薄 煤 層 開 采 技 術
提 綱
1 國內外薄煤層開采形勢
2 現行薄煤層開采技術
3 結論
1、國內外薄煤層開采形勢
薄煤層的定義
1. ≤1.3m煤層為薄煤層
2. 1.5m
3. 1.7m
1、國內外薄煤層開采形勢
我國薄煤層的儲量約占總儲量的20%
國內外薄煤層開采形勢
薄煤層采出量僅占全國總產量的10.4%
原因
1.采煤機械化程度低
2.工作麵單產和效率低
3.掘進率高 4.開采成本高
5.工人勞動強度大
國內外薄煤層開采形勢
產量低、經濟效益差
不采的根本問題是作業空間狹窄
1. 人員行動不便
2.機械設備
1) 機械設備小巧—能用
2) 可靠性高---好用
3) 設備的功率大，自動化程度高 –用好
薄煤層高產高效的方法
1.加大工作麵長度 300m
2. 加大截深 加大切割功率
3. 加快切割速度 自動化程度
薄煤層長壁工作麵 高產高效的途徑
高度自動化綜采的無人或少人工作麵
關鍵性問題
國外薄煤層長壁工作麵
國內薄煤層長壁工作麵
1）鐵法小青礦
2）因地而宜
薄煤層開采方法改革的方式
高起點 高投入
高產出 高效益
薄煤層開采改革，將取得優勢：
1.礦井產量保持長期穩定
2.有投入資金的能力
3.國內的先進水平
4.保護資源
現行薄煤層開采技術
⑴ 用刨煤機開采薄煤層
⑵ 滾筒采煤機開采薄煤層
⑶ 普通機械化采煤法
⑷ 螺旋鑽機采煤法
⑸ 連續采煤機巷柱式采煤法
用刨煤機開采薄煤層
刨煤機概況及優點
1.薄煤層機械化開采的有效途徑
2.刨煤機動力部位於巷道中
3.刨煤機結構簡單
4.操作安全
5. 實現無人工作麵作業
刨煤機應用條件
煤層硬度: 煤塊硬度、夾矸、節理
圍岩條件 ： 底板 、直接頂 、老頂
煤層賦存情況： 煤厚、斷層、
煤厚變化
工作麵傾斜長度 ：切割速度3m/s
工作麵長度大於200m
薄煤層可刨性分類
極易刨煤層 ：煤厚、傾角、節理、硬度、
夾矸、底板、直接頂、地質構造
易刨煤層
一般煤層
難刨煤層
極難刨煤層
刨煤機的合理選型及快速刨煤機
刨煤機的選型
輸送機應與刨煤機相適應
適當加長工作麵長度
充分利用地壓破煤
最好采用刨速與運速比為2:1或3:1的超速刨煤機
快速刨煤的優點
(1) 提高刨硬煤的能力
(2) 可明顯加快推進速度
(3) 使輸送機的裝載量更均
刨煤機的應用實例
1.H-300型拖鉤刨煤機
在四川新勝煤礦
工作麵長80m，煤層0.5m，f=3
200mm厚灰質泥岩偽頂，老頂為灰質砂岩底板為灰質粘土頁岩，有底臌現象
支護采用HAW665/765金屬摩擦支柱帶帽
4年累計生產原煤52114t，平均日產量為27.8t，最高日產185t
主要問題：刨頭飄刀或啃底，刨刀損耗嚴重，剪切銷損壞，泵壓不穩定，通訊困難
2.GS34-4N型滑行拖鉤刨煤機
在雲南後所煤礦使用
工作麵長93～96m，煤厚0.75m，傾角8°，f=2.5
偽頂厚0.7～1.5m，頂板為厚0.4～1.5m灰色粉砂質泥岩，底板為灰色泥質粉砂岩
DZ-10型單體液壓支柱，加2.8mπ型頂梁
最高月產6092t，生產成本低於30元/t
問題是：刨頭飄刀或啃底，輸送機電動機故障，剪切銷損失
3.KHS-2型緊湊型滑行刨煤機
在四川鬆藻打通一礦
工作麵長150m，煤厚0.9m，傾角3～14°，f=1.2
用ZZ220/0.7/1.35型支撐掩護式支架
運行20個月，累計產煤28.5萬t，平均日產量446.7t，平均回采工效6.4t/d
