淺析薄煤層綜采難題及突破.pdf

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1、科技論壇民營科技2017年第4期35淺析薄煤層綜采難題及突破劉祥遠(yuǎn)（黑河市煤炭生產(chǎn)安全管理局，黑龍江黑河164300）摘要：中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展嚴(yán)重依賴能源的支撐作用，而在一次能源結(jié)構(gòu)中煤炭占70%。中國煤層賦存條件比較復(fù)雜，煤炭資源分布地域遼闊，地質(zhì)條件復(fù)雜多樣。經(jīng)過多年開采，不少礦井中厚煤層已近枯竭，薄煤層的開采正規(guī)?；剡M(jìn)行，薄煤層機(jī)械化開采對(duì)于開發(fā)利用煤炭資源，延長礦井開采年限和實(shí)現(xiàn)高效開采都具有十分重要的意義。關(guān)鍵詞：薄煤層；綜合機(jī)械化采煤；難題；突破飛躍中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展嚴(yán)重依賴能源的支撐作用；而在一次能源結(jié)也多次進(jìn)行過調(diào)研和實(shí)驗(yàn)，但沒有一家企業(yè)成功

2、，這也使這一項(xiàng)構(gòu)中煤炭占70%?！睹禾抗I(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》研究表明：在未來目成為一個(gè)世界性的難題。相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)，煤炭作為主體能源的地位不會(huì)改變。煤炭工業(yè)是2.2薄煤層綜采飛躍關(guān)系國家經(jīng)濟(jì)命脈和能源安全的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。其中薄煤層可采礦區(qū)薄煤層主要有16層17層及部分18層煤，煤層厚度從0.8-儲(chǔ)量約占全國煤炭總儲(chǔ)量的18%，而產(chǎn)量只占總產(chǎn)量的7.3%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)1.4米不等，局部含有硫化鐵結(jié)核，f值高達(dá)11。對(duì)于這種煤層的開低于儲(chǔ)量所占的比例，并且這個(gè)比例還有進(jìn)一步下降的趨勢。薄采，使用機(jī)采落煤方式難度巨大。通過大量的走訪調(diào)研、探討研煤層在我國分布較廣，有

3、些地區(qū)的煤質(zhì)也比較好。不少礦井中厚究，兗礦集團(tuán)機(jī)電設(shè)備制造廠充分吸收、借鑒國內(nèi)外薄煤層支架煤層已近枯竭，薄煤層的開采正規(guī)?；剡M(jìn)行，而且也得到了充的技術(shù)成果，在棗礦集團(tuán)濱湖礦等礦井掩護(hù)式支架基礎(chǔ)上進(jìn)行了分重視。就當(dāng)前的資源情況看，發(fā)展薄煤層機(jī)械化開采對(duì)于開發(fā)大膽創(chuàng)新。采用的雙伸縮立柱輔助機(jī)械加長段結(jié)構(gòu)，既增加支架利用煤炭資源，延長礦井開采年限和實(shí)現(xiàn)高效開采都具有十分重的調(diào)高范圍，又保證立柱足夠的支撐效率；采用特制小底閥結(jié)構(gòu)，要的意義?？s短立柱總長，減小立柱傾角，提高支撐效率；控制方式采用液壓1薄煤層綜合機(jī)械化采煤存在的問題鄰架先導(dǎo)控制與成組定量控制相結(jié)

4、合；推移框架及頂梁前端均采我國薄煤層開采主要采用長壁采煤法，但由于開采煤層厚度用板式結(jié)構(gòu)，最大限度減小構(gòu)件厚度，增加過人、過機(jī)空間。?。ㄐ∮?.3m），與中厚及厚煤層相比，薄煤層機(jī)械化長壁工作面主該薄煤層機(jī)械化開采液壓支架的研制，開創(chuàng)了薄煤層機(jī)械化要有以下問題：開采的先河，在具體設(shè)計(jì)中應(yīng)用了AutoCAD計(jì)算機(jī)輔助制圖、Pro/1.1采高低，工作條件差，設(shè)備移動(dòng)困難E三維制圖、ANSYS分析軟件及液壓支架受力分析專用軟件等先特別是薄煤層綜采工作面，當(dāng)最小采高降到1.0m以下時(shí)，人員進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件工具，使支架設(shè)計(jì)更趨于合理化，有效的受力分出入工作面或在工

