薄煤层开采工艺探讨薄煤层开采工艺探讨.docVIP

薄煤层开采概述 引言: 扩大综采的应用范围、提高综采的经济效益，实现薄煤层高产高效是煤炭工业科技发展的一项重要目标。由于各地地质条件不同，煤层厚度不同，世界各主要采煤国家都在积极发展适应薄煤层条件下的高产高效综采设备，美国、澳大利亚、德国、英国等国家发展尤为迅速，日产超过万t的工作面数量逐年增多，而且产量纪录不断刷新，使薄煤层采煤综合机械化的发展进入了一个新时期。 美国长壁综采工作面的产量处于世界领先地位。在美国现有的长壁综采工作面中，有15％的工作面平均班产超过6000t，相当于年产400多万t水平，个别工作面月产已超过80多万t，所配备的液压支架工作阻力大部分在7000~8000kN，个别达到9800kN，有87．5％的工作面配备电液控制系统，配套设备均为大功率电牵引重型采煤机组和大功率、大运量、高可靠性刮板运输机。美国井工开采煤层厚度不大，从最小开采厚度到0.9 m的占10.45％，0.9~1.2m的占16.45％，1.2~1.5m的占19．31％，1.5~1.8m的占19.11％，1.8~2.1m的占14.74％，2.1~2.3m的占1.71％，2.3~2.6m的占7.93％，大于2.6m的占10.31％。有26个煤厚在1.3~2.0m的综采工作面最高年产2.86Mt，工作面效率411t／工。说明使用大功率综采设备在采高较小的煤层条件下，完全能够取得良好的技术经济效果。 近年来，我国薄煤层开采取得了一定的进展。辽宁铁法煤业集团开发的薄煤层高产高效自动化工作面，采用了刨煤机获得成功。使用了国产的液压支架，德国DBT公司生产的刨煤机和电液控制系统，在煤厚1.5m时平均日产3712t，最高达6480t，生产能力可达120～150万t/a。 枣庄田陈煤矿用国产综采设备开采1.1m的煤层，最高日产达3504t，基本达到了年产百万吨的能力。 新汶矿务局对薄煤层进行了钻采法试验，取得一定成效。 我国薄煤层的开采经历了三个发展阶段。第一阶段：50年代我国在薄煤层中主要使用炮采工艺。第二阶段：60年代开始使用深截深截煤机掏槽爆破落煤，平面环行式薄煤层输送机运煤，人工装煤，木对柱或丛柱支护顶板，回柱绞车放顶的工艺系统。在鸡西、淄博等矿区出现了爬底式改装MLQ—64型薄煤层采煤机，工作面单产达6000～8000t/月，回采工效达2～4t/工，比炮采工作面提高了0.5~1倍。第三阶段：70年代以来，薄煤层机组得到了较大的发展。1974年开始研制新型薄煤层采煤机。80年代以来单体液压支柱的成功应用，促进了薄煤层机组的发展。BM—100、MLT—150、YRG型等采煤机等相机出现，并在鸡西、双鸭山、七台河、开滦等局使用，取得了较好的技术经济效果，使产量和效率都有了很大提高。 1、薄煤层开采的特点 薄煤层由于其开采厚度较小，与中厚及厚煤层相比，开采主要存在以下特点： 1.1 煤层薄、采高低、煤质硬、劳动效益低 煤层厚度多在1.3 m 以下，并且华南地区龙潭组、东北侏罗纪煤层多不足1.0 m ，并且煤层硬度多大于3～4，使得人员进入或在工作面内作业以及设备移动都十分困难，采煤机经常需要挑顶或割底，机电事故增多，工作面内的工作条件差，劳动强度大。煤质相对较硬，炸药、截齿、刨刀的吨煤消耗量较大，回采成本较高。 1.2 采掘比例大、掘进率高，采掘接替紧张 随着刨煤机、螺旋钻机等设备的投入，工作面推进加快，而回采巷道多为半煤岩巷，综掘设备难以投入，放炮也不能一次全断面爆破，煤矸分装，掘进速度很慢，造成工作面接替紧张。 1.3 煤层的厚度、角度变化，褶曲、断层等构造对采煤方法影响很大 由于薄煤地质条件及赋存状况较复杂，一有褶曲或断层就很难布置巷道，掘进送面时提前圈切眼，致使工作面缩短，回采率降低；或者回采时搬家重新送切眼，使得回采效率降低，很难有效益。 2、薄煤层高产高效开采技术的探讨 基于以上薄煤层开采的特点，从一开始采区巷道系统布置到回采工艺的选择、到安全技术措施的实施，应该进行综合考虑，优化设计，而这一切又必须以精密准确的地质资料为依据。 2.1 合理划分采区，优化采区巷道布置 对于厚薄搭配开采或开采保护层的矿井，在地质条件基本明确的条件下，采区尺寸尽可能加大。在以前所进行的采区划分，确定采区尺寸重点着眼在采区运输设备的适应性上，所划分出的采区走向都较短，一般限制在2 000 m 以内，在倾向上利用煤层群组作为采区境界。以上两种划界办法使采区内可采煤层走向长度及可采煤层数减少，限制了采区生产能力的提高，缩短了采区服务年限，造成矿井采区接续紧张。鉴于此，建议在地质构造较好的地段，两翼采区走向长度达到4 000 m，同时，尽可能加大煤层层组的划分范围，增加采区内的可采煤层层数。这样，增加了采区储量，提高了采区服务年限。 对于厚度为1.0～1.3 m、地质条件