從大同薄煤層開采現(xiàn)狀淺談其發(fā)展趨勢

1、 從大同薄煤層開采現(xiàn)狀淺談其發(fā)展趨勢摘要:我國煤層賦存條件比較復(fù)雜,煤炭資源分布地域遼闊,地質(zhì)條件復(fù)雜多樣。大同煤礦集團經(jīng)過多年開采,不少礦井中厚煤層已近枯竭,薄煤層的開采正規(guī)模化地進行,發(fā)展薄煤層機械化開采對于開發(fā)利用煤炭資源,延長礦井開采年限和實現(xiàn)高效開采都具有十分重要的意義。論文從大同薄煤層開采中存在的問題出發(fā),分析了目前薄煤層開采主要機械化設(shè)備的技術(shù)特點,指出了薄煤層開采的發(fā)展趨勢。 關(guān)鍵詞:薄煤層;長壁采煤法;綜合機械化采煤;滾筒采煤機;刨煤機;螺旋鉆采煤機 我國煤層賦存條件比較復(fù)雜,煤炭資源分布地域遼闊,地質(zhì)條件復(fù)雜多樣。其中薄煤層可采儲量約占全國煤炭總儲量的18%,而產(chǎn)量只占總產(chǎn)

2、量的73%,遠遠低于儲量所占的比例,并且這個比例還有進一步下降的趨勢。薄煤層在我國分布較廣,有些地區(qū)的煤質(zhì)也比較好。而像大同煤礦集團經(jīng)過多年開采,不少礦井中厚煤層已近枯竭,薄煤層的開采正規(guī)?；剡M行,而且也得到了充分重視。就當(dāng)前的資源情況看,發(fā)展薄煤層機械化開采對于開發(fā)利用煤炭資源,延長礦井開采年限和實現(xiàn)高效開采都具有十分重要的意義。 1薄煤層開采中存在的問題 我國薄煤層開采主要采用長壁采煤法,但由于開采煤層厚度小(小于),與中厚及厚煤層相比,薄煤層機械化長壁工作面主要有以下問題: 1)采高低,工作條件差,設(shè)備移動困難。特別是薄煤層綜采工作面,當(dāng)最小采高降到以下時,人員出入工作面或在工作面內(nèi)作

3、業(yè)都非常困難。而且薄煤層采煤機械 和液壓支架受空間尺寸限制,設(shè)計難度大。LocalHoSt液壓支架立柱通常要雙伸縮甚至三伸縮,增加了制造成本。 2)采掘比大、掘進率高,采煤工作面接替困難。隨著長壁機械化采煤技術(shù)的發(fā)展,工作面推進速度大大加快,但由于薄煤層工作面回采巷道為半煤巖巷,巷道掘進手段沒有多大的變化,仍以打眼放炮、人工裝煤為主,掘進速度很慢,造成薄煤層綜采工作面接替緊張。 3)煤層厚度變化、斷層等地質(zhì)構(gòu)造對薄煤層長壁工作面生產(chǎn)影響比開采中厚及厚煤層工作面大,造成薄煤層長壁綜采或機采工作面布置困難。 4)薄煤層長壁機械化采煤工作面的投入產(chǎn)出比高,經(jīng)濟效益不如開采厚及中厚煤層工作面。一個薄煤

4、層綜采工作面的設(shè)備投資不比設(shè)備裝機功率、支架工作阻力相當(dāng)?shù)闹泻衩簩泳C采工作面少,但薄煤層綜采工作面的單產(chǎn)和效率一般只有中厚煤層綜采工作面一半,甚至更低。 可見,發(fā)展機械化、實現(xiàn)綜合機械化采煤,是實現(xiàn)薄煤層開采高產(chǎn)高效的唯一出路,我國在這方面一直在不斷瓦斯賦存特征進行了分析研究,指出地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層埋藏深度大、圍巖條件變化和水文地質(zhì)條件復(fù)雜是影響寺河礦煤層瓦斯賦存規(guī)律的主要因素。 2薄煤層開采綜合機械化技術(shù)現(xiàn)狀 目前,我國薄煤層開采綜合機械化有許多種,大致分為:滾筒采煤機;刨煤機;螺旋鉆采煤機。 21滾筒采煤機 現(xiàn)在使用的滾筒式采煤機是傳統(tǒng)的采煤設(shè)備,其應(yīng)用十分廣泛,發(fā)展速度也比較快。隨著緩傾

5、斜中厚煤層至厚煤層綜合機械化成套技術(shù)的逐漸成熟,“三軟”和大傾角煤層等困難條件下綜采配套技術(shù)也得到了應(yīng)用。以電牽引、故障自動診斷、支架電液控制等為核心的技術(shù)也應(yīng)用到了滾筒式薄煤層綜合機械化設(shè)備上,這種采煤技術(shù)也正趨于成熟。薄煤層綜合機械化采煤經(jīng)過多年的試驗,已經(jīng)取得了顯著的開采效果。 滾筒采煤機由于適應(yīng)性強、效率高、便于實現(xiàn)綜合機械化作業(yè),因而發(fā)展迅速。它的整體結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)、適應(yīng)能力、可靠性等諸方面,都有了較大創(chuàng)新和提高。薄煤層滾筒采煤機是在中厚煤層滾筒采煤機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它也具有許多優(yōu)點: 積木式無底托架結(jié)構(gòu)、液壓螺母緊固、多臺截割電動機橫向布置、抽屜式部件安裝等技術(shù)的應(yīng)用,使得薄煤

