煤气化工艺的比较及煤矿认识实习报告

PAGEPAGE8煤气化工艺的比较(山东德州恒升化工集团，山东德州253024)

我国以油为原料的氮肥企业不能满负荷生产，很多厂在做“以煤代油”的方案研究。目前世界上技术成熟的煤气化工艺主要有以下5种：德士古水煤浆气化(Texaco)、谢尔干煤粉气化(Shell)、鲁奇公司循环流化床技术(CFB)、鲁奇公司块煤加压气化技术(Lurgi)、固定层常压气化(UGI)。各种气化工艺各有特色，对不同煤种各有优缺点，所以选择不同的气化工艺适应煤的不同性质，是工艺方案选择的原则，以达到投资最低、操作费用最少、生产成本最低的目的。1

各气化工艺特点1.1

德士古水煤浆气化技术

德士古水煤浆气化技术属于气流床气化技术，是将粗煤磨碎，加入水、添加剂、助溶剂制成水煤浆，煤浆浓度一般为65％～70％，经煤浆加压泵喷入气化炉，与纯氧进行燃烧和部分氧化反应，气化温度1300～1400℃1.2

谢尔煤气化技术

粗煤经磨成粉、干燥后用氮气输送至粉煤储存器，粉煤通过上煤锁斗系统加压，并与氧气和水蒸气混合后通过成对喷枪送入气化炉。粉煤、氧气和水蒸气在气化炉内反应，使气化炉温度保持在1400～1600℃，煤灰熔化并以液态形式排出。高温粗煤气与冷循环煤气混合后温度降至900℃，进入废热锅炉，产生10.0MPa、420℃的高压过热蒸汽，粗煤气进陶瓷过滤器将煤气中的飞灰与气体分离，飞灰可出售，也可返回气化炉循环以灰渣形式排出。经陶瓷过滤器除尘后的煤气基本不带飞灰，煤中的硫和氮化合物已被转化成气态硫化物、氮气、微量的氨和氰化氢，通过湿法洗涤可以除去。外送煤气为1631.3

鲁奇循环流化床技术

粗煤经破碎至5mm以下，进煤计量槽，经水冷螺旋进料器送至气化炉下部，与蒸汽、氧气反应而被气化。气化压力为0.15MPa，温度1050℃，气体停留时间4～6s，流速4m／s，气体中夹带的固体在循环旋风分离器内脱除，固体经有气封的下灰管循环返回气化炉底部。循环物和新加入的原料之比高达40，是碳转化率较高的一个原因；灰渣经水冷螺旋出料器，由螺旋阀排入灰仓送出界区。气体离开旋风分离器时含尘量25～50mg／m3，进入废热锅炉冷却至220～240℃，产生低压饱和蒸汽，产生的蒸汽约1／3用于气化，剩余蒸汽外送。离开废热锅炉的粗煤气在多级旋风分离器和袋式过滤器中进一步除尘，多级旋风分离器分离下的灰送回气化炉，袋式过滤器排出的灰送锅炉作燃料。煤气再通过洗涤饱和塔脱除NH3、Cl—和其它水溶性化合物、灰尘，使气体含尘量小于5mg／m3，同时冷却到1.4

固定层常压气化技术

该技术为我国中、小氮肥企业所普遍采用，国外已基本被淘汰。煤从气化炉炉顶加入，并向下移动，从炉底进入的气化剂氧气(空气)、水蒸气与煤逆流相遇。煤下移的速度由炉底排渣速度控制，煤沿气化炉下移而被从炉底燃料层上来的气体加热，这样就使原料沿整个床层高度有一个温度分布，由上而下形成：干燥区、干馏区、还原区、氧化区和灰渣区。氧化区和还原区的温度一般为850～1000℃，煤气出口温度为300～4501.5

鲁奇块煤加压气化工艺

鲁奇块煤加压气化工艺是一个自热式、逆流移动床生产工艺，用氧气、水蒸气为气化剂，在3.0MPa、900～1000℃条件下进行气化。煤由煤斗间断地加入煤锁中，然后进入气化炉，在炉中气化生成的煤气从气化炉上部煤裙外围环形空间出来，温度为617℃，再进入洗涤冷却器。在洗涤冷却器中与来自洗水循环泵(温度为204℃)的水一起经文氏管进行洗涤和冷却，温度降为2042

各种气化工艺的比较

2.1

各种气化工艺对煤种的要求

煤的种类很多，有泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤以及天然石墨等。对一种气化工艺来说，适用的煤种很多，但最适宜、最经济的可能只有一两种。表1为各种气化工艺对煤种的要求。2.2

操作特性比较(表2)2.3

技术指标比较(表3)2.4

工业装置的对比(表4)

德士古水煤浆气化技术，理论上适合各种烟煤，适于新建大型合成氨厂，煤气中有效气(CO+H2)可达80％左右，不排出污染物，三废处理简单，激冷流程较适合于合成氨工艺。但该装置在我国渭化运行中发现，在煤的成浆性、添加剂和助熔剂的加入量、氧耗等方面存在极大的局限性。综合考虑运输、供应、质量、煤价等因素，运行了半年之后由原设计的陕西黄陵煤改为甘肃华亭煤。

谢尔干粉煤气化工艺，理论上讲适合于各种烟煤、褐煤，但是原料煤的含水量、灰熔点等直接决定了氧耗、助熔剂的加入量和有效气体的消耗，该工艺目前还没有用于合成氨的装置。

CFB为循环流化床煤气化工艺。据鲁奇公司介绍，该工艺煤种适用性较强，世界上还没有用于合成氨的先例，因属常压气化而适于中小氮肥企业的改造。

鲁奇炉移动床加压气化工艺，粗煤气中有效气体成分(CO+H2)只有65％左右，而CH4含量高达8％，适宜生产城市煤气。但煤气中含焦油、轻油、酚、氨、硫化物和煤粉等杂质，易堵塞管道，且废水处理复杂。

