煤礦厚煤層開采設(shè)備選型研究

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1、鄆城煤礦厚煤層開采設(shè)備選型研究鄆城煤礦厚煤層開采設(shè)備選型研究研究報告山東省鄆城煤礦中國礦業(yè)大學(xué)（北京）二〇一三年一月68鄆城煤礦厚煤層開采設(shè)備選型研究2國內(nèi)外厚煤層開采狀況2.1我國厚煤層采煤方法概況我國煤礦開采的現(xiàn)狀及其發(fā)展我國煤層賦存條件多樣，開采條件各異。經(jīng)過半個世紀(jì)的采煤方法改革，發(fā)展了以長壁采煤法為主并兼容柱式采煤法的多種采煤方法體系。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國當(dāng)前的采煤方法有50多種，是世界上采煤方法最多的國家。我國的國有重點(diǎn)煤礦近水平及緩斜、中傾斜及傾斜煤層的可采儲量分別占85.95%、10.16%及3.88%;薄、中厚、厚煤層的可采儲量分別占18.66

2、%、36.07%及45.25%。20世紀(jì)末按不同煤層傾角產(chǎn)量比重為：近水平及緩斜煤層為87.98%(α<12°為57.89%)，中傾斜煤層為8.15%，急斜煤層為3.88%；按煤層厚度的產(chǎn)量比重為：薄煤層為6.73%、中厚煤層為47.88%、厚煤層為45.39%。2002年,我國原煤產(chǎn)量為13.93億t，為1994年的40多倍,列世界首位。2002年，國有重點(diǎn)煤礦、國有地方煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦的原煤產(chǎn)量占全國原煤總產(chǎn)量的比重分別為51%、19%及30%。我國采煤方法有單一長壁采煤法（走向長壁采煤法，傾斜長壁采煤法）、傾斜分層長壁采煤法（傾斜分層走向長壁采煤法，傾斜分

3、層傾向長壁采煤法）、放頂煤、急傾斜煤層采煤法和柱式體系采煤法等?！￠L壁采煤法的發(fā)展為機(jī)械化采煤創(chuàng)造了條件隨著長壁采煤法的發(fā)展，采煤機(jī)械化水平逐年提高。1975年及改革開放以來,國有重點(diǎn)煤礦采煤工作面主要生產(chǎn)指標(biāo)取得顯著進(jìn)展我國是世界上應(yīng)用水力采煤最早的國家之一。自1956年推廣以來，逐漸穩(wěn)定發(fā)展，產(chǎn)量占世界前列。特別是煤層厚度、傾角變化較大的不規(guī)則煤層中應(yīng)用更能發(fā)揮其能力。2001年，國有重點(diǎn)煤礦綜采工作面平均個數(shù)為298個，平均年產(chǎn)93.65萬t；普采工作面平均個數(shù)為260個，平均年產(chǎn)為28.5萬t；水采工作面19個，平均年產(chǎn)26.82萬t；炮采工作面731

4、個，平均年產(chǎn)15.76萬t。目前，我國針對厚煤層的開采方法主要有分層開采、放頂煤開采（特厚煤層采用大采高綜放開采）、大采高開采三大類型。其中分層開采是指煤層厚度超過5m時，采場空間支護(hù)技術(shù)和裝備無法合理解決時，為克服開采困難，把厚煤層分為若干中等厚度的分層來開采的采煤方法。放頂煤開采是指在厚煤層中，沿煤層或分段底部布置一個采高2～3m的長壁工作面，用常規(guī)方法進(jìn)行回采，利用礦山壓力或輔以人工松動的方法，使支架上方的頂煤破碎成散體后由支架后方放出，并由刮板輸送機(jī)運(yùn)出工作面。大采高是一個相對的概念，指與普通采高相比而言，大采高開采高度的值并沒有嚴(yán)格的規(guī)定，有的文獻(xiàn)將

5、普采高度大于2.5m時稱為大采高，也有個別文獻(xiàn)將放頂煤開采也稱為大采高，可見大采高這個詞的用法并不規(guī)范，在大多數(shù)情況下，大采高指的是大采高綜采，即使用與采高相同的綜采支架及配套設(shè)備進(jìn)行一次采全高，開采厚度在3.5m以上。2.2國內(nèi)外分層開采研究現(xiàn)狀2.2.1國內(nèi)外分層開采技術(shù)分析鄆城煤礦煤層賦存較好，平均煤層厚度7.0m，如用分層開采技術(shù)，其開采技術(shù)主要有以下幾個方面影響開采經(jīng)濟(jì)性因素：(1)分層開采巷道工程量以及施工維護(hù)費(fèi)用高，是綜放開采及一次采全高開采方法的1倍以上；(2)分層開采的設(shè)備搬家費(fèi)用較貴，比綜放開采及一次采全高開采方法增加1倍以上；(3)采用分

6、層開采方法時，需在下分層與上分層間留有0.5~1.0m的煤，這樣就相對減少了工作面煤炭的回收量，使煤炭可銷售量減少，同時，在開采過程中還需采用鋪網(wǎng)等方式制造假頂，必將增加開采的材料消耗量；(4)分層開采方法與綜放開采及一次采全高開采方法相比，其通風(fēng)與防火將變得更加復(fù)雜，將不等不增加通風(fēng)及防火費(fèi)用?；谝陨?點(diǎn)分析，分層開采同綜放開采及一次采全高開采方法相比較，其經(jīng)濟(jì)性最差。68鄆城煤礦厚煤層開采設(shè)備選型研究2.2.2分層開采技術(shù)難題(1)分層開采方法比其他兩種開采方法的巷道系統(tǒng)更復(fù)雜，易導(dǎo)致礦井采掘接替緊張。(2)分層開采方法要求巷道掘進(jìn)圍巖控制技更苛刻，大大

7、增加了巷道圍巖變形控制難度。(3)采用分層開采時，上分層開采需要增加鋪網(wǎng)工序，下分層開采機(jī)道容易發(fā)生冒頂事故，這都將嚴(yán)重影響工作面推進(jìn)速度，導(dǎo)致作面開采效率低下。(4)分層開采由于分層間需要留有一定的煤層厚度，以提高開采的安全性，這將嚴(yán)重影響了工作面開采的回收率。(5)與綜放及一次采全高相比較，分層開采方法的效率最低?？傊瑢︵i城煤礦特厚煤層開采時，采用分層開采從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)安全性以及高產(chǎn)高效方面均合考慮，均不是最佳的開采方法，因此不適宜采用此方法。2.3國內(nèi)外綜放開采研究現(xiàn)狀2.3.1國內(nèi)外綜放開采現(xiàn)狀放頂煤開采最早起源于歐洲。為了解決不穩(wěn)定特厚煤層的煤

8、炭開采問題，1964年綜合機(jī)械化放頂煤