薄煤层开采技术

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,薄 煤 层 开 采 技 术,提 纲,1,国内外薄煤层开采形势,2,现行薄煤层开采技术,3,结论,1、,国内外薄煤层开采形势,薄煤层的定义,1. ,1.3,m,煤层为薄煤层,2. 1.5,m,3. 1.7,m,1、,国内外薄煤层开采形势,我国薄煤层的储量约占总储量的,20%,国内外薄煤层开采形势,薄煤层采出量仅占全国总产量的,10.4%, 原因,1,.采煤机械化程度低,2,.工作面单产和效率低,3.掘进率高 4.开采成本高,5.工人劳动强度大,国内外薄煤层开采形势,产量低、经济效益差,不采的根本问题是作业空间狭窄,1.,人员行动不便,2.机械设备,1) 机械设备小巧,能用,2) 可靠性高-好用,3) 设备的功率大，自动化程度高,用好,薄煤层高产高效的方法,1.加大工作面长度,300,m,2.,加大截深 加大切割功率,3.,加快切割速度 自动化程度,薄煤层长壁工作面高产高效的途径,高度自动化综采的无人或少人工作面,关键性问题,国外薄煤层长壁工作面,国内薄煤层长壁工作面,1）铁法小青矿,2）因地而宜,薄煤层开采方法改革的方式,高起点,高投入,高产出 高效益,薄煤层开采改革，将取得优势：,1.矿井产量保持长期稳定,2.有投入资金的能力,3.,国内的先进水平,4.保护资源,现行薄煤层开采技术, 用刨煤机开采薄煤层, 滚筒采煤机开采薄煤层, 普通机械化采煤法,螺旋钻机采煤法,连续采煤机巷柱式采煤法,用刨煤机开采薄煤层,刨煤机概况及优点,1.薄煤层机械化开采的有效途径,2.刨煤机动力部位于巷道中,3.刨煤机结构简单,4.操作安全,5. 实现无人工作面作业,刨煤机应用条件,煤层硬度: 煤块硬度、夹矸、节理,围岩条件,：,底板,、,直接顶,、,老顶,煤层赋存情况： 煤厚、断层、,煤厚变化,工作面倾斜长度,：,切割速度,3,m/s,工作面长度大于,200,m,薄煤层可刨性分类,极易刨煤层,：煤厚、,倾角,、,节理、硬度、,夹矸、底板、直接顶、地质构造,易刨煤层,一般煤层,难刨煤层,极难刨煤层,刨煤机的合理选型及快速刨煤机,刨煤机的选型,输送机应与刨煤机相适应,适当加长工作面长度,充分利用地压破煤,最好采用刨速与运速比为2:1或3:1的超速刨煤机,快速刨煤的优点,(1) 提高刨硬煤的能力,(2) 可明显加快推进速度,(3) 使输送机的装载量更均,刨煤机的应用实例,国,家,西班牙,德,国,俄罗斯,刨煤机型号,H-300,GS34-4N,KHS-2,CH-75,采高范围,/,m,0.40.8,0.61.5,0.821.35,/,刨头电机功率,/,kW,255,265,265/200,2110,刨速,m/s,0.45,1.321.76,0.471.42,0.671.80,刨链规格,/,mm,2487.5,30108,38137,26,P,2,-C,1.,H-300,型拖钩刨煤机,在四川新胜煤矿,工作面长,80,m,，,煤层,0.5,m,，,f=3,200,mm,厚灰质泥岩伪顶，老顶为灰质砂岩底板为灰质粘土页岩，有底臌现象,支护采用,HAW665/765,金属摩擦支柱带帽,4,年累计生产原煤,52114,t,，,平均日产量为,27.8,t,，,最高日产,185,t,主要问题：刨头飘刀或啃底，刨刀损耗严重，剪切销损坏，泵压不稳定，通讯困难,2.,GS34-4N,型滑行拖钩刨煤机,在云南后所煤矿使用,工作面长,93,96,m,，,煤厚,0.75,m,，,倾角,8,，,f=2.5,伪顶厚,0.7,1.5,m,，,顶板为厚,0.4,1.5,m,灰色粉砂质泥岩，底板为灰色泥质粉砂岩,DZ-10,型单体液压支柱，加,2.8,m,型顶梁,最高月产,6092,t,，,生产成本低于,30,元,/,t,问题是：刨头飘刀或啃底，输送机电动机故障，剪切销损失,3.,KHS-2,型紧凑型滑行刨煤机,在四川松藻打通一矿,工作面长,150,m,，,煤厚,0.9,m,，,倾角,3,14,，,f=1.2,用,ZZ220/0.7/1.35,型支撑掩护式支架,运行,20,个月，累计产煤,28.5,万,t,，,平均日产量,446.7,t,，,平均回采工效,6.4,t/d,问题：刨头座开裂，刨刀合金片脱落，双刨头易卡住，输送机电动机故障等,4.,CH-75,型滑行刨煤机,在开滦范各庄矿,工作面长,126,m,，,煤厚,1.0,m,，,倾角,11,15,，,f1.5,平均日产,420,t,，,工作面回采工效,712,t,问题：刨头磨损严重，关键零部件强度差，刨头上飘下啃，刨链连接环断裂,徐州刨煤机和同煤层炮采 