UGI属移动床常压气化，不需要空分装置，是我国中小氮肥企业普遍采用的工艺。该装置投资少，见效快，特别是经过多年的改造，技术成熟，适于无烟煤容易得到的地区建设。3

结论

Texaco和Lurgi两工艺需要配套大型空分装置，有生产合成氨的经验，但投资高，产品工厂成本高。Shell和CFB工艺还未用于合成氨生产，装置投产后能否与设计值一致，还有待于实践。UGI技术成熟，投资少，但碳的转化率低，对原料煤有局限性。我国煤种丰富，分布较广，已往我们都是先选择了工艺技术，再去寻找适合该工艺的煤种。能否走出这个误区，首先决定使用的煤种，再向各公司咨询，对比后从经济的角度决定工艺方案，这样新建或改造装置投产后才能获得最大的利润。

煤气化工艺技术的选择滑体之(中原大化集团有限责任公司，河南濮阳457000)2005-09-16

煤炭通过气化转化成煤气是煤炭化工、整体煤气化联合循环发电、煤气化多联产等技术的关键和龙头技术。自发展以煤为原料的石油替代能源战略在我国确立之后，各地纷纷上马或正在积极酝酿着各种规模的煤化工项目，掀起了又一轮煤化工热。本文对我国煤气化技术的现状作简单介绍，并对如何科学选择煤气化工艺提出建议。1

煤气化技术简介

煤气化工艺以煤炭(块煤、焦炭或粉煤)为原料，采用空气、氧气、二氧化碳和水蒸气为气化剂，在气化炉内高温环境下进行热化学反应。其主要气化反应是煤与气体介质之间的反应，即气、固两相之间的非均相反应，同时也有气体反应物之间的均相反应。这些反应进行的程度决定于气化炉的操作条件，即温度、压力、气化剂与煤炭的接触时间及煤炭的化学反应活性、表面情况等。其产品可作为燃料气、原料气或合成气，与气化炉炉型有关。气化炉的分类按煤与气化剂的相对流动方式可分为逆流、并逆流和并流，与其相对应的则是固定床、流化床和气流床气化炉。1.1

固定床气化炉

常见的固定床(慢移动床)气化炉有间歇式气化炉(UGl)和连续式气化炉(鲁奇Lurgi)两种，目前都是已淘汰或落后的气化技术。固定床间歇式气化炉国外已于20世纪60年代初废弃。我国于20世纪40年代引进UGI炉，50年代改烧无烟煤，主要用于制氨和甲醇；至今尚有600余家在使用。随着能源政策和环境的要求越来越高，不久的将来，会逐步为新的煤气化技术所取代。

连续式气化炉应用碎煤加压气化技术，20世纪30年代由德国鲁奇(Lurgi)公司开发成功，是逆向气化，煤在炉内停留时间长达1h，反应炉的操作温度和炉出口煤气温度低，碳转化率高，气化效率高，可以使用劣质煤气化，在世界各国得到广泛应用。但气化炉结构复杂，炉内设有破粘和煤分布器、炉篦等转动设备，制造和维修费用大；入炉煤必须是不粘块煤，原料采购成本较高；出炉煤气中含焦油、酚等，污水处理和煤气净化工艺复杂、流程长、设备多，增加了投资和成本。

鲁奇炉的产品气适合做城市煤气。我国云南解化集团和山西天脊集团采用该技术生产合成氨。鲁奇气化炉生产合成气时，气体成分中甲烷含量高(8％～10％)，且生产流程长，投资大；因此，鲁奇气化炉不适宜生产合成气。1.2

流化床气化炉

流化床气化炉的气化剂由炉下部吹入，使细粒煤(小于6mm)在炉内呈并逆流反应，煤粒(粉煤)和气化剂在炉底锥形部分呈并流运动，在炉上筒体部分呈并流和逆流运动，使炉内的煤粒在流化状态下气化，在燃烧产生的高温条件下，气固两相充分混合接触，发生煤的还原反应，最终实现煤的气化。

常见的流化床气化炉有温克勒(Winkler)、灰团聚(U-Gas)、循环流化床(CFB)、加压流化床(PFB是PFBC的气化部分)以及中国科学院山西煤炭化学研究所研发的灰熔聚气化炉等。目前较成功的流化床气化炉有鲁奇公司开发的循环流化床(CFB)和中国科学院山西煤炭化学研究所研发的灰熔聚气化炉。1.2.1

循环流化床气化炉(CFB)

鲁奇公司开发的循环流化床气化炉(CFB)可气化各种煤，也可以用碎木、树皮、城市可燃垃圾作为气化原料，水蒸气和氧气作气化剂，气化比较完全，气化强度大，是固定床的2倍，碳转化率高(97％)，炉底排灰中含碳2％～3％，气化原料循环过程中返回气化炉内的循环物料是新加入原料的40倍，炉内气流速度为5～7m／s，有很高的传热、传质速度，气化压力0.15MPa，气化温度视原料情况进行控制，一般控制循环旋风除尘器的温度在800～1050℃之间。鲁奇公司的CFB气化技术在全世界已有60多个工厂采用，正在设计和建设的还有30多个工厂。

CFB气化炉基本是常压操作，1kg煤消耗气化剂水蒸气1.2kg，氧气0.4kg，可生产煤气1.9～2.0m3。煤气成分(CO+H2)＞75％，甲烷含量2.5％左右，二氧化碳含量在15％，低于德士古炉和鲁奇MK型炉煤气中二氧化碳含量，有利于合成氨的生产。但国际上尚无生产合成气先例，在未取得应用于合成氨厂的工业化成功经验之前应慎重。1.2.2

