第28卷第5期煤炭技術Vol.28, No.052009年5月Coal TechnologyMay,2009我國薄煤層開采及刨煤機采煤技術的應用黃銳，邱亮亮，劉寧寧(中國礦業(yè)大學礦業(yè)工程學院，江蘇徐州21008)摘要:根據(jù)我國薄煤層賦存狀況,及對薄媒層開采難題的探討,分析刨煤機及刨煤機在薄煤層開采中的應用,闡明合理開發(fā)與利用薄煤層意義及刨煤機采煤技術的可行性。關鍵詞:薄煤層;刨煤機;回采率中圖分類號:TD823文獻標識碼:A文章編號: 1008 - 8725(2009)05 - 0003- 03On Thin Coal Mining and Application of Plow Coal TechnologyHUANG Rui, QIU Liang - liang, LU Ning - ning(Colle odf Mining Engneering, China University of Mining and Technology , Xuzhou 221008, China)Abstract: According to the state of the thin seam in our country, and the problem of coal mining, analysis theplow and the application of the plow in the thin sceamcoal mining, to clarify the significance of the rational de-velopment and uilization of thin seam and the Feasibility of plows coal mining technology.Key words: thin seam; plow; rate of recovery煤層開采已經(jīng)基本實現(xiàn)了機械化,正在向自動化方0前言向邁進。而對薄煤層與極薄煤層的開采仍不盡人我國煤炭工業(yè)經(jīng)過了幾十年的發(fā)展,厚與中厚意,有相當-部分礦區(qū)仍停留在傳統(tǒng)的炮采和機械水平,包括礦區(qū)土地工程復墾、礦區(qū)生態(tài)復墾技術等。慮煤層開采與地面移動的時間過程、采空區(qū)的空間采空沉陷區(qū)作為建筑用地就是將沉陷區(qū)土地作適當范圍,即時間要素與空間要素。的處理,符合建筑用地的標準后作為建筑用地”。(2)對煤礦采空沉陷區(qū)地面進行穩(wěn)定性評價,根在進行綜合治理之前,應對地面穩(wěn)定性進行評據(jù)不同的地面穩(wěn)定狀態(tài)可將煤礦采空沉陷區(qū)地面在價分區(qū),對于不同穩(wěn)定性的區(qū)域采取不同的治理對空間上分為穩(wěn)定區(qū)暫時穩(wěn)定區(qū)、不穩(wěn)定區(qū)3個區(qū)策。穩(wěn)定區(qū)地面的下沉值達到了該地質條件下應有域。穩(wěn)定區(qū)為達到充分采動時間超過地面沉陷持續(xù)的最大下沉，地表已達到穩(wěn)定,該區(qū)域土地可直接進時間T的中間區(qū);暫時穩(wěn)定區(qū)為煤層回采完成時間行治理工作,土地平復后即可進行生態(tài)復墾用地也超過地面沉陷持續(xù)時間T且周邊無繼續(xù)回采工作面可作為建筑用地。的內邊緣區(qū)和外邊緣區(qū);不穩(wěn)定區(qū)為回采完成或停暫時穩(wěn)定區(qū)極易受到外界干擾,如周邊煤層繼止時間未達到地面沉陷持續(xù)時間T的區(qū)域。續(xù)開采或上部加載較大荷載時,地面將再次產(chǎn)生較(3)對于煤礦采空沉陷區(qū)不同地面穩(wěn)定性區(qū)域，大的移動變形。