煤礦職稱論文發(fā)表期刊推薦《煤礦機械》(月刊)創(chuàng)刊于1980年,是由黑龍江科技學(xué)院、哈爾濱煤礦機械研究所主辦的煤礦機械行業(yè)綜合性技術(shù)刊物。今后只加入中國期刊網(wǎng),不再加入萬 方數(shù)據(jù)網(wǎng)、重慶維普、煤炭電子圖書館等數(shù)據(jù)庫,本刊為美國《劍橋科學(xué)文摘》、俄羅斯《文摘雜志》收錄來源期刊。
【摘 要】隨著我國煤炭產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,煤炭綜采設(shè)備和技術(shù)也在不斷改進,精細化的高效開采已經(jīng)成為我國未來煤炭行業(yè)的發(fā)展方向,在此背景下,薄煤層開采和利用也受到了越來越多的關(guān)注,由于薄煤層地質(zhì)條件復(fù)雜,開采難度較大,因此開采規(guī)模和有效利用率都相對有限,本文對我國薄煤層的分布狀況進行分析,在此基礎(chǔ)上討論了在薄煤層開采過程中存在的一些問題,并提出了提高薄煤層工作面開采效率的一些思路以及合理化的建議,對提高我國煤炭資源的綜合利用率,實現(xiàn)我國能源的可持續(xù)性供給具有一定的參考意義。
【關(guān)鍵詞】薄煤層,綜采
1 引言
我國煤炭儲量非常豐富,居世界前列,但由于地質(zhì)條件的特殊性,導(dǎo)致我國煤炭資源分布面較廣、賦存多樣化,薄煤層的儲量占了相當?shù)谋壤。但由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性和開采技術(shù)的局限性,導(dǎo)致我國薄煤層的開采率遠遠落后于國外,僅占全國總產(chǎn)量的10.4%,隨著我國提出調(diào)整能源結(jié)構(gòu),實現(xiàn)能源的可持續(xù)性供給目標之后,薄煤層的開采利用也在各大礦區(qū)提上了日程,隨著我國厚及中厚煤層的儲量的急劇消耗,可以預(yù)見到在不久的將來,薄及較薄煤層將成為主采煤層,因此,研究薄煤層的綜合開采技術(shù)具有刻不容緩的現(xiàn)實意義。
2 國際上薄煤層開采的現(xiàn)狀及發(fā)展
國外長壁式薄煤層高效開采主要有兩種技術(shù)途徑: 采用刨煤機、刮板輸送機和液壓支架的刨煤機綜采機組;采用滾筒采煤機、刮板輸送機和液壓支架配套的采煤機機組?v觀國外薄煤層采煤機發(fā)展情況,其主要發(fā)展趨勢是:
(1)裝機功率越來越大,最大功率已達500kW以上。這使得采煤機強行通過各種不利地質(zhì)條件(斷層、夾矸、局部變窄、褶曲) 的能力也隨之提高,有效地解決了空間有限的薄煤層安全高效開采問題。
(2)無鏈交流電牽引技術(shù)日益普及。無鏈交流電牽引克服了液壓牽引系統(tǒng)抗污染性低、工作面可靠性差的缺點,使采煤機的性能更加完善。
(3)多電機驅(qū)動、電機橫向布置日益增多。多電機橫向布置,解決了功率加大帶來的外形尺寸增加的問題,并且裝拆、維護十分方便,增強了采煤機對起伏的適應(yīng)性。
(4)自動化程度越來越高。目前新型薄煤層采煤機都采用微機控制系統(tǒng),裝有多種監(jiān)控裝置,便于及時發(fā)現(xiàn)并排除各種故障,保證機器可靠運行。
3 國內(nèi)薄煤層開采技術(shù)現(xiàn)狀
3.1 刨煤機配液壓支架綜合機械化開采方法
刨煤機是一種十分成功的薄煤層開采裝備,能極大提高煤炭生產(chǎn)效率。刨煤機的切割速度可達到3m/s,切割功率超過2×200kW。根據(jù)煤的硬度,每刀截深可達到250mm。目前,工作面輸送機和刨煤機均可采用智能驅(qū)動系統(tǒng),加上可靠的支架控制系統(tǒng),可使采煤工作面實現(xiàn)全部自動化。用刨煤機開采薄煤層有如下優(yōu)點:
(1)機械化程度高,提高了開采效率,節(jié)約人力成本,實現(xiàn)了落煤、裝煤、運煤的聯(lián)合機械化。
(2)減少了工作面的空間占用,由于薄煤層的工作面有限,而刨煤機動力部分可安置在兩側(cè)巷道中,這樣就減少了對工作面空間的占用。
(3)可開采有突出危險的煤層。沿工作面煤壁刨出一道深20~100mm的煤槽,使瓦斯自然釋放,防止瓦斯聚集。