灰熔聚流化床气化炉

自20世纪80年代开始，中国科学院山西煤炭化学研究所独立研究开发了具有国际先进水平的灰熔聚流化床粉煤气化技术。灰熔聚炉属单段流化床，结构简单，煤种适应性宽，对煤的灰熔点没有特殊要求。以0～8mm粒径的干粉煤为原料，气化压力0.03MPa，用富氧(氧浓度为92％，压力不小于0.13MPa)、水蒸气作气化剂。粉煤和气化剂从气化炉底部连续加入，从中心管(射流区)送入部分氧气，在炉内1050～1100℃的高温下进行快速气化反应，被粗煤气夹带的未完全反应的残碳和飞灰，经两级旋风分离器回收，再返回炉内进行气化，碳转化率达90％以上。局部高温，有利于灰渣分离，排灰系统简单，粗煤气中几乎不含焦油、酚等有害物质，煤气容易净化。缺点是碳转化率较德士古和鲁奇炉低。

该技术的工业化示范装置建在陕西城固化肥厂，2002年3月通过陕西省科技厅组织的验收。它以陕西彬县烟煤为原料，日处理原煤100～120t，所产合格气有效成分（CO+H2）≥68％，甲烷含量不高于2.0％，送入合成氨生产系统。该技术可用于生产燃料气、合成气和联合循环发电，特别适用于中小氮肥厂替代间歇式固定床气化炉，以烟煤替代无烟煤生产合成氨原料气，可以使合成氨成本降低15％～20％。

目前汉中成化有限公司亦有一套工业化装置运行。1.3

气流床气化炉

气流床气化炉从原料形态分为水煤浆、干煤粉两类。气流床对煤种(烟煤、褐煤)、粒度、含硫、含灰都具有较大的兼容性，其清洁、高效代表着当今煤气化技术发展潮流。1.3.1

德士古(Texaco)气化炉

Texaco水煤气化炉雷同于1952年开发成功的渣油气化炉，经过1975年、1978年低压与高压中试装置(激冷流程)以及1978年西德Oberhausen的RCH／RAG示范装置(废炉流程，日处理煤150t，4.0MPa)考核与经验积累，于1982年建成TVA装置(日处理煤180t，二台炉，一开一备，6.5MPa)，1984年建成日本UBE装置(日处理煤1500t，三开一备，3.6MPa)以及CoolWaterIGCC电站(日处理煤910t，二台炉，4.0MPa)，这些装置投运后都取得成功。目前Texaco最大商业装置是Tampa电站，属于DOE的CCT-3，该装置为单炉，日处理煤2000t，气化压力为2.8MPa，氧纯度为95％，煤浆浓度68％，冷煤气效率76％，净功率250MW，辐射锅炉直径5.18m，高30.5m，重900t。

20世纪80年代末至今，我国共引进4套Texaco水煤浆气化装置，即鲁南(二台炉，一开一倍，单炉日处理煤450t，2.8MPa)、吴泾(4台炉，三开一备，单炉日处理煤500t，4.0MPa)、渭河(三台炉，二开一备，单炉日处理煤为820t，6.5MPa)、淮南(三台炉，无备用，单炉日处理煤500t，4.0MPa)，这4套装置均用于生产合成气，7台用于制氨，5台用于制甲醇。

引进的水煤浆气化装置具有以下优点：①水煤浆制备、输送、计量控制简单、安全、可靠；②设备国产化率高，投资省。主要缺点：①褐煤的制浆浓度约59％～61％；烟煤的制浆浓度为65％；因气化煤浆中的水量要耗去入炉煤的8％，比干煤粉为原料氧耗高12％～20％，所以效率较低。②因为水分(约40％)入炉，气化炉不能用水冷壁，只能以砖抗渣(耐火材料)。因此对入炉煤的灰熔融性温度限制很严，而我国煤种灰熔融性温度普遍较高，加入CaCO3助熔剂后又会引起耐火砖腐蚀和灰水结垢等问题。鲁南化肥厂和渭河化肥厂投产后被迫改换煤种。③筑炉(含烘炉)周期长，必须设置备用炉。1.3.2

Shell气化炉

Shell气化炉壳体直径约4.5m，4个喷嘴位于炉子下部同一水平面上，沿圆周均匀布置，借助撞击流以强化热质传递过程，炉内横截面气速相对趋于均匀。炉衬为水冷壁，总重。500t。炉壳与水冷管排之间有约0.5m间隙，有环形平台，作安装、检修用。

煤气携带煤灰总量的20％～30％沿气化炉轴线向上运动，在接近炉顶处通入循环煤气激冷，激冷煤气量约：与生成煤气量的60％～70％，煤气降温至900℃，熔渣凝固，出气化炉，沿斜管道向上进入管式余热锅炉。煤灰总量的70％～80％以熔态流入气化炉底部渣池，遇水激冷凝固，自炉底排出。粉煤由氮气或二氧化碳携带进入喷嘴。输送气的选择取决于煤气的用途，合成氨用氮气，合成甲醇用二氧化碳。工艺氧(纯度为95％)与蒸汽也由喷嘴进入，气化温度为1500～1700℃，气化压力为3.0MPa以上，冷煤气效率为79％～81％。

Shell煤气化技术优点：采用干煤粉进料，氧耗比水煤浆低15％；碳转化率高，可达99％；煤耗比水煤浆低8％；凋节负荷方便，关闭一对喷嘴，负荷则降低50％；煤种适应性广；膜式水冷壁结构，熔渣附于水冷壁表面，使用寿命长，水冷壁局部损坏后修补方便(其寿命为20年，喷嘴寿命为1年)；能量利用率高，其中80％～83％以合成气形式回收，14％～16％以蒸汽形式回收。主要缺点：设备投资大于水煤浆气化技术；气化炉及废热锅炉结构复杂，加工难度大，目前壳牌仅授权西班牙BBE和印度L&T公司制造。2

