國內(nèi)外薄煤層開采技術(shù)與設(shè)備及其發(fā)展

1、畢節(jié)學(xué)院課程考試試卷20132014學(xué)年度第1學(xué)期煤礦特殊開采方法礦業(yè)工程 學(xué)院 采礦工程 專業(yè)2010級_J_班 姓名 江軍華 學(xué)號 主考教師：趙明洲 考核方式：考查國內(nèi)外薄煤層開采技術(shù)和設(shè)備及其發(fā)展江軍華（畢節(jié)學(xué)院礦業(yè)工程學(xué)院 貴州 畢節(jié)551700）摘要：世界擁有豐富的薄煤層儲量，但可采儲量相對較少。隨著中厚及 厚煤層的日益減少，薄煤層開采成為一個發(fā)展趨勢。文章主要講述了國內(nèi)外 薄煤層主要開采技術(shù)及設(shè)備的現(xiàn)狀，主要的薄煤層開采工藝有滾筒采煤機采 煤法、螺旋鉆采煤法、刨煤機采煤法。文章介紹了這些工藝以及相關(guān)設(shè)備現(xiàn) 狀，以及未來的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：薄煤層滾筒采煤機螺旋鉆機刨煤機The pre

2、se nt situati on and future developme nt of the world thi n coalSeam mining tech no logy and equipme nt Tech no logyAbstract : There have rich thin coal seam reserves in the world，but only a small porti on be extracted.With the decrease of the medium thick and thick coal seams reserves , thin coal s

3、eam mining has become a development trend Thispaper introducesthe present situation of world thin coal seam mining The main mining technologies of thin coal seams are shearer mining method 、 auger mining method and plough mining method A discussion is presented about the problems and future developm

4、ent trend of these thin coal seam mining technologies and related equipment Key words ： thin coal seam auger shearer plough.引言在我國，當煤層厚度大于0. 8m小于1. 3m時，我們稱之為薄煤層，當煤層厚度小 于0. 8m時，我們稱之為極薄煤層。在美國，將厚度小于1. 7m以下的煤層統(tǒng)稱為薄煤層。我國近 80個礦區(qū)的 400多個礦井中賦存著 750多層薄煤層，保有國營儲量 98.3 億 t,可采儲量65.5億t，約占總可采儲量的19%其中厚度為0.81.3m的站86%厚度

5、小 于 0.8m 的站 13.8%。20 世紀 90 年代，我國薄煤層的產(chǎn)量只占 8 % 1 0%，極薄煤層產(chǎn)量所占的比例更少， 與厚和中厚相比，相應(yīng)的采煤機程度要低得多。世界擁有豐富的薄煤層儲量，但可采儲量卻相對較少。現(xiàn)在主要產(chǎn)煤國家的薄煤層 開采中，主要面臨著三個主要問題： 即薄煤層存儲量與實際煤炭開采量的不均衡、 煤損及 其嚴重、薄煤層和厚煤層煤炭產(chǎn)量的不均衡。例如，德國1. 6m以上的為中厚及厚煤層，其儲量僅占總儲量的 30. 5，但是煤炭產(chǎn)量卻占到了 67. 8，煤層厚度為 1.21.6m 的煤層的儲量占26%,煤炭產(chǎn)量為16. 9%,尤其是1.2m以下的薄煤層儲量高達43. 5%,

6、 但是煤炭產(chǎn)量只占15. 3%;捷克0. 51. 2m薄煤層中，優(yōu)質(zhì)煤儲量占42%，而煤炭采 出量還不到 18%。為了改善這種局面，很多國家都在著手于尋找一種方法既安全，經(jīng)濟， 而且可以大幅度提高薄煤層的回采率， 使得煤炭損失降到最低， 接下來我們就來看看國內(nèi) 的薄煤層的發(fā)展。1 薄煤層開采的允許條件及其特點1.1 薄煤層開采的允許條件： 屬于特殊需要的優(yōu)質(zhì)煤 相鄰的主要煤層中 有沖擊地壓危險或有瓦斯突出危險，極薄煤層可以作為解放層。 礦井或采區(qū)尚未報廢，剩余的儲量為極薄煤層。 勞動力價格低的小煤窯1.2 薄煤層開采的特點 盡管世界上擁有豐富的薄煤層資源，但是它們相對于厚煤層開采，會面臨更多的

7、問題。在薄煤層開采中，面臨的主要問題為： 由于薄煤層空間的限制，設(shè)備安裝、維護及操作都十分困難，勞動密集度大，工人工作和 通道都受到限制，瓦斯排放變得困難。 薄煤層開采，推進速度加快，采掘接替變得緊張。 相對于厚煤層，薄煤層的 產(chǎn)量低，丟煤嚴重， 由于煤層厚度變化和復(fù)雜的地質(zhì)條件例如斷 層都影響到采煤，薄煤層煤炭的開采能力受限到一個很低的水平。一般來說，單個薄煤層 的產(chǎn)量是中厚煤層產(chǎn)量的 1 3。 薄煤層相對于產(chǎn)量的投資要比中厚煤層大。但是，薄煤層開采也擁有一些優(yōu)勢：在薄煤層 工作面頂板運移較小、 薄煤層開采產(chǎn)生很小的沉陷、 對鄰近煤層影響小 , 、頂板控制較厚煤 層簡單。2 薄煤層的開采技術(shù)