5、作面內(nèi)作業(yè)都非常困難。而且薄煤層采煤機(jī)械析確保了支架的安全可靠性。為確保井下復(fù)雜多變的條件，主要和液壓支架受空間尺寸限制，設(shè)計(jì)難度大。液壓支架立柱通常要構(gòu)件采用Q550鋼板，增強(qiáng)安全系數(shù)。為使過機(jī)空間達(dá)到最大化，支雙伸縮甚至三伸縮，增加了制造成本。架上液壓系統(tǒng)及其它附件的布置都經(jīng)過了10多次的驗(yàn)證，以達(dá)到1.2采掘比大、掘進(jìn)率高，采煤工作面接替困難最優(yōu)。如頂梁設(shè)計(jì)過程中充分考慮井下使用問題，把前部蓋板等隨著長壁機(jī)械化采煤技術(shù)的發(fā)展，工作面推進(jìn)速度大大加做到?jīng)]有突起，需要安裝的部件多采用鑲嵌結(jié)構(gòu)處理。這種人性快，但由于薄煤層工作面回采巷道為半煤巖巷，巷道

6、掘進(jìn)手段沒化設(shè)計(jì)更好地保證了井下操作人員的安全。經(jīng)過200多個(gè)日日夜有多大的變化，仍以打眼放炮、人工裝煤為主，掘進(jìn)速度很慢，造夜的工作，該支架2008年初設(shè)計(jì)完成，并開始了樣機(jī)制作，隨后順成薄煤層綜采工作面接替緊張。利通過樣機(jī)試驗(yàn)取得了煤安證，標(biāo)志著含硫化鐵硬結(jié)核薄煤層機(jī)1.3煤層厚度變化、斷層等地質(zhì)構(gòu)造，采煤工作面布置困難械化開采液壓支架研制項(xiàng)目已向成功邁出了一大步。2008年底第對(duì)薄煤層長壁工作面生產(chǎn)影響比開采中厚及厚煤層工作面一批薄煤層ZY2600/6.5/16型兩柱掩護(hù)式液壓支架在煤礦開始下大，造成薄煤層長壁綜采或機(jī)采工作面布置困難。井使用。1

7、.4薄煤層長壁機(jī)械化采煤工作面的投入產(chǎn)出比高，效益不如開改進(jìn)后的支架體積小，靈活性高，可采最低高度為0.9米，最高采厚及中厚煤層工作面可達(dá)2米，適于平均厚度為1.3米的薄煤層開采。72組支架安裝在一個(gè)薄煤層綜采工作面的設(shè)備投資不比設(shè)備裝機(jī)功率、支架4601工作面之后，采用炮落鏟裝的生產(chǎn)工藝，很快就彰顯了巨大工作阻力相當(dāng)?shù)闹泻衩簩泳C采工作面少，但薄煤層綜采工作面的的威力，兩柱掩護(hù)式支架的試驗(yàn)使用，標(biāo)志著楊村煤礦薄煤層開單產(chǎn)和效率一般只有中厚煤層綜采工作面一半，甚至更低。采支護(hù)技術(shù)手段發(fā)生了質(zhì)的飛躍?？梢?，發(fā)展機(jī)械化、實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化采煤，是實(shí)現(xiàn)薄煤層開采2

8、.3薄煤層綜采效益高產(chǎn)高效的唯一出路，我國在這方面一直在不斷瓦斯賦存特征進(jìn)對(duì)比單體支柱和液壓支