我国煤气化技术的最新进展

为了提高煤气化的气化率和气化炉气化强度，发达国家加快了新一代煤气化技术的开发和工业化进程。总的方向是：气化压力由常压向中高压(8.5MPa)发展，气化温度向高温(1500～1600℃)发展，气化原料向多样化发展，固态排渣向液态排渣发展。

针对我国煤种多、烟煤多、粉煤多、煤质变化大的特点，我国加大力度研制开发先进的煤气化技术，在流化床(含循环)、煤及煤浆燃烧、两相流动与混合、传热、传质、煤化学、气化反应、煤岩形态、磨煤与干燥、高温脱硫与除尘等科学领域与工程应用等方面取得了大量研究成果，并在较短的时间内开发出了具有自主知识产权的水煤浆气化炉和干煤粉气化炉的中试装置。

今年6月初，由华东理工大学等单位合作开发建设的四喷嘴对置式水煤浆气化工业装置运行成功。该装置日处理煤750t，气化压力6.5MPa。运行结果表明，该炉工艺指标优于德士古气化炉：比煤耗降低约9％，有效气(CO+H2)成分高约1％，碳转化率大于98％。在操作方面也有较多优势，如激冷室液位稳定、易于控制，带水量降低，交叉流式洗涤冷却水分布器的水均布、洗涤、冷却性能好等，至2005年7月累计运行已超过600h。

依托多喷嘴对置式中试气化炉、上述单位又共同承担了国家“十五”科技攻关计划“粉煤加压气化制合成气新技术研究与开发”课题。设计装置日处理煤15～45t，操作压力2.0～2.5MPa，操作温度l300～l400℃，于2004年7月正式投运。结果表明，该干粉气化炉气化运行指标高于水煤浆气化炉，接近Shell干粉气化炉。该技术具有自主知识产权，对清洁、高效利用我国丰富的煤炭资源，满足国民经济与社会可持续发展需求具有重要意义，前景十分广阔。3

煤气化工艺的选择

在具体选用煤气化工艺时，必须以科学的态度，既要根据技术发展水平考虑工艺的先进性，又要根据实际情况考虑工艺的合理性。以自身或附近的原料煤源为基础，以产品煤气的用途为目标，同时考虑煤气工程的生产规模与气化设备的生产能力相配套。鉴于国际煤气化工艺的现状，结合我国的国情，有如下建议：

①小氮肥改造可采用灰熔聚流化床气化炉，整套装置与国外引进技术相比，减少投资60％左右，改造投资小；吨氨制气成本可大幅降低，经济效益明显。②中氮肥改造可采用华东理工大学等开发的四喷嘴对置式水煤浆气化炉，该技术已通过工业化试验，对煤种(特别是高硫煤)、粒度有较大兼容性，具有单系列、大容量、加压、高效、洁净的技术优势，与我国的能源资源国情相适应，具有与国际先进技术竞争的能力。③建设大型煤化工或IGCC发电项目，首选Shell气化炉。我国的干粉气化工艺虽已通过中试，但工业化之前必须引进大型干粉气化炉，这是国内大型煤化工必须面对的现实。国内科研设计单位也应抓住时机，加紧消化吸收引进技术，为我所用，增强自主创新能力，形成有自主知识产权的新技术。

中国矿业大学银川学院本科实习报告（20**届）题目：煤矿认识实习报告系别：矿业工程系专业班级：采矿2班学号：姓名：

目录第一章：神华宁煤集团职业技术培训中心实习报告 21.1：中央变电所 21.1.1安全操作规程 21.1.2中央变电所内设备 31.2：掘进工作面 31.2.1通风系统 31.2.2连锁风门 41.2.3巷道的支护方式 41.2.4综掘工作面 41.2.5综掘工作面三图一书 41.3：采煤机 71.4：回采工作面 91.5：皮带运输机 11第二章：院内四个采矿模型室认知实习报告 122.1：矿井仿真模拟系统： 122.2：煤矿井下仿真模拟系统： 122.3：煤层仿真模型 132.4：煤矿车场仿真模型 16第三章：采矿专业视频观后感 17第四章：实习总结 17第一章：神华宁煤集团职业技术培训中心实习报告本次实习是由神华宁煤集团职业技术培训中心的五位老师亲自带队指导，共分为五个参观地点：1.中央变电所；2.掘进工作面；3.采煤机；4.回风顺槽；5.运输顺槽。1.1：中央变电所1.1.1安全操作规程

一、操作高低压设备时必须穿绝缘鞋,戴绝缘手套,并站在绝缘皮上；

二、操作设备必须做到“一人操作、一人监护”，监护人发现异常时,立即通知操作人员,停止操作；三、停送电顺序：送电时,先送高压,后送低压，先送风机专用开关，后送其它开关，停电时与其相反；

四、在送电时必须试送三次，然后，方可正式送电；五、检修电气设备时,必须切断各方电源,严禁带电作业；六、停电后，作业前，必须用电压等级相适应而且合格的验电器，在设备进出线两侧各相分别验电,当验明无电后，将导电体接地,方可进行作业；七、供电线路进行维修时必须将供电的馈电开关闭锁装置锁好，并挂上“有人工作，禁止合闸”的标示牌方可进行工作；八、停电时，必须做到“谁停电、谁送电，禁止传话送电和约时送电.”