经济效益比较表,单,位,采煤方法,单产,/,t,月,-1,工效,/,t,月,-1,韩桥,采六,刨煤机,16000,5.602,采三,炮,采,8510,3.0,新,河,采三,刨煤机,8765,3.468,采一,炮,采,4990,1.857,张小楼,采四,刨煤机,12744,8.084,采一,炮,采,8178,4.006,诧,城,采三,刨煤机,10500,4.2,采四,炮,采,7320,3.46,徐州矿务局 刨煤机应用情况,徐州矿务局研制和使用刨煤机起于1966年，30年来先后在韩桥、新河、卧牛、诧城、张小楼、夹河、大黄山等矿推广使用,夹河煤矿用,BT30/2132,型拖钩刨煤机平均月产20086,t，,最高月产达22325,t，,最高日产1825,t,铁法小青煤矿刨煤机应用简介,工作面走向长度905,m，,面长150,m，,煤厚1.3,m，,倾角8,伪顶为0.77,m,厚的泥岩，直接顶为粉砂岩，底板为泥质粉砂岩,2000年煤科总院北京开采所与德国,DBT,公司等厂家合作为铁法小青煤矿装备了国内第一个薄煤层全自动化刨煤机工作面,工作面采用国产,ZY6400/09/20D,液压支架与引进刨煤机系统配套，采用电液控制系统实现顺槽集中控制，正常生产条件下，工作面,无人化,刨煤机综采工作面布置图,1,回风平巷,2,液压支架,3,刨煤机,4,液压支架,5,刮板运输机,6,单体支柱,7,转载机,8,工字钢支架,9,乳化液泵站,10,移动变电站,11,运输平巷,ZY6400/09/20,型液压支架,型号,ZY6400/09/20,高度/,mm,9002000,中心距/,mm,1500,工作阻力/,kN,6400,支护强度/,Mpa,0.720.98,底板比压/,Mpa,2.5,操纵方式,电液控制,9-34,vt,/4.7,滑行刨煤机,型号,9-34,vt,/4.7,额定能力/,t.h,-1,900,刨体,单刨头,刨体长度/,mm,2562,刨体高度/,mm,8001675,刨链/,mm,34,链速/,m.s,-1,0.88/1.76,功率/,kN,2315,PF2.30/732,刮板输送机,型号,PF2.30/732,运输能力/,t.h,-1,900,链速/,m.s,-1,1.32,轨链/,mm,30108,溜槽尺寸/,mm,1500732231,中板厚度/,mm,30,电机功率/,kW,2315,铁法小青煤矿刨煤机应用简介,遥控调整刨煤深和工作面自动调直,每3架支架加上安装一台,PM4,支架控制器，当刨头通过后，按照程序控制的距离推移输送机和刨煤机，,在主控台可以监控刨头和支架的运行状态，工作面可以按照设定的刨煤方式自动刨煤。,该套装备总投资6000万元人民币，2001年至2002年4月试采期间共创经济效益5238.2万元，实际生产271天，已回收投资的87.3%。,铁法小青煤矿刨煤机应用简介,实现了全自动化刨煤机无人工作面,工作面体现了机、电、智能一体化的特点,提高了劳动效率：,直接工效达,137,t/,工,无人工作面改善了井下安全生产环境,为效率低下的薄煤层长壁工作面开采提供了一条理想的途径。,用滚筒采煤机开采薄煤层,薄煤层滚筒采煤机的主要特点,.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,.适用于含有夹矸煤层的回采,.过断层能力强,.对工作面长度要求比刨煤机短,对薄煤层滚筒采煤机的基本要求,机面高度低,装机功率大,滚筒转速高,牵引力大,牵引速度与滚筒截深,可双向采煤,，自开缺口,可靠性高,检修维护方便,过煤空间大,小于,250,mm,薄煤层滚筒采煤机分类,骑溜式,结构简单,牵引阻力低,要求的通过空间和过顶空间大,爬底板式,结构紧凑,控顶距离较大,国产薄煤层滚筒采煤机技术参数,型,号,BM-100,MG150-B,5MG200-B,装机功率,/,kW,100,150,180(200),采高范围,/,m,0.751.3,0.81.5,1.01.8,牵引调速方式,液压锚链,液压锚链,液压锚链,牵引速度,/,m,min,-1,06,05,06,截深,/,mm,600,6001000,800,机身