8、 薄煤層開采主要包括三種開采工藝：刨煤機采煤法、螺旋鉆機采煤法和采煤機采煤法。世界薄煤層 機械化水平較高的國家包括德國和烏克蘭，它們主要是采用刨煤機和螺旋鉆機進行開采。2 1 刨煤機采煤法A刨煤機采煤工藝的特點刨煤機如今在薄煤層開采中的應(yīng)用十分廣泛， 它主要適用于煤層傾角小于 25°，工作面坡度穩(wěn)定， 煤體硬度小于25MPa煤體硬度小于底板硬度以及地質(zhì)條件穩(wěn)定的煤層。如果煤體硬度大于 25MPa則需使用動力刨煤機。世界上主要使用刨煤機進行開采的國家有德國、美國、烏克蘭等，刨煤機開采的 產(chǎn)量在占總煤炭產(chǎn)量的 50以上。 其中研制和使用刨煤機最早的國家是德國， 德國也是使用刨煤機數(shù) 量最

9、多的國家。幾乎全部使用刨煤機開采 1.6m以下的煤層，煤層厚度在1.8m以下的30多個高產(chǎn)工 作面，其中只有 1 個工作面為采煤機工作面， 其余全使用刨煤機開采， 刨煤機工作面的年產(chǎn)量可達 180 萬t以上。美國是使用刨煤機效率最高的國家，美國的薄煤層刨煤機工作面的年產(chǎn)量可達300萬t以上，刨煤機工作面產(chǎn)量占總產(chǎn)量的 35。澳大利亞、 南非的薄煤層工作面全部使用了全自動化刨煤機， 俄羅斯每年有超過 150個工作面使用刨煤機， 荷蘭平均每年有 65個工作面使用刨煤機， 法國薄煤層刨 煤機工作面產(chǎn)量占總產(chǎn)量的 30。相對于其他薄煤層開采設(shè)備，薄煤機有其自身的特點：結(jié)構(gòu)簡單、 運行平穩(wěn)可靠、易于維護

10、和相對較低的能量消耗。刨煤機可采煤層的厚度僅僅相當于滾筒采煤機可采 煤層厚度的 60。刨煤機相對于其他薄煤層設(shè)備擁有常大的優(yōu)勢，因此，刨煤機的適用范圍將不斷擴 大。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。英國1947年開始使用刨煤機，19621963年Reisshakenh30年內(nèi)，煤機系統(tǒng)在英國開 始應(yīng)用，這個系統(tǒng)主要利用刨煤機底板上的牽引鏈驅(qū)動刨煤機，并且牽引鏈安裝在采空區(qū)側(cè)，取得了 良好的經(jīng)濟效益。德國 DBT公司是世界上研制刨煤機最早、產(chǎn)量最大技術(shù)水平最高的一家公司，曾研 制成功多種拖鉤刨、 滑行拖鉤刨、 滑行刨等機型。

11、 目前， 刨煤機的技術(shù)水平已發(fā)展到了采高 0. 63m， 截深最大可達300mm可刨煤硬度f=4，刨速最高可達 3m/min , in，刨鏈直徑達42mm裝機功率最可 達2X 800kw, W,鋪設(shè)長度達300m=我國刨煤機于60年代，1976年制造了 MBI 1刨煤機，隨后30 年內(nèi)，中國研制了功率從 2 X 30kW到 2 X 200kW的刨煤機。我國鐵煤集團從德國引進了刨煤機自動化控 制系統(tǒng)，在2001年1月5日到2002年4月30日進行試生產(chǎn)，共產(chǎn)煤 1006萬t，它在鐵煤集團的成 功使用，標志著我國薄煤層自動化采煤上了一個新臺階。刨煤機存在的問題和未來的發(fā)展趨勢：現(xiàn)在主要的煤炭生產(chǎn)國，主要發(fā)展滑行式和緊湊式刨煤 機，這兩種刨煤機也是未來薄煤層開采發(fā)展的必然趨勢。提高刨煤機的總裝機功率，提高刨頭的破 煤能力和刨硬煤的能力。另外，還需要進一步提高刨煤機部分元部件的使用可靠性。增加刨深和加 快刨頭的切割速度，提高裝備的可靠性，加強薄煤層刨煤機與采場支護設(shè)備和運輸設(shè)備的配套。實 現(xiàn)遙控、集中程序控制和故障診斷的自動化。B刨煤機采煤法的評價和適用條件與滾筒采煤機相比，刨煤機對地質(zhì)條件要求較為苛刻，影響刨煤機使用的主要因素是煤層厚度，硬度，夾矸，傾