九、操作高压电气设备时必须填写工作票，并且一人唱票，一人操作，严禁无操作票操作。图1-1中央变电所设备图1.1.2中央变电所内设备煤矿中央变电所内供电系统采用的是双回路供电系统，煤矿机电设备常用电压等级有6000伏、1140伏、660伏、380伏、127伏和36伏这几种。变电所内有9台PBG50Y矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置

，其中称1号为甲进线，称9号为乙进线，5号为联络线。5号、6号之间为母联，它上面一般有隔离开关和断路器，目的是为了增加供电可靠性，平时一般是断开的。两边一般分别接两个不同的变压器，如果一个变压器坏了，把断路器和隔离开关闭合就能用另一台变压器继续供电给关键负荷。ExdI中Ex是防爆标志，d是隔爆型电机，I是一类防爆区域。图1-2BG50Y矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置BG50Y矿用隔爆型永磁机构高压真空配电装置，它的特点是耐爆、不传爆。1.2：掘进工作面1.2.1通风系统走进掘进工作面中时，我们首先来到了联络巷，着这里我们看到了局部通风机，主风机和副风机，主电机和副电机，主开关和副开关，在这里我们需要知道三专两闭锁：为有效预防煤矿井下掘进工作面因停电、停风而造成的瓦斯爆炸、瓦斯窒息等事故的发生，《煤矿安全规程》对不同瓦斯等级矿井安装使用

“三专两闭锁”和双风机双电源作出了专门规定，以保障供电的稳定、可靠性和作业人员的安全性。其中“三专两闭锁”中的“三专”是指井下对局部通风机供电采用专用开关、专用供电线路和专用变压器。“两闭锁”是指掘进工作面瓦斯电闭锁和风电闭锁。其中瓦斯电闭锁是指当掘进工作面瓦斯浓度超限时，声光报警并自动切断工作面迎头被控设备电源；风电闭锁是指当局部主通风机停止运转或风筒风量低于规定值时，自动切断掘进工作面内（除备用风机电源外的）所有设备电源。1.2.2连锁风门连锁风门是用以在需要通车和行人的巷道隔断风流或调节风量的设施。其煤矿风门常常成对出现，且遵循一个风门开则另一个必须关的原则。如果同时打开两个风门同时打开时则会出现风流短路现象。1.2.3巷道的支护方式进入巷道后，我们可以看到锚杆与金属网混合支护，巷道成梯形状，巷道顶板设有防爆水槽，用来防爆、降尘和灭火。1.2.4综掘工作面进入综掘工作面后，我们便可以看到一个庞大机器——EBZ-100型掘进机

。巷道掘进机的主要结构一般由截割部、铲板装运部（铲板、星轮、刮板机）、履带行走部、皮带转载部、电气控制系统、液压系统、操作系统等部分构成。掘进机工作原理：EBZ-100型巷道掘进机通过液压系统驱动履带行走使掘进机截割头推向巷道迎头，启动截割电动机，用截割头将巷道迎头的煤岩体截割后利用该机的铲板装用机构将落下的矿渣装入刮板输送机，由刮板输送机沿本体部中心运输到掘进机后方，卸载到第二运输机，由第二运输机将运输来的矿渣转到后方的运输设备上，完成截割运输任务。图1-3掘进工作面1.2.5综掘工作面三图一书1）综掘工作面支护说明书1.支护形式：锚网＋钢带支护2.锚杆规格：顶部采用￠＝20×2500mm左旋无纵筋锚杆，顶部每根锚杆使用2节MSK23×70mm型树脂药卷，其锚固力均不小于50KN。3.锚杆外露安装长度：≯50mm4.托板：顶部采用铁托板，其规格为长×宽×高＝100mm×100mm×10mm。5.钢筋网：顶部采用Ф＝6.5mm圆钢制成的钢筋网，网目规格：100mm×100mm，在巷道顶部沿断面方向铺设，网边对接6.钢带：采用￠10圆钢制成。其规格长×宽＝4800×100mm,网目规格长×宽＝200×100mm图1-4综掘机截煤顺序示意图图1-5综掘工作支护断面图图1-6综掘工作面避灾路线图表1-1EBZ-100型掘进机技术参数名称参数单位截割范围4.63（高）X5.3（宽）m总重28t爬坡能力±18°截割硬度f≤6或≤60Mpa截割头转速46/72r/min截割电机100Kw液压电机45Kw第二运输机电机7.5Mpa总装功率152.5Kw星轮转数34r/min装载能力4.5m³/h一运链速70.8m/min行走速度3~7.8m/min油箱容量350L液压系统压力18Mpa供电电压AC1140/660V根据顶底板岩层相对煤层的位置和垮落性能，强度等特征的不同，从上至下顶板划分为基本顶（老顶）、直接顶、伪顶三个部分；底板分为伪底、直接底及老底三个部分。不过，对于某个特定的煤层来说，其顶底板的这六个组成部分不一定发育俱全。可能缺失某一个或几个组成部分的岩层。煤层的顶板：1．伪顶：是紧贴煤层之上的，极易随煤炭的采出而同时垮落的较薄岩层，厚度一般为0.3～0.5m2．直接顶：是直接位于伪顶或煤层（如无伪顶）之上岩层，常随着回撤支架而垮落，厚度一般在1～2m，多由泥岩、而岩、粉砂岩等较易垮落的岩石组成。3．基本顶：又叫老顶，是位于直接顶之上或直接位于煤层之上（此时无直接顶和伪顶）的厚而坚硬的岩层。常在采空区上方悬露一段时间，直到达到相当面积之后才能垮落一次，通常由砂岩、砾岩、石灰岩等坚硬岩石的组成。煤层底板：1．伪底：直接位于煤层之下的薄层软弱岩层，多为炭质页岩或泥岩，厚度一般为0.2～0.3m。2．直接底：直接位于煤层之下硬度较低的岩层，厚度一般由几十厘米到1米左右，通常由泥岩、页岩或粘土岩。若直接底为粘土岩，则遇水后易膨胀，可能造成巷道底鼓与支架插底现象，轻者影响巷道运输与工作面支护，重者可使巷道遭受严重破坏。3．老底：指位于直接底之下，比较坚硬的岩层，多为砂层，石灰岩等。1.3：采煤机1.3.1.采煤机型号定义及参数MG300/700-AWD1。M——采煤机，G——滚筒式，300截割功率，700——装机功率，A——矮机身，W——无链牵引，D——电牵引，1——修改序号。表1-2采煤机技术参数名称 参数单位机身高度1200mm滚筒直径1600mm滚筒转速37.8(r/min)牵引速度0-7.7-12.8m/min最大采高3200mm最大卧底400mm截深800mm机器重量36t截割电机300*2Kw牵引电流40*2kw调高泵电机7.5Kw内喷雾水压力1.5Mpa外喷雾水压力3Mpa截割电机/牵引电机电压1140/380v1.3.2.组成结构及作用电动机、牵引部、牵引链、截割部减速器、摇臂、滚筒、弧形挡煤板、底托架、滑靴、调高油缸、调斜油缸、拖缆装置、电气控制箱1.电动机——动力；2.牵引部——行走机构；3.截割部：固定减速箱、摇臂、滚筒固定减速箱——传递动力，减速增扭；摇臂——调节采高；滚筒——落煤、装煤。图1-4MG300/700-AWD采煤机4.附属装置：弧形挡煤板、底托架、电气箱、供水灭尘装置、电缆拖移装置弧形挡板——辅助装煤，提高装煤效果；底托架——固定承托整台采煤机电气箱——电气控制和保护供水灭尘装置——内外喷雾防尘、降尘、冷却电缆拖移装置——拖移电缆1.3.3.双滚筒前滚筒割顶部煤，后滚筒割底部煤。因此双滚筒采煤机沿工作面牵引一次，可以进一刀；返回时又可以进一刀，即采煤机往返一次进二刀，这种采煤法称为双向采煤法。以螺旋滚筒作为工作机械的采煤机械,当滚筒旋转并载入煤壁时利用安装在滚筒上的载齿将煤破碎,并通过滚筒上的螺旋叶片将破碎下来的煤装入刮板输送机。1.3.4滚筒的旋转方向：采煤机滚筒的旋转方向的确定原则是有利于装煤和机器的稳定性。

