国内外薄煤层开采技术与设备及其发展

1、毕节学院课程考试试卷20132014学年度第1学期煤矿特殊开采方法矿业工程 学院 采矿工程 专业2010级_J_班 姓名 江军华 学号 主考教师：赵明洲 考核方式：考查国内外薄煤层开采技术和设备及其发展江军华（毕节学院矿业工程学院 贵州 毕节551700）摘要：世界拥有丰富的薄煤层储量，但可采储量相对较少。随着中厚及 厚煤层的日益减少，薄煤层开采成为一个发展趋势。文章主要讲述了国内外 薄煤层主要开采技术及设备的现状，主要的薄煤层开采工艺有滚筒采煤机采 煤法、螺旋钻采煤法、刨煤机采煤法。文章介绍了这些工艺以及相关设备现 状，以及未来的发展趋势。关键词：薄煤层滚筒采煤机螺旋钻机刨煤机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.引言在我国，当煤层厚度大于0. 8m小于1. 3m时，我们称之为薄煤层，当煤层厚度小 于0. 8m时，我们称之为极薄煤层。在美国，将厚度小于1. 7m以下的煤层统称为薄煤层。我国近 80个矿区的 400多个矿井中赋存着 750多层薄煤层，保有国营储量 98.3 亿 t,可采储量65.5亿t，约占总可采储量的19%其中厚度为0.81.3m的站86%厚度

5、小 于 0.8m 的站 13.8%。20 世纪 90 年代，我国薄煤层的产量只占 8 % 1 0%，极薄煤层产量所占的比例更少， 与厚和中厚相比，相应的采煤机程度要低得多。世界拥有丰富的薄煤层储量，但可采储量却相对较少。现在主要产煤国家的薄煤层 开采中，主要面临着三个主要问题： 即薄煤层存储量与实际煤炭开采量的不均衡、 煤损及 其严重、薄煤层和厚煤层煤炭产量的不均衡。例如，德国1. 6m以上的为中厚及厚煤层，其储量仅占总储量的 30. 5，但是煤炭产量却占到了 67. 8，煤层厚度为 1.21.6m 的煤层的储量占26%,煤炭产量为16. 9%,尤其是1.2m以下的薄煤层储量高达43. 5%,

6、 但是煤炭产量只占15. 3%;捷克0. 51. 2m薄煤层中，优质煤储量占42%，而煤炭采 出量还不到 18%。为了改善这种局面，很多国家都在着手于寻找一种方法既安全，经济， 而且可以大幅度提高薄煤层的回采率， 使得煤炭损失降到最低， 接下来我们就来看看国内 的薄煤层的发展。1 薄煤层开采的允许条件及其特点1.1 薄煤层开采的允许条件： 属于特殊需要的优质煤 相邻的主要煤层中 有冲击地压危险或有瓦斯突出危险，极薄煤层可以作为解放层。 矿井或采区尚未报废，剩余的储量为极薄煤层。 劳动力价格低的小煤窑1.2 薄煤层开采的特点 尽管世界上拥有丰富的薄煤层资源，但是它们相对于厚煤层开采，会面临更多的

7、问题。在薄煤层开采中，面临的主要问题为： 由于薄煤层空间的限制，设备安装、维护及操作都十分困难，劳动密集度大，工人工作和 通道都受到限制，瓦斯排放变得困难。 薄煤层开采，推进速度加快，采掘接替变得紧张。 相对于厚煤层，薄煤层的 产量低，丢煤严重， 由于煤层厚度变化和复杂的地质条件例如断 层都影响到采煤，薄煤层煤炭的开采能力受限到一个很低的水平。一般来说，单个薄煤层 的产量是中厚煤层产量的 1 3。 薄煤层相对于产量的投资要比中厚煤层大。但是，薄煤层开采也拥有一些优势：在薄煤层 工作面顶板运移较小、 薄煤层开采产生很小的沉陷、 对邻近煤层影响小 , 、顶板控制较厚煤 层简单。2 薄煤层的开采技术