6、層滾筒采煤機結(jié)構(gòu)更加簡單,安裝更為輕便; 整體結(jié)構(gòu)和傳動方式的改進,使得滾筒采煤機的機身變得更窄、更低; 采煤機功率的不斷加大,以及電氣調(diào)速行走和遠程無線控制技術(shù)的應(yīng)用,使得薄煤層滾筒式采煤機更能適應(yīng)較復(fù)雜的開采地質(zhì)條件; 薄煤層采煤機比較適合小型煤礦的綜合機械化開采。 22 刨煤機 刨煤機采煤自20世紀40年代在德國問世以來,很快就得到推廣和發(fā)展,成為薄煤層采煤機械化的強大支柱。原歐洲的主要產(chǎn)煤國德國、俄羅斯、法國等,使用刨煤機開采的煤炭產(chǎn)量占總產(chǎn)量的50%以上,刨煤機的日產(chǎn)量可達到5000t以上。 刨煤機的主要優(yōu)點: 能實現(xiàn)極薄煤層的綜合機械化開采,便于實現(xiàn)開采過程中的自動化; 采煤過程連

7、續(xù)進行,工作時間利用率高; 采出的塊煤率高,工作面煤塵量少; 結(jié)構(gòu)簡單,維護方便。 2000年鐵法小青礦采取國內(nèi)配套的方式引進一套德國dbt公司全自動化刨煤機系統(tǒng),于2001年1月開始試生產(chǎn),到2002年4月,除去倒面檢修時間,共生產(chǎn)271d,生產(chǎn)煤炭106萬t,最高日產(chǎn)量6480t,小青礦全自動化刨煤機開采技術(shù)的成功極大地提高了國內(nèi)煤炭行業(yè)使用刨煤機的積極性。 23螺旋鉆采煤機 螺旋鉆采煤是前蘇聯(lián)頓巴斯礦區(qū)頓涅茨克礦業(yè)研究院開發(fā)的一種開采薄煤層的采煤方法。于1979年在頓巴斯礦區(qū)馬斯賓斯克礦試驗成功,并推廣應(yīng)用。該采煤法是一種新型的無人工作面采煤方法,也是一種開采緩傾斜薄煤層的新型采煤方法,

8、可將煤層可采厚度由下延到,對開采松軟煤層有極高的推廣應(yīng)用價值。螺旋鉆采煤法的主要優(yōu)點: 投資較低; 人員和機組設(shè)備全部在工作巷內(nèi),人員在寬敞支護良好的巷道內(nèi)就可將煤采出,安全狀況良好; 煤的可采范圍達總面積的95%以上,可以多出煤,并充分釋放瓦斯。 螺旋鉆采煤法主要存在的問題: 留設(shè)鉆孔間煤柱和鉆孔組間煤柱,降低了采出率; 接長和縮短鉆桿所用的時間占工作總時間的比重較大。 我國近幾年引進了一些螺旋鉆采煤機,取得了較好的經(jīng)濟效益。其中新汶礦業(yè)集團2003年從烏克蘭引進的2臺薄煤層螺旋鉆采煤機(適用于的薄煤層),分別在潘西礦和南冶礦進行了前進式和后退式采煤工藝試驗獲得成功,單面單臺鉆機月產(chǎn)達到58

9、00t。2004年6月20日,國家發(fā)改委調(diào)研組在新汶礦區(qū)調(diào)研時得出如下結(jié)論:“潘西煤礦螺旋鉆采煤工藝的應(yīng)用,效率高、安全系數(shù)高、資源開采率高,適應(yīng)于目前我國傳統(tǒng)的開采方法無法開采的薄煤層,該技術(shù)值得在全國推廣應(yīng)用”。大同煤礦集團也在嘗試用在采煤中，效果十分好。 3薄煤層開采發(fā)展趨勢 薄煤層開采高度小、頂板壓力小的特點,決定了薄煤層高產(chǎn)高效采煤方法的發(fā)展方向主要是提高長壁工作面自動化程度。由于薄煤層工作面內(nèi)作業(yè)困難,所以應(yīng)提高薄煤層工作面采、支、運工序的自動化程度,減少工作面內(nèi)的操作人員。薄煤層工作面刨煤機落煤、螺旋鉆采煤比采煤機落煤易于實現(xiàn)自動化,由計算機控制的定量割煤刨煤機與螺旋鉆采煤,是實現(xiàn)薄煤層工作面自動化開采重要的發(fā)展方向之一。根據(jù)國內(nèi)外實踐,工作面年產(chǎn)量可達。 4結(jié)語 對于我國資源儲量比較大的薄煤層來說,隨著國內(nèi)外 采礦設(shè)備制造水平的提高,在采用大功率、高可靠性工作