我国薄煤层开采与刨煤机的应用

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2008年7月

煤󰀁炭󰀁技󰀁术󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁CoalTechnology

Vol󰀁27,No󰀁7Jul,2008

我国薄煤层开采与刨煤机的应用

王永祥

(七台河矿业精煤集团公司调度室,黑龙江七台河154600)

摘󰀁要:阐述了我国薄煤层开采状况、刨煤机采煤中存在的问题、刨煤机技术的发展,分析了刨煤机优缺点,提出了薄煤层开采应注意的问题。关键词:薄煤层;采煤;刨煤机

中图分类号:TD823󰀁󰀁󰀁󰀁文献标识码:A󰀁󰀁󰀁󰀁文章编号:1008-8725(2008)07-0066-02

ThinCoalSeamMiningandPlough󰀂sApplicationin

OurCountry

WANGYong-xiang

(DispatchingOffice,QitaiheMiningIndustryCleanedCoalGroupComp.,Qitaihe154600,China)

Abstract:Theconditionofthethincoalseammining,theexistingproblemsinploughmining,andtheplonghtechnologydevelopmentareelaborated.Theadvantagesandshortagesofploughsareanalyzed.Theattentiveproblemsinthethincoalseamminingareproposed.Keywords:thincoalseam;coalmining;plough

0󰀁概述

我国煤矿薄煤层资源储量61󰀁5亿t(煤厚<1󰀁3m),占煤链由卡栏和链条两部分组成,防倒链的拉链捆在单体柱帽下的钢体上,卡栏上的手板锁夹在󰀁型钢梁上。柱子倒后波及范围控制在0󰀁2m以内,不仅有效地提高了整体支架的稳定性,而且防止了柱倒伤人事故的发生。2󰀁3󰀁2󰀁顶板来压不及时地段的管理

主要采用󰀂16mm 2m的坑木配合DZ22-30󰀁100单体液压支柱一梁三柱打正反抬棚加固棚子,在放炮、放顶和放煤时,在煤墙侧打一道抬棚,支柱倾角以65~80!为宜,抬棚梁对接,个别不接顶处用木楔背紧,单体柱初撑力不低于55kN,通过打正反抬棚,不仅有效保证了支架的整体和稳定性,而且防止放炮崩倒支柱、来压压分棚子和放煤时支架向老塘送的难题。

2󰀁4󰀁煤壁及放炮的管理

2󰀁4󰀁1󰀁采取煤壁注水控制顶板

对于复合顶板,回采时的顶板管理极为困难,很容易造成煤壁片帮和脱耳,危及安全生产。为此该采面采用煤壁短钻孔动压注水的方法,促使煤体湿润稳定,注水采用上仰单排孔注水方法,在煤壁距顶梁0󰀁4~0󰀁7m,间距3~6m,眼深不低于3m,距眼底1󰀁5m,注水孔与煤层夹角0~45!之间,保证梁头以上1󰀁5m煤体充分湿润。打眼用ZQS-50󰀁1󰀁6型风钻,打眼钻头直径为42mm,封孔采用󰀂42mm 1600mm膨胀式封孔器封孔。注水压力在4MPa左右,注水时间以煤壁挂汗、梁头滴水、相邻注水孔出水为宜,大约在8~15min。上下副巷靠煤壁侧顶部布置注水孔,孔深不低于3m,孔间距3~6m,距底1󰀁5m,其上仰角在25~45!之间。2󰀁4󰀁2󰀁采面放炮控制

坚持放掐口炮,严格控制放炮和装药量,放炮后及时移梁护顶,顶板用荆芭、椽子打紧背牢,减少控顶时间。支架顶

矿煤炭总储量的20󰀁42%,采出量不足总储量的10%,其中

薄煤层占重点煤矿总储量的17󰀁6%。铁法矿区1󰀁5m以下薄煤层储量6󰀁2亿t,约占总储量的26%。大同煤矿集团主部煤体破碎时,禁止放高炮,应先掏梁窝移梁护好顶再放底炮,刷帮站上煤墙柱,并及时用荆芭、椽子避帮。若顶煤特别破碎时,应停止放炮,采用手镐落煤。