8、 薄煤层开采主要包括三种开采工艺：刨煤机采煤法、螺旋钻机采煤法和采煤机采煤法。世界薄煤层 机械化水平较高的国家包括德国和乌克兰，它们主要是采用刨煤机和螺旋钻机进行开采。2 1 刨煤机采煤法A刨煤机采煤工艺的特点刨煤机如今在薄煤层开采中的应用十分广泛， 它主要适用于煤层倾角小于 25°，工作面坡度稳定， 煤体硬度小于25MPa煤体硬度小于底板硬度以及地质条件稳定的煤层。如果煤体硬度大于 25MPa则需使用动力刨煤机。世界上主要使用刨煤机进行开采的国家有德国、美国、乌克兰等，刨煤机开采的 产量在占总煤炭产量的 50以上。 其中研制和使用刨煤机最早的国家是德国， 德国也是使用刨煤机数 量最

9、多的国家。几乎全部使用刨煤机开采 1.6m以下的煤层，煤层厚度在1.8m以下的30多个高产工 作面，其中只有 1 个工作面为采煤机工作面， 其余全使用刨煤机开采， 刨煤机工作面的年产量可达 180 万t以上。美国是使用刨煤机效率最高的国家，美国的薄煤层刨煤机工作面的年产量可达300万t以上，刨煤机工作面产量占总产量的 35。澳大利亚、 南非的薄煤层工作面全部使用了全自动化刨煤机， 俄罗斯每年有超过 150个工作面使用刨煤机， 荷兰平均每年有 65个工作面使用刨煤机， 法国薄煤层刨 煤机工作面产量占总产量的 30。相对于其他薄煤层开采设备，薄煤机有其自身的特点：结构简单、 运行平稳可靠、易于维护

10、和相对较低的能量消耗。刨煤机可采煤层的厚度仅仅相当于滚筒采煤机可采 煤层厚度的 60。刨煤机相对于其他薄煤层设备拥有常大的优势，因此，刨煤机的适用范围将不断扩 大。刨煤机采煤自 20 世纪 40 年代在德国问世以来，很快就得到推广和发展，成为薄煤层采煤机械化的强大支柱。英国1947年开始使用刨煤机，19621963年Reisshakenh30年内，煤机系统在英国开 始应用，这个系统主要利用刨煤机底板上的牵引链驱动刨煤机，并且牵引链安装在采空区侧，取得了 良好的经济效益。德国 DBT公司是世界上研制刨煤机最早、产量最大技术水平最高的一家公司，曾研 制成功多种拖钩刨、 滑行拖钩刨、 滑行刨等机型。

11、 目前， 刨煤机的技术水平已发展到了采高 0. 63m， 截深最大可达300mm可刨煤硬度f=4，刨速最高可达 3m/min , in，刨链直径达42mm装机功率最可 达2X 800kw, W,铺设长度达300m=我国刨煤机于60年代，1976年制造了 MBI 1刨煤机，随后30 年内，中国研制了功率从 2 X 30kW到 2 X 200kW的刨煤机。我国铁煤集团从德国引进了刨煤机自动化控 制系统，在2001年1月5日到2002年4月30日进行试生产，共产煤 1006万t，它在铁煤集团的成 功使用，标志着我国薄煤层自动化采煤上了一个新台阶。刨煤机存在的问题和未来的发展趋势：现在主要的煤炭生产国，主要发展滑行式和紧凑式刨煤 机，这两种刨煤机也是未来薄煤层开采发展的必然趋势。提高刨煤机的总装机功率，提高刨头的破 煤能力和刨硬煤的能力。另外，还需要进一步提高刨煤机部分元部件的使用可靠性。增加刨深和加 快刨头的切割速度，提高装备的可靠性，加强薄煤层刨煤机与采场支护设备和运输设备的配套。实 现遥控、集中程序控制和故障诊断的自动化。B刨煤机采煤法的评价和适用条件与滚筒采煤机相比，刨煤机对地质条件要求较为苛刻，影响刨煤机使用的主要因素是煤层厚度，硬度，夹矸，倾