如周邊煤層無煤層開采計劃,可對應根據(jù)其穩(wěn)定性采取不同的治理對策。該區(qū)域進行治理,如作為生態(tài)復墾用地,無需進行進參考文獻:一步的穩(wěn)定性分析;如作為建筑用地,應進--步進行[1]徐恒力,馮全洲,陳緒鈺,等.典型煤礦山環(huán)境保護與綜合治理嚴格的地基穩(wěn)定性分析,且對于場地應進行一系列技術方法研究[R].武漢:中國地質大學,008.0的處理以加強其穩(wěn)定性，如地下空洞的填充、注漿加2] 郫文兵,柴華彬.煤礦開采損害與保護[M].北京:煤炎工業(yè)出版社,2008.固、動力擠壓等,當穩(wěn)定性達到要求再進行建筑。如3] 鄒友峰,鄧喀中,等.礦山開采沉陷工程[ M].徐州:中國礦業(yè)大該區(qū)域周邊煤層仍有開采計劃，則不應進行治理,應學出版杜,2003.待其開采計劃完成達到穩(wěn)定后再進行治理。不穩(wěn)定4] 國家煤炭工業(yè)局.建筑物.水體、鐵路及主要巷道煤柱留設與壓區(qū)地面尚未達到穩(wěn)定狀態(tài),地面仍將產(chǎn)生較大的移煤開采規(guī)程[M]北京:煤炭工業(yè)出版禮.200.5] 《工程地質手冊>編委會.工程地質手冊(第四版)[ M] .北京:中動變形,因此不宜進行治理工作。應待其達到穩(wěn)定國建筑工業(yè)出版社, 200后再進行治理。6] 張宏貞,鄧喀中，譚志祥. 老采空區(qū)殘余移動變形分區(qū)研究[J].4結論7]中國煤化工也面塌陷的危害性評估(1)對于煤礦采空沉陷區(qū)穩(wěn)定性評價應綜合考YHCNMHG(責任嫡輯王秀麗)收稿日期:008- 12- 11;修訂日期:2009- 02-24作者簡介:黃銳(1986- ),男,黑龍江七臺河人,研究方向:采礦工程,Tel: 15895212475,E- amil: hung.ui2006@ 163.com.4.煤炭技術第27卷.化程度低的開采工藝上,工作面不僅產(chǎn)量低效益質構造作用的影響,工作 面常出現(xiàn)斷層、褶曲、煤層差、工人勞動強度大,而且安全隱患多不利于安全生變薄與尖滅的現(xiàn)象。在斷層落差大于煤層厚度的情產(chǎn)。加之全國近半數(shù)以上產(chǎn)煤區(qū)屬于資源匱乏區(qū),況下,工作面難以正常推過,運輸機的正常運行將會隨著近年來煤礦開采年限與開采強度的增大,厚煤受到影響。斷層與褶曲的出現(xiàn)對巷道布置影響很層與中厚煤層已所剩無己,所以合理開發(fā)與利用薄大,會出現(xiàn)掘進送面提前切眼,或回采工作面重新送煤層將具有重要的意義。切眼的現(xiàn)象,而且必須在斷層處留有保護煤柱。這1我國薄煤層賦存及開采狀況樣必然導致煤層回采率降低,工作面掘進巷道長度加大,導致生產(chǎn)成本增加。在煤層變薄帶,如果煤厚我國薄煤層資源分布廣泛,且煤質較好,從煤炭不低于采煤機械設備的高度,則對工作面的回采影資源賦存情況看,薄煤層儲量占全國煤炭總儲量的響不大;若變薄帶煤層低于采煤機械高度不大時,可20%以上,在一些特殊省份的薄煤層比重更大,如四以調整機械設備高度以適應煤層厚度,變薄帶煤層川省占60%,山東省占54%,黑龍江省占51%,貴州嚴重低于采煤機械設備高度,已不能通過調整設備省占37% ,但由于我國薄煤層開采難度高、投入產(chǎn)高 度解決問題時,則必須更換采煤機械,或調整采煤出比低等原因,開采1.3 m以下薄煤層-一直是我國工藝。煤炭開采行業(yè)的主要難題之-。1997 年我國薄煤3刨煤機在薄煤層開采中的應用層煤炭產(chǎn)量僅占煤炭總產(chǎn)量的6.73%"。