3󰀁瓦斯管理

3󰀁1󰀁上下尾巷的管理

加强上下尾巷的管理,及时回收上下尾巷,并用编织袋装煤后将上隅角垛严实成斜三角形,消除瓦斯积聚空间。工作面上隅角打一道风障,风障与切巷煤壁成45!,上接顶梁下至底板,风障距切巷煤壁0󰀁5m,风障距隅角老塘帮0󰀁5m,确保上隅角瓦斯不超限。3󰀁2󰀁合理调整生产工序

严格以风定产原则,采取多轮次间隔多循环小流量均匀放煤,每口间隔距离不小于10m,同时放煤口个数不得超过2个,严禁一次放空。3󰀁3󰀁超前释放瓦斯

根据循环进度,在煤壁打超前密集瓦斯释放孔,孔深不低于5m,间距不超过1m,保证释放孔超前回采不少于3m。

4󰀁结论

(1)提高支柱初撑力及刚度,不仅能防止推垮型冒顶,而且又不增加工序,在工作面全过程都能起到作用。

(2)防倒链、防倒绳的应用,有效地提高了整体支架的稳定性,防止了柱倒伤人事故的发生。

(3)超前瓦斯释放孔实施,解决了瓦斯制约生产的难题。(4)在复合顶板条件下的炮采放顶煤工作面,通过采取以上有效措施,采面安全性大大增强,实现了高产高效。

收稿日期:2008-01-16;修订日期:2008-05-04

作者简介:王永祥(1969-),男,黑龙江拜泉人,工程师,1993年毕业于鸡西工学院采矿工程专业,现在七台河矿业精煤集团公司调度室从事技术工作。第7期󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁王永祥:我国薄煤层开采与刨煤机的应用󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁%67%󰀁

采煤层的侏罗纪煤系薄煤层含量6亿t,采出率仅有19%~20%。七台河矿区煤田面积1115km2,远景储量40亿t,保有储量11亿t,煤层平均厚度仅0󰀁86m,是全国煤层最薄的矿区之一,1991年七煤集团公司在我国薄煤层开采中率先实现千万吨年产量。永安煤业公司某煤矿开采的煤层厚度均在0󰀁6m以下,现已回采到0󰀁3m左右的煤层,联合布置掘半煤岩巷道万吨掘进率76󰀁1m。大同煤矿集团某矿2003年使用国产薄煤层滚筒式MG200/450-WD采煤机,最高日产量为6766t,最高月产量为160309t,年产量101万t,创国产薄煤层同类型设备产量新纪录。阳泉矿务局某矿1991年试用国产刨煤机(BT26/2 75型),即达到了32795t的最高月产,在另一工作面使用了第二台刨煤机,最高日产量达到2290t,最高月产量达到4󰀁2万t。

积小,有利于顶板的管理;人员在工作面采空区侧作业,不怕片帮;牵引刨链是封闭的,有利于安全生产。

1.3󰀁刨煤机的缺点

刨煤机与滚筒采煤机相比有如下缺点:对地质条件的适应性不如滚筒采煤机强,刨头的高度不能随时调整,遇顶底板起伏要留顶或底板,遇煤黏顶,液压支架推进困难,刨头不能随时大量抬高挖底量,遇底板起伏不平,会造成∀飘刀#或∀啃底#,影响产量;由于是静力落煤,遇煤层夹矸或煤质太硬,生产率降低,铸件单一化且形状复杂精度较高,刨头制造成本高,自动化程度高,要求操作者具备较高的知识水平。1󰀁4󰀁我国薄煤层开采使用刨煤机存在的问题

随着制造厂加工设备的更新,以及产品质量保证体系的完善,刨煤机的质量与国外同类产品之间的差距已大大缩小。刨头终端限位装置、过载保护装置等均已在国产刨煤机上配备;喷雾降尘系统也逐步开始采用自动喷雾装置;电控系统也在向国外的先进技术靠拢,使得功能更多,性能更完善,特别是随着可编程控制器在电控系统中的应用,将使刨煤机的控制系统达到一个新的水平。