(4)同電液控制的液壓支架配套后,可實現(xiàn)由井下計算機控制的無人工作面作業(yè)。
3.2 滾筒采煤機配液壓支架綜合機械化開采方法
薄煤層滾筒采煤機在我國研制已有30年歷史,開發(fā)出多種機型,從液壓驅(qū)動、鋼絲繩或鏈牽引發(fā)展到目前電牽引采煤機,F(xiàn)在國產(chǎn)薄煤層滾筒采煤機基本可以滿足煤層厚度0.8~1.8m,煤質(zhì)中硬以下的緩傾斜薄煤層開采需求。
與刨煤機相比,滾筒采煤機的主要特點:
(1)適應(yīng)于煤層厚度變化較大的工作面;
(2)對煤層頂?shù)装迤鸱兓m應(yīng)性強;
(3)適用于含有夾矸煤層的回采;
(4)過斷層能力強;
(5)對工作面長度要求比刨煤機工作面短。
薄煤層滾筒采煤機基本可分為騎溜式和爬底板式兩種。前者具有結(jié)構(gòu)簡單,牽引阻力低及空頂面積小等特點,但因采煤機騎溜運行,故通過空間和過頂空間大,需要有較高的空間。后者具有結(jié)構(gòu)緊湊、機械強度高、滾筒拆卸方便、裝煤效果好、易于制造和維修方便等特點,但因采煤機爬底板運行,故控頂距離較大。當采高在 0.85m以下時宜采用爬底式采煤機;如采高在0.85m以上時,宜采用騎溜式采煤機。為實現(xiàn)無切口采煤,最好選用短機身雙滾筒采煤機。鑒于采煤機司機跟機操作不方便,最好采用具有遙控功能的采煤機。
3.3 螺旋鉆采煤法
螺旋鉆采煤法是無人采煤工作面中較為成熟的一種方法。該采煤法廣泛地用于開采圍巖不穩(wěn)定的薄煤層和極薄煤層,還可用于開采邊角煤和回收各種煤柱。
螺旋鉆采煤法的最大特點是不需回采工作面,及不需回撤工作面內(nèi)的采煤機、輸送機和支護設(shè)備, 僅在巷道中用螺旋鉆采煤機就可將兩側(cè)各50~70m范圍內(nèi)的煤采出。工人在支護條件良好的巷道中工作,安全狀況有了可靠的保障,徹底地改變了薄煤層回采工人在工作面內(nèi)爬行的工作狀況。螺旋鉆采煤機適用于煤厚0.45~1.5m,傾角15°以下,切割阻力小于250~330kN/m的煤層。螺旋鉆采煤法盡管巷道掘進率高,丟煤多,但用人少,效率高,同時還可使一些平衡表外的儲量得到開采,相對提高了工業(yè)儲量,延長了礦井的服務(wù)年限。隨著螺旋鉆采煤法的不斷完善,此種采煤方法將有較好的發(fā)展前景。
4 總結(jié)與展望
綜上所述,薄煤層的綜合利用已經(jīng)成為我國煤炭產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向,對薄煤層開采技術(shù)的研究也受到了越來越多的關(guān)注和重視,就薄煤層的機械化開采技術(shù)發(fā)展趨勢來看,未來此領(lǐng)域的改進和創(chuàng)新存在以下幾個方面:
(1)總裝機功率得到進一步提高,總裝機功率達到600~700kW,裝機功率、機面高度與過煤空間三者之間的矛盾仍然是研制大功率薄煤層采煤機的主要技術(shù)難題, 除發(fā)展新型高效電機外,采用特殊的總體布置方式仍是一條有效途經(jīng)。由于采煤機截割與牽引功率的增大, 采煤機可靠性的提高而具有更高的開機率。
(2)以發(fā)展交流變頻調(diào)速電牽引技術(shù)為主,根據(jù)不同用戶的需求,其他電牽引方式如開關(guān)磁組和電磁滑差調(diào)速也將得到發(fā)展。
(3)發(fā)展的機型主要以騎刮板輸送機采煤機為主,爬底板采煤機雖然具有機面高度低,功率大等優(yōu)點,但是由于這種機型對地質(zhì)條件的適應(yīng)性差,使用范圍受到限制。
(4)簡化采煤機結(jié)構(gòu),采用先進工藝與技術(shù),提高采煤機的工作可靠性。
(5)改進截割機構(gòu),提高截割效率,降低工作面粉塵生成量。采用中高壓噴霧降塵,改善工作面生產(chǎn)環(huán)境。增加滾筒截深,增大截深可提高每一循環(huán)產(chǎn)量,截深從目前的0.8m增到1m左右。
(6)開發(fā)能適應(yīng)較大傾角薄煤層生產(chǎn)需要的薄煤層電牽引采煤機。
參考文獻:
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