且我國多數(shù)礦區(qū)都為薄厚煤層共存煤田,礦井為了追求高產(chǎn)3.1刨煤機的發(fā)展趨勢和高利潤的目標,對薄煤層進行擱置使薄煤層大量國外薄煤層開采以德國、美國為代表的先進采積壓未采,甚至有些礦井實施采厚丟薄的開采方式，煤國家大多采用刨煤機,并發(fā)展薄煤層自動化工作造成了薄煤層賦存煤炭采出率低的現(xiàn)象,不僅嚴重面成套設備技術，部分已經(jīng)實現(xiàn)了無人工作面。德浪費了煤炭資源,而且使礦井存在安全生產(chǎn)隱患。國的刨煤機1984年平均功率為314 kW,至2007年2薄煤層開采存在的主要難題刨煤機功率最大已達到2 x 400 kW,隨著裝機功率的提高,刨煤機的生產(chǎn)能力,刨削能力都有很大的提2.1煤層薄、 采高低、煤質硬、工作面空間小高,最大刨速已達到2.4 m/s;法國刨煤機的產(chǎn)量僅我國薄煤層厚度多在1.3 m以下,尤其華南地次于德國,據(jù)統(tǒng)計,1982年法國通過刨煤機采煤比區(qū)龍?zhí)督M、東北地區(qū)侏羅紀煤層多不足1.0 m,工作例占總產(chǎn)量的27%,日平均產(chǎn)量達300 t;資料顯示面空間狹小,致使在工作面內作業(yè)的人員與機械設目前歐洲的主要產(chǎn)煤國家使用的刨煤機開采的煤炭備移動十分困難,事故的處理效率很低。并且煤已占總產(chǎn)量的30%以上。層硬度普遍大于3 ~4,這些原因導致了煤層對機組我國自上世紀60年代制造和試驗用于開采薄的要求條件高,不但機組的外型尺寸要小,而且要求煤層的刨煤機以來,刨煤機采煤技術試驗取得了成機組的功率大、性能可靠、結構簡單、對頂?shù)装宓倪m功, 1964~ 1965年徐州礦務局韓橋煤礦自行研制了應性要強、并且機械故障率要低。但是由于我國薄一臺刨煤機進行試驗,近年來我國刨煤機采煤技術煤層機械化設備尚不完善,滿足不了這些要求,故影的發(fā)展在廣大科研單位的科研人員、大學教授、機械響了薄煤層機械化開采，導致工作面的機械化程度專家與工程技術人員的共同努力下取得了很大的進低,工人勞動強度大,危險系數(shù)高,單產(chǎn)噸煤消耗量步,研制出了適用于不同工作面條件的刨煤機,表1大,且回采成本較高。為我國主要刨煤機類型及技術參數(shù)。2.2采掘比例大、 采掘接替緊張、巷道消耗率高表1我國刨煤機的主要技術參數(shù)-21隨著回采工作面的的推進,由于工作面回采巷型號參數(shù)煤層厚度煤層角度工作面長度刨鏈規(guī)格創(chuàng)速創(chuàng)頭功率道為半煤巖巷,綜掘設備難以投入使用,放炮- -次又m___ 10)_m__ la /ms-__ tw不可能進行全斷面燦破,煤與矸石分裝,掘進速度很BD42x40 0.7-1325<≤200 44x92 0.422x40 .慢,造成采掘接替緊張,同時由于薄煤層工作面長度B1262x75 0.7-1.7:25≤200 慨x92 0.67 2x75較短,回采巷道較多,導致了煤炭回收的巷道消耗率中國煤化工92 0.67 2xS高,不利于礦井的安全管理,也增加了煤炭的產(chǎn)出成BEO2):MYHCNMHG90.792x9本。BC02x90(z) 0.7-13 <25≤200 慨4x92 0.9 2x902.3煤層受地質構造影響,工作面條件變化大B8E02x132 0.7-1.8 <25≤200 幟4x92 1.52 2x132 .薄煤層地質條件及賦存狀況較復雜，由于受地因為刨煤機在薄煤層中具有其他落煤機械不能第5期黃_銳,等:我國薄煤層開采及刨煤機采煤技術的 應用.5.比擬的優(yōu)越性,它的使用范圍正在不斷的擴大。