刨煤方式是根据煤层的硬度、煤层的可刨性、刨深、工作面采高等因素来确定的。通常采用两种刨煤方式:即超载方式和混合方式。

1󰀁刨煤机应用情况

1.1󰀁刨煤机的发展

目前,国外的刨煤机技术发展相当快,随着计算机技术在煤矿的推广使用,传感技术、自动监测与在线控制、遥控和集中控制等技术都得到了广泛采用。我国煤矿在20世纪60年代初期开始自行研制拖钩式刨煤机,70年代末期定型制造,80~90年代,我国制造的刨煤机,在30多个煤矿使用。我国的刨煤机技术与国外相比,还有一定的差距。

(1)部分元部件的可靠性低。大规格的矿用圆环链和接链环的破断强度和疲劳寿命、缓冲器的耐冲击次数、刨刀的耐磨性、刀体与硬质合金的联结强度、刨刀与刨刀座的连接等,这些元部件的寿命低,可靠性不高,直接影响到刨煤机的正常运行。

(2)过载保护装置落后。国产刨煤机的过载保护装置迄今仍采用剪切销保护方式,严重影响了刨煤机的开机率。

(3)刨头调向装置的灵敏度不高。刨煤机在推进过程中出现∀飘刀#或∀啃底#现象,造成刨头推进过程中控制困难。(4)刨头终端限位装置的可靠性不高,使刨煤机工作面的两端仍需人工控制停机。

1󰀁2󰀁刨煤机优点

刨煤机对工作面要求是定量推进、锯齿型移架、全自动化无人操作。锯齿型布置是根据刨头位置和自身推移传感器行程来决定是否移架。根据立柱压力和推移行程传感器自动控制支架的降移升动作,可联动平衡、侧护,可实现平衡差动、侧护板抬底等功能。刨煤机刨煤和装煤效率高,可随时推进实现连续采煤,自动控制参数设定后,无须操作者干预。在1m厚的煤层中,产量已经达到1500t/h。实现自动化和远程控制的刨煤机不仅能达到高产,而且也能最大限度地保证人身安全。由于刨深小,刨头运行速度快,产生的粉尘和瓦斯量体积分数低,对安全有利。据测算,当刨速为0󰀁42/s时,切削产生的粉尘质量浓度只有20mg/m3,而炮采时产生的粉尘质量浓度则为100mg/m3,滚筒采煤机割煤产生的粉尘质量浓度为600~900mg/m3,可大幅度降低瓦斯积聚,改善工作面的条件。

刨煤机结构简单,使用维护方便,易掌握;刨头无动力,工作面不需随机铺设电缆水管等,管理方便;刨煤机由于浅截深多循环,静力落煤,对顶板的振动小,一次暴露的顶板面

2󰀁薄煤层开采应注意的问题

(1)合理确定薄煤层开采工艺和配套选择原则。按照煤层条件并借鉴薄煤层开采的成功经验,考虑到煤矿高产高效生产和建设的原则,按照<1󰀁5m煤层推荐采用刨煤机工艺,1󰀁5~2m煤层推荐选用滚筒采煤机工艺。对滚筒采煤工艺的薄煤层工作面长度选用300~400m,煤机截深0󰀁86~1󰀁1m,辅助运输采用无轨胶轮车,运输巷高度∃1󰀁8m,平均2󰀁2m,巷道宽度∃5~5󰀁5m。薄煤层开采矿井配套一综三连,保证均衡生产年产量300~600万t水平。

(2)对不同区域或矿井、不同条件薄煤层开采进行系统规划。制定不同煤层厚度回采工艺和设备选型,包括高效掘进和搬家倒面的工艺和装备,特别要解决半煤岩巷快速掘进和煤质分装分运或洗选加工问题。

(3)研究适合我国薄煤层开采的回采工作面巷道掘进尺寸和回采适合高度,保证提高资源采出率和高产高效矿井薄厚煤层配采均衡生产问题。分区域分时段,本着先易后难原则,先解决1󰀁5~2m煤层滚筒工艺高产高效开采(300~600万t水平),煤机截深先采用0.86m,工作面长度选用300m,逐步提高截深和加长工作面。

(4)薄煤层地质条件变化大,并且煤层相对较硬,对刨煤机能力有着不同的要求,应规划刨煤机系统,确定合理的主要参数系列,提高主要元部件的通用性和互换性。参考文献:

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