为了输送机推运煤，滚筒的旋转方向必须与滚筒的螺旋线方向一致。对逆时针（站在采空区侧看滚筒）旋转的滚筒，叶片应为左旋；顺时针旋转的滚筒，叶片应为右旋。即符合“左转左旋，右转右旋”的规律。对于双滚筒采煤机，为了保证采煤机的工作稳定性，双滚筒采煤机两个滚筒的旋转方向应相反，以使两个滚筒受的截割阻力相互抵消，因此，两个滚筒必须具有不同的螺旋方向。两个转向相反的滚筒有两种布置方式：一是前顺后逆，如图（a）所示。采用这种方式，采煤机的工作稳定性较好，但滚筒易将煤甩出打伤司机，且煤尘较大，影响司机正常操作。二是前逆后顺，如图（b）所示。采用这种方式，采煤机的工作稳定性较差，易振动，但装煤效果好，煤尘少。对机身较重的采煤机，机器振动影响不大。因此，大部分采煤机都采用“前逆后顺”的方式，即左滚筒为左旋叶片，逆时针旋转；右滚筒为右旋叶片，顺时针旋转。图1-5双滚筒采煤机的转向1.4：回采工作面1.4.1回采工作面内的主要设备及各设备的用途表1-4工作面主要设备及用途设备名称型号数量设备用途采煤机MG300/700-ADW1工作面破煤，装煤端头支架2T10000/17/352综采工作面端头支护基本支架ZZP4200/17/3533综采工作面支护刮板输送机SGZ764/630(105SFA)1综采工作面运输连续破碎机PLM-1000型1破碎大块煤转载机SZZ764/160(23ZAB)1综采巷道运输乳化液泵WRB200/31.5A1为液压支架提供动力乳化液箱XR-WS1600型为泵站配乳化液喷雾泵站BPW315/6.31提供喷雾水矿用隔爆组合开关KJZ2400/3300(1140)9-12型1综采设备供电隔爆型移动变电站KBSGZY2-T-500/101综采设备供电隔爆型移动变电站KBSGZY2-T-1250/101综采设备供电可编程控制器KXJ0.4/127型1控制综采设备皮带运输机DSP-1040/8001综采巷道运输型号含义：1.支架型号：zzp4200/17/35

Z—支架Z—支撑p—铺网

4200—能承受的载荷17—最小高度

35—最大高度

2.乳化泵型号：WRB200/31.5

W—卧式R—乳化B—泵

200—每分钟流量31.5—MPa3.连续破碎机型号：PLM-1000型P-破碎机L-轮式M-煤矿1.4.2回采工作面内设备的运行时遵循的原则及适用条件：1）采煤机采煤时应遵循三直原则，即：煤壁直、液压支架直、溜槽直。2）液压支架按支护特点分类：1.支撑式-D；2.掩护式-Y；3.支撑掩护式-Z