目和運煤這個過程中,刨頭從工作面上部分切口開始,前,在我國有薄煤層賦存的部分礦井中,刨煤機采煤刨頭截深在50 mm ~ 200 mm的狀態(tài)下,在刨鏈牽引技術已經(jīng)取得了良好的效果,已基本實現(xiàn)了薄煤層下往下刨煤,輸送機在刨頭后端,沿著刨頭切煤方向開采的機械化局面5。推移,當刨頭運行之切口后,反向運行,自下而上刨3.2刨煤機采煤工藝煤,以此反復進行運作。在這里刨頭的截深又推進3.2.1刨煤機的 結構部分控制，但受煤層硬度與刨刀強度影響(4。當刨刨煤機也稱為刨煤機組,雖然目前市場上存在煤機推進-一個有效的千斤頂行程時,收缸使千斤頂刨煤機的種類很多,但刨煤機始終可以說是由刨煤、的支撐裝置向前移動,重新獲得支撐后推移千斤頂運煤推進與電氣控制四部分組成。其中刨煤部分獲得推移輸送機的支撐力,使刨頭繼續(xù)刨煤。是刨煤機的主要工作機構,具有區(qū)別于其他采煤機3.3 刨煤機薄煤層采煤工藝的優(yōu)點的重要技術特征,所以可以把刨煤部分通稱為刨煤在薄煤層采煤工作面中,刨煤機的應用基本實機。它由裝有刨刀的刨頭牽引刨鏈、導護鏈裝置和現(xiàn)了刨煤裝煤、運煤與推進的綜合機械化,具有機動力裝置等部件組成,其中刨刀是刨煤機的主要執(zhí)電- -體化技術密集、關聯(lián)性復雜、工藝先進、自動化行部件,完成切煤與割煤任務。運煤部分由刮板輸程度高等技術特點,刨煤機的使用大大提高了工作送機、擋煤板、導護鏈裝置、推移梁、防滑梁等部件組面的生產(chǎn)效率,臧輕了工人的勞動強度。此外刨煤成,起著將煤運出工作面的作用。推進部分由千斤機結構簡單,操作與監(jiān)控系統(tǒng)均在工作面上下巷內，頂和供油系統(tǒng)組成,作用是推移輸送機并使刨頭獲便于操作與控制,大大提高作業(yè)的安全性。其次刨得新的截深。電氣控制部分主要是對刨煤機組的運煤機可以開采薄與極薄煤層;對長工作面也有較強行與停止起控制作用,同時對刨煤機與輸送機運作的適應性,同時刨煤機的工人操作也不需要隨刨頭狀態(tài)起監(jiān)控作用。圖1為刨煤機刨煤、運煤部分的移動,即刨煤機可連續(xù)循環(huán)作業(yè),這樣不但可以提高剖面圖。煤炭資源的回收率,臧少巷道的掘進量，便于工作面的生產(chǎn)管理,又可以提高工人工作的安全性。_四4結束語我國自采用刨煤機薄煤層采煤技術以來,至今8\已有盡40a歷史,雖然使用時間較長,但對刨煤即采煤技術的有關知識了解并不透徹,這嚴重影響了我國煤機采煤技術的應用,但在使用刨煤機采煤技術的礦務局中,均取得了良好的效果,這說明刨煤機采煤技術是可行的。同時在市場經(jīng)濟條件下,面臨1.刨頭2. 輸送機槽3. 刨鏈4.拖板 5. 加高塊6. 護鏈罩著我國煤炭產(chǎn)區(qū)資源匱乏的嚴峻形勢,可以預見刨7.擋板8.電纜9.底刀煤機薄煤層采煤技術將具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?.2.2 刨煤機的工作原理及流程刨煤機刨削煤壁時,是由裝有刨刀的刨頭,在無參考文獻:極圓環(huán)鏈即刨鏈牽引下,沿著安裝在采煤工作面可[1]陳引亮. 中國刨煤機采煤工藝[M].北京:煤炭工業(yè)出版社，2000.彎曲刮板輸送機的中部槽上的導軌運行，刨刀刨削2] 鄒喜正,劉長友.安全高效礦井開采技術[M].徐州:中國礦大煤壁將煤刨落,刨落的煤在刨頭犁形斜面的作用下出版社,00.3] 曲春剛.礴煤層中實現(xiàn)高產(chǎn)高效的技術探討[]].煤埃技術,被裝人輸送機送出采煤工作面。2007,(3).刨煤機開采過程中，刨頭在刨鏈的牽引下沿著4] 劉修源,黃福昌.高效高回收采煤方法與技術[ M].徐州:中國導護鏈裝置往返進行刨煤,在連續(xù)刨煤、落煤裝煤礦業(yè)大學出版社;008.0(責任編輯王秀麗)中國煤化工煤炭技術核1CNMHG