布置方式,骑输送机,骑输送机,骑输送机,机器重量,/,t,12,13,15,国产薄煤层滚筒采煤机技术参数,型,号,MG344-PWD,MG250-BW,MG200/450-BWD,装机功率,/,kW,344,250,450,采高范围,/,m,0.91.6,0.851.5,1.01.7,牵引调速方式,交流,电牵引,液压锚链,交流,电牵引,牵引速度,/,m,min,-1,07.8,06,06,截深,/,mm,800,800,800,机身布置方式,爬底板,骑输送机,骑输送机,机器重量,/,t,19/21,16,20,MG200/450-BWD,型薄煤层滚筒采煤机,1.,多电机驱动，大功率450,kW,2.,机身厚度薄,80mm，,机面高度低,862,mm,3. 可靠性高,4. 结构简单可靠，装拆方便,5. 采用交流变频调速电牵引技术,6. 采煤机可遥控,久益公司7,LS2,型滚筒采煤机,1.采用交流变频调速电牵引技术,2. 电子控制 3.自动化程度,4.工作面运输巷数据传输系统,7,LS2,型滚筒采煤机主要技术指标,适用采高范围,1.423.2,m,机面高度,1067,mm,装机功率,872,kW,截割电机功率,2375,kW,牵引速度,020,m/min,截深,8131156,mm,滚筒直径,1442mm1575mm,机器重量,约48,t,薄煤层滚筒采煤机应用实例,大同云岗煤矿,IMC-200,型双滚筒采煤机，生产能力,245,t/h,SGB-630/220,型刮板输送机，运输能力,450,t/h,SZB-730/75,型桥式转载机，运输能力,630,t/h,DSP-1063/1000,型胶带输送机，运输能力,630,t/h,BZY-520,型支撑掩护式液压支架,支撑高度,1.0,1.75,m,初撑力,3958,kN,，,工作阻力,5100,kN,大同云岗煤矿,经济效益,最高月产: 67741,t,平均月产: 54790,t,最高日产: 3258,t,平均日产: 1803,t,吨煤成本: 5.65元/,t,大同云岗煤矿,端头斜切进刀与短工作面,160,m,长工作面与移架速度,薄煤层工作面的长度定为,150,m,IMG-200,型采煤机的采高为,1.3,2.5,m,，,当煤层厚度小于,1.3,m,时要破顶卧底,IMG-200,型采煤机整机功率小，无法切割顶底板,大同矿务局晋华宫煤矿,MG200/450-BWD,型采煤机在该矿进行工业性试验。,工作面长度,180,m,，,走向长度,1050,m,，,煤厚,1.45,m,，,倾角,3,，,f,=3,，,煤层赋存稳定，构造简单,最高日产,4018,t,，,平均日产,2607.15,t,，,最高月产,95448,t,最高工效,40.18,t/,工，平均工效,26.07,t/,工,。,大同马脊梁煤矿,煤层厚,1.45,1.74,m,，,f,=3,，,倾角,3,，工作面长,250,m,，,走向长,2500,m,，,循环步距,0.8,m,4,LS-6,型采煤机，采高,1.35,2.5,m,LX,（,3B,）,1500-830,型交叉侧卸式输送机，,运输量,1500,t/h,，,电机功率,2375,kW,LX,（,3B,）,1500-830,型交叉侧卸式转载机，,运输量,1500,t/h,，,电机功率,160,kW,ZZ 5200/11/18,液压支架，带电液控制兼手动邻架控制系统，支架高度,1.1,1.8,m,SSJ-1200/3X 200M,架带式输送机，运输能力,1600,t/h,，,运输长度,1500,mm,大同马脊梁煤矿,4,LS-6,型采煤机可无线电遥控,采煤机割煤速度可达,7-8,m/min,是国产采煤机,2.5,倍，小时生产能力是普通薄煤层综采面的,3.3,倍,初期投资是普通薄煤层综采面的,1.62.2,倍，吨煤成本比普通薄煤层综采面低,60%,，投入产出比为,1:5.6,，普通为,1:5.4,。,最高日产,7200,t,，,最高月产,15.7,万,t,平均工效,50.87,t/,工，最高工效,66.78,t/,大同同家梁煤矿,煤厚,0.9,1.4,m,，,工作面走向长,800,m,，,倾斜长,128,m,ZYB4400/8.5/18,型掩护式支架,SMG200-B,型双滚筒采煤机,，,采高,1.0,1.8,m,SGB-630/220W,型刮板输送机，运力,450,t/h,40,型转载机，运输能力,500,t/h,；,S7-80,型顺槽皮带，运输能力为,700,t/h,。