支撑式支架的支护性能是：支撑力大，且作用点在支架中后部，故切顶性能好；对顶板重复支撑的次数多，容易把本来完整的顶板压碎；抗水平载荷的能力差，稳定性差；护矸能力差，矸石易窜入工作空间；支架的的工作空间和通风断面大。所以，支撑式支架适用于直接顶稳定、老顶有明显或强烈周期来压，且水平力小的条件；掩护式支架的支护性能是：支撑力较小，切顶性能差，但由于顶梁短，支撑力集中在靠近煤壁的顶板上，所以支护强度较大、且均匀，掩护性好，能承受较大的水平推力，对顶板反复支撑的次数少，能带压移架。但由于顶梁短，立柱倾斜布置，故作业空间和通风断面小。所以，掩护式支架适用于顶板不稳定或中等稳定、老顶周期来压不明显、瓦斯含量少的破碎顶板条件。支撑掩护式支架是在吸收了支撑式和掩护式两种支架优点的基础上发展起来的一种支架。因此，它兼有支撑式和掩护式支架的结构特点和性能，可适应各种顶底板条件。1.4.3液压支架的工作原理图1-6液压支架的工作原理1.输送机；2.推移千斤顶；3.立柱；4.安全阀；5.液控单向阀；6.操纵阀液压支架在工作过程，必须具备升、降、推、移四个基本动作，这些动作是利用泵站提供的高压乳化液通过工作性质不同的几个液压缸来完成的。支架和输送机的前移，都是由底座上的推移千斤顶来完成。当需要支架前移时，先降柱卸载，然后高压液进入推移千斤顶对活塞杆腔，另一腔回液，以输送机为支点，缸体前移，把整个支架拉向煤壁；当需要推输送机时，支架支撑顶板后，高压液进入推移千斤顶的活塞腔，另一腔回液，以支架为支点，使活塞杆伸出，把输送机推向煤壁。

当需要支架上升支护顶板时，高压乳化液进入立柱的活塞腔，另一腔回液，推动活塞上升，使与活塞杆相连接的顶梁紧紧接触顶板。当需要降柱时，高压液进入立柱的活塞杆腔，另一腔回液，迫使活塞杆下降，于是顶梁脱离顶板。升柱：当需要液压支架上升支护顶板时，高压乳化液进入立柱的下活塞腔，另一腔回液，推动活塞上升，是与活塞杆相连的顶梁紧紧接触顶板。

降柱：当需要降柱时，高压乳化液进入立柱的上活塞腔，另一腔回液，推动活塞下降，顶梁脱离接触接触顶板。

支架和输送机前移：支架和输送机的前移都是由底座上的推移千斤顶来完成。当需要支架前移时，先降柱卸载，然后高压液进入推移千斤顶的活塞杆腔，另一腔回液，以输送机为支点，缸体前移，把整个支架拉向煤壁；当需要推移输送机时，支架支撑顶板后，高压液进入推移千斤顶下腔，另一腔回液，以支架为支点，使活塞杆伸出，把输送机推向煤壁。液压支架结构部件：顶梁、底座、掩护梁、连杆、前梁、伸缩梁、推移箱、推移千斤、调顶千斤、插动回路浮动活塞、液压锁、喷雾装置等。1.5：皮带运输机1.5.1皮带运输机工作原理带式输送机是以运输带作为牵引和承载部件的连续运输机械。运输带绕经驱动滚筒和各种改向滚筒，由拉紧装置给以适当的张紧力，工作时在驱动装置的驱动下，通过滚筒与运输带之间的摩擦力和张紧力，使运输带运行。物料被连续地送到运输带上，并随着输送带一起运动，从而实现对物料的输送。1.5.2皮带运输机的构造皮带运输机由卸载部、驱动部、储带箱、张紧部、绞车、输送皮带、辊筒、保护装置、机尾部等部分组成。机身采用优质钢板连接而成，由前后支腿的高低差形成机架，平面呈一定角度倾斜。机架上装有皮带辊筒、托辊等，用于带动和支承输送皮带。1.5.3皮带运输机保护设备保护设施有：满仓保护、拉线保护、跑偏保护、温度保护、烟雾保护、速度保护等。第二章：院内四个采矿模型室认知实习报告2.1：矿井仿真模拟系统：2.1.1模型的构造：

现代化矿井模型是以现代化矿井为缩影仿真模拟制作的，整个系统主要由以下部分构成：1.矿山工业广场及地面建筑；2.安全监测模拟系统演示；3.井下开拓、采、准巷道系统；4.各种采煤方式的演示；5.综采、普采工作面工作状况及设备布置；6.掘进工作面的工作状况及设备布置；7.提升运输系统的工作状况及设备布置；8.通风运输系统的工作状况及设备布置；9.煤矿瓦斯、煤尘、水、火、顶板灾害的防治的技术模拟演示；2.1.2实习所得：1）综采工作面采用三专两面闭锁，当瓦斯浓度超过1%报警，超过1.5%断电；2）主、副井的作用与区别。作用：主井主要用于煤炭的运输，而副井主要用于下放材料、设备以及排矸（立井还作为人员上下的通道）。区别：主井中安装有皮带或箕斗，而副井中主装有轨道或罐笼2.1.3实习演示在老师带领我们做了演示实验：如灯光展示通风系统、运煤系统、供电系统、排水系统、瓦斯抽放系统、均压防灭火系统，避火路线等等。2.2：煤矿井下仿真模拟系统：2.2.1设备摆放方位图2-1井下模拟系统设备排放方位图1-井巷掘进施工及机械设备；2-立井施工立体模型；3-锚杆锚索模型；4-拱型可塑性支架；5-巷道交叉施工工艺模型；6-井下巷道支护演示模型；7-井下巷道支护演示模型；8-采煤工作面及顶板管理安全演示模型；9-端头支架；10-支撑式液压支架；11-掩护式液压支架；12-支撑掩护式液压支架；13-采煤机电动模型；14-采煤机端头机进刀电动模型2.2.2井巷交叉施工工艺模型图2-2井巷交叉施工工艺模型2.2.3井下巷道支护演示模型图2-3(a)井巷交叉施工工艺模型，适用于应力较小，服务年限较短的煤矿图2-3(b)井巷交叉施工工艺模型，适用于应力较大，服务年限较长的煤矿2.3：煤层仿真模型2.3.1观察内容：1）单一煤层采区巷道布置模型2）近水平煤层带区联合准备模型3）近距离煤层群采区联合准备模型4）近距离煤层群石门盘区联合准备模型5）近距离煤层群上山盘区联合准备模型6）综采放顶煤工作面布置模型7）急倾斜煤层柔性掩护支架采煤法模型2.3.2矿井生产系统：⑴运煤系统：工作面破落下的煤→区段运输巷→采区运输上山→采区煤仓→采区下部车场装车→开采水平大巷→主要运输石门→井底车场→主井→地面⑵通风系统新风从地面经副井→井底车场→主要运输石门→运输大巷→采区下部材料车场→采区轨道上山→中部车场→区段运输巷→采煤工作面→污风经区段回风巷→采区回风石门→回风大巷→回风石门→风井排出⑶运料：矿车由副井下到井底车场→主要石门→运输大巷→采区运输石门→采区下部材料车场→采区轨道上山→区段回风平巷→采煤工作面

