四、美國煤展情況 我們同時(shí)參加了西弗吉尼亞州的煤炭博覽會，看到了較先進(jìn)的薄煤層采掘設(shè)備和煤礦產(chǎn)品。該煤展規(guī)模較小，主要以連采和薄煤層開采設(shè)備為主。參展的主要廠家及新產(chǎn)品如下。1、JOY公司 參展新設(shè)備有連采后配套運(yùn)煤車、鏟車，可采用柴油驅(qū)動和蓄電池驅(qū)動技術(shù)。JOY公司新開發(fā)了連采機(jī)人員保護(hù)

19、系統(tǒng)，通過在連采機(jī)上安裝讀卡系統(tǒng)，人員攜帶有源卡，連采機(jī)可通過讀卡系統(tǒng)精確定位人員位置，設(shè)置預(yù)警線和停機(jī)線，以保證操作人員安全。2、DBT公司 參展新設(shè)備有連采后配套運(yùn)煤車、鏟車，可采用柴油驅(qū)動和蓄電池驅(qū)動技術(shù)，其中蓄電池驅(qū)動技術(shù)可采用變頻技術(shù)。另外，DBT公司還有新型柴油驅(qū)動488鏟車，25M2型交流牽引連采機(jī)。3、薄煤層輔助運(yùn)輸車輛 有3個廠家參展了薄煤層輔助車輛，驅(qū)動可采用蓄電池和柴油發(fā)動機(jī)，可配套軌道或無軌膠輪。本次考察下的3個礦井均用上述車輛，高度非常低，約800-1200mm。但寬度較大，約2.4m左右?？蓭ы斉铩娜刖闆r看，主要是離地間隙較小，在連采工作面底板條件不好時(shí)容易卡阻

20、。 4、意大利瑪努利公司：該公司參展了乳化液膠管，可配套SSKV和DNSS系列接頭(上述兩種接頭為德國克耐派德專利技術(shù)，瑪努利公司有使用權(quán))，同時(shí)與瑪努利公司交流，該公司可生產(chǎn)配套各種膠管附件。 5、瑪倫公司：該公司稱可以直接向用戶銷售JOY公司備件，全部備件附帶JOY商標(biāo)和發(fā)票。并承諾價(jià)格比JOY低，交貨期快。 6、同時(shí)，在煤展上還有一些礦用小型材料和產(chǎn)品。具體見下照片：目錄五、所參觀礦井比較好的做法五、所參觀礦井比較好的做法1、采用自開回撤通道配套使用電驢回撤支架，可減少巷道掘進(jìn)工程量和回撤通道支護(hù)量、支護(hù)設(shè)備投入，能夠在長壁工作面回撤時(shí)提高安全保障和生產(chǎn)效率。建議先在2.2-3.5m中厚煤層，壓力較小、頂?shù)装遢^好的工作面試驗(yàn)。2、房采或掘進(jìn)工作面連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)與連采機(jī)分開使用，方便靈活，效率較高。建議在有條件使用連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)的礦井試用。3、在薄煤層使用刨煤機(jī)進(jìn)行回采的優(yōu)點(diǎn)是回采率較房采高，使用房采工作面的優(yōu)點(diǎn)是可回采不規(guī)則區(qū)域，適應(yīng)性強(qiáng)。建議在1.2-1.7m薄煤層區(qū)域，如儲量和面積較大時(shí)，在大面積規(guī)則區(qū)域可考慮布置刨煤機(jī)工作面