,最高月产,40198,t,，,最高日产,2554,t,，,四六制最高班产,1649,t,，,回采工作面效率为,26.7,t/,工,邢台显德汪煤矿,工作面长,136.5,m,，,煤厚,1.5,m,，,倾角,12,，,f=1.2,。,直接顶为厚,3.75,m,的粉砂岩，老顶为厚,2.7,m,细砂岩，底板为细砂岩,MG200-BM,型采煤机，采高,1.15,2.3,m,，,机面高度,853,mm,，,卧底量,132.5,mm,ZY2400-10/19,液压支架，支架强度,0.47,0.51,MPa,，,操作方式为邻架控制，支架重量,7.4,t,。,SGB630/150,型,刮板输送机，输送量,250,t/h,邢台显德汪煤矿,年产达,502600,t,，,最高月产,91672,t,，,最高日产达,4395,t,。,采煤机应和输送机配套，以保证采煤机能在工作面头尾两端割通,(1),巷道宽度必须保证输送机能满足割通的要求,(2),工作面输送机机头与转载机机尾的联接采用交叉侧卸式,(3),转载机机头和皮带输送机机尾一体化；,(4),采煤机选型时，工作面采高应尽量处于采煤机采高范围的中部,华蓥山广能集团李子垭煤矿,ZY2600/07/20,型薄煤层液压支架，该支架具有后调架装置,SGZ730/320,型刮板输送机、,SZD-730/90,型转载机,回采煤层的平均采高,1.2,m,，,最低采高,1.1,m,，,煤层仰角,7,顶板为,12.72,m,厚的砂泥岩互层间薄层状石灰岩，底板为厚,2.55,m,的泥岩和粉砂岩,工作面最高日产,2471,t,，,最高月产,46300,t,华蓥山广能集团李子垭煤矿,该套设备的生产潜力没发挥出来，原因是：,1),该矿井为煤和瓦斯突出矿井,2),机巷,SD80255,型皮带输送机运输能力小,3),机巷断面为,3.42.0,m,，,造成工作面输送机与转载机搭接高度不够，常发生拉回头煤的现象,4),矿井电机车运力不够,滚筒采煤机和单体液压支柱回采薄煤层,开滦林西矿,在,1.1,m,的厚煤层，工作面面长,135,m,用单体液压支柱支护顶板，用,BM-100,单滚筒采煤机落煤，用,SGD-620/80,型刮运输机送煤,月推进,44.5,m,，,平均月产,13665,t,，,全员工效,2.75,t/,工的成效。,螺旋钻机采煤法,无人采煤工作面中较为成熟的一种方法,开采围岩不稳定的薄煤层和极薄煤层，边角煤和各种煤柱,最大特点是不需回采工作面，及工作面内的采煤机、运输机和支护设备,在巷道中用螺旋钻采煤机就可将两侧各,50,70,m,范围内的煤采出,工人在支护条件良好的巷道中工作，安全状况有了可靠的保障，彻底地改变了薄煤层回采工人在工作面内爬行的工作状况,螺旋钻机采煤法,螺旋钻采煤机适用于煤厚,0.45,1.5,m,，,倾角在,15,以下的煤层,新汶引进了两台薄煤层螺旋钻采煤机，分别在潘西和南冶煤矿进行了采煤工艺试验,获得成功,.,在引进使用的同时,对螺旋钻机设备进行了,7,项技术改进,以便适应我国各种地质条件下薄煤层开采,螺旋钻机采煤法,螺旋钻机采煤法,连续采煤机巷柱式采煤法,（,1,）采掘合一,（2）设备少、投资省,（3）机动灵活,（4）机械化程度高,引进多套薄煤层连续采煤机设备，先后有大同四台矿、鸡西小恒山矿、河南大峪沟煤矿等处使用，但使用效果并不理想，主要是对设备性能没有很好掌握,连续采煤机,梭车工艺,1,连续采煤机,2,梭车,3,转载破碎机,4,带式输送机,5,锚杆机,6,纵向风障,7,风帘,8,风墙,9,电源中心,薄煤层液压支架选型要素,（,1,）支架选型,（,2,）支架结构,（,3,）应具有高强度,（,4,）应具有高工作阻力,（,5,）应具有高可靠性,（,6,）应具有高自动化程度,（,7,）应具有较大的伸缩比,（,8,）应满足快速移架需求,（,9,）应保证有足够的人行通风断面,（,10,）防漏矸性能要求,ZY3000/07/20,型液压支架,液压支架电液控制系统的基本的功能,1. 自动按程序执行各项动作,2. 监测功能,3. 智能化的控制,采用电液控制系统的效果,（1）大幅度地提高井下生产效益,（2）改善工作面顶板支护状况,（3）为实现井下无人工作面提供了可能性,结 论,全国性的问题,一个系统工程,研究力量分散,作为重大课题,掘进率,全面、系统的考虑薄煤层开采,谢谢大家！,