2.3.3矿井认识所学1.综采工作面得进刀方式⑴直接推入法进刀方式⑵端部斜切进刀

①不留三角煤端部斜切进刀（割三角煤端部斜切进刀）②留三角煤端部斜切进刀⑶中部斜切进刀

2.综采工作面双滚筒采煤机得割煤方式⑴往返一次割二刀（穿梭割煤）⑵往返一次割一刀即单向割煤3.采区上（下）山至少布置两条的作用一条运输上山，一条轨道上山，一般作通风用，也可兼作行人和辅助提升用。多沿煤层布置，以便减少掘进费用，并起到探清煤层情况的作用。4.盘区布置的分类：上山盘区、下山盘区、石门盘区（石门作为盘区的主要运输巷道）

5.三类巷道的概念：（1）开拓巷道：为全矿井或者一个开采水平服务的巷道属于开拓巷道。如主、副井和风井、井底车场、主要石门、阶段运输大巷和回风大巷、采区回风和采区运输石门等井巷，以及掘进这些巷道的辅助巷道都属于开拓巷道；（2）准备巷道：为采区、一个以上区段、分段服务运输、通风巷道叫准备巷道。属于这些巷道的有：采区上（下）山、区段集中巷、区段石门、采区车场等；（3）回采巷道：形成采煤工作面及其服务的巷道。属于这类巷道的有：采煤工作面的开切眼、区段运输平巷和区段回风平巷。6.阶段内的再划分方式⑴采区式⑵分段式⑶带区式。7.采取上下山与主要上下山的区别：⑴采取上下山服务于一个采区的倾斜巷道；主要上下山服务于一个开采水平的倾斜航道。⑵采取上下山的上山用于开采其开采水平以上的煤层，下山用于开采其下的煤层。运输上下山，轨道上下山，通风行人上下山。上下山可布置在煤层或岩层中；主要上下山主要适用于阶段内采用分段式划分的条件，同样可用于运输上下山和主要轨道上下山。8.运输大巷（阶段大巷、水平大巷或主要平巷）：为整个开采水平或阶段运输服务的水平巷道。开凿在岩层中的称岩石运输大巷；为几个煤层服务的称集中运输大巷。

石门：与煤层走向正交或斜交的岩石水平巷道。主要绞车道（中央上、下山或集中上、下山），不直接通到地面，为一个水平或几个采区服务并装有绞车的倾斜巷道。

上山：在运输大巷向上，沿煤岩层开凿，为1个采区服务的倾斜巷道。按用途和装备分为：输送机上山、轨道上山、通风上山和人行上山等。

下山：在运输大巷向下，沿煤岩层开凿，为1个采区服务的倾斜巷道。按用途和装备分为：输送机下山、轨道下山、通风下山和人行下山等2.3.4单一煤层采区巷道布置模型布局图2-4a单一煤层采区巷道布置模型平面图2-4b单一煤层采区巷道布置模型立面示意图2.4：煤矿车场仿真模型2.4.1观看内容1）立井多水平区式划分开拓模型2）立井分组集中大巷采区式划分开拓模型3）立井多水平上下山开拓模型4）斜井多水平采区式划分开拓模型5）立井刀式环形井底车场模型6）立井折返式底卸式矿井井底车场模型7）斜井底车场模型2.4.2采煤工艺1）工序：破、装、运、支护、处理2）炮采：爆破采煤工艺3）普采：普通机械化采煤4）综采：综合机械法采煤工艺2.4.3矿井认识所学1）煤层按倾角分类：（1）近水平煤层，小于8°（2）缓倾斜煤层，8°~25°（3）倾斜煤层，25°~45°（4）急倾斜，大于45°2）大巷布置方式：（1）分煤层大巷（2）集中大巷（3）分组集中大巷3）采煤方式：（1）臂式体系采煤法（2）柱式体系采煤法第三章：采矿专业视频观后感20**年8月29日上午，我系组织了一次“观看煤矿认知”的实习活动，作为采矿专业的一名学生，我参加了系部组织的这次煤矿认知学习的活动。通过本次的视频教育活动，我对整个矿井下的工作有了一个大致的了解。在这次视频观看实习中，我认真地观看了矿井中各设备是如何工作的，大致了解了各设备的工作原理和作用。这次的视频观看虽然只有短短的三个多小时，但是我在这三个多小时中学到的知识却是相当丰富的。前两天的矿井模型认识实习中，在老师的指导之下，我虽然已经对矿井中的一些设备及其工作原理已有了了解，但是并未有一个系统概念，然而，这次的视频观看恰好弥补了上次观看模型实习时所学知识的不足之处。让我真正明白了矿井的生产系统。在观看过视频之后，我知道了人们是怎样使用机械化采煤的，也清楚了煤和矸石是怎样运输出来的了，不仅如此，我这次实习受益最大的就是知道了通风系统的重要性，清楚了矿井通风系统原来是新鲜风流自地面经副井经过井底车场再到运输大巷经采区上山