問題：刨頭座開裂，刨刀合金片脫落，雙刨頭易卡住，輸送機電動機故障等
4.CH-75型滑行刨煤機
在開灤範各莊礦
工作麵長126m，煤厚1.0m，傾角11～15°，f>1.5
平均日產420t，工作麵回采工效7~12t
問題：刨頭磨損嚴重，關鍵零部件強度差，刨頭上飄下啃，刨鏈連接環斷裂
徐州刨煤機和同煤層炮采 經濟效益比較表
徐州礦務局 刨煤機應用情況
徐州礦務局研製和使用刨煤機起於1966年，30年來先後在韓橋、新河、臥牛、詫城、張小樓、夾河、大黃山等礦推廣使用
夾河煤礦用BT30/2×132型拖鉤刨煤機平均月產20086t，最高月產達22325t，最高日產1825t
鐵法小青煤礦刨煤機應用簡介
工作麵走向長度905m，麵長150m，煤厚1.3m，傾角５～8°
偽頂為0.77m厚的泥岩，直接頂為粉砂岩，底板為泥質粉砂岩
2000年煤科總院北京開采所與德國DBT公司等廠家合作為鐵法小青煤礦裝備了國內第一個薄煤層全自動化刨煤機工作麵
工作麵采用國產ZY6400/09/20D液壓支架與引進刨煤機係統配套，采用電液控製係統實現順槽集中控製，正常生產條件下，工作麵無人化
刨煤機綜采工作麵布置圖
ZY6400/09/20型液壓支架
9-34vt/4.7滑行刨煤機
PF2.30/732刮板輸送機
鐵法小青煤礦刨煤機應用簡介
遙控調整刨煤深和工作麵自動調直
每3架支架加上安裝一台PM4支架控製器，當刨頭通過後，按照程序控製的距離推移輸送機和刨煤機，
在主控台可以監控刨頭和支架的運行狀態，工作麵可以按照設定的刨煤方式自動刨煤。
該套裝備總投資6000萬元人民幣，2001年至2002年4月試采期間共創經濟效益5238.2萬元，實際生產271天，已回收投資的87.3%。
鐵法小青煤礦刨煤機應用簡介
實現了全自動化刨煤機無人工作麵
工作麵體現了機、電、智能一體化的特點
提高了勞動效率：直接工效達137t/工
無人工作麵改善了井下安全生產環境
為效率低下的薄煤層長壁工作麵開采提供了一條理想的途徑。
用滾筒采煤機開采薄煤層
薄煤層滾筒采煤機的主要特點
①.適應於煤層厚度變化大的工作麵
②.對煤層頂底板起伏變化適應性強
③.適用於含有夾矸煤層的回采
④.過斷層能力強
⑤.對工作麵長度要求比刨煤機短
對薄煤層滾筒采煤機的基本要求
①機麵高度低 ②裝機功率大
③滾筒轉速高 ④牽引力大
⑤ 牽引速度與滾筒截深
⑥ 可雙向采煤，自開缺口
⑦可靠性高,檢修維護方便
⑧ 過煤空間大,小於250mm
薄煤層滾筒采煤機分類
騎溜式
結構簡單
牽引阻力低
要求的通過空間和過頂空間大
爬底板式
結構緊湊
控頂距離較大
國產薄煤層滾筒采煤機技術參數
國產薄煤層滾筒采煤機技術參數
MG200/450-BWD型 薄煤層滾筒采煤機
1. 多電機驅動，大功率450kW
2. 機身厚度薄80mm，機麵高度低862mm
3. 可靠性高
4. 結構簡單可靠，裝拆方便
5. 采用交流變頻調速電牽引技術
6. 采煤機可遙控
久益公司7LS2型滾筒采煤機
1.采用交流變頻調速電牽引技術
2. 電子控製 3.自動化程度
4.工作麵運輸巷數據傳輸係統
7LS2型滾筒采煤機主要技術指標
薄煤層滾筒采煤機應用實例
大同雲崗煤礦
IMC-200型雙滾筒采煤機，生產能力245t/h
SGB-630/220型刮板輸送機，運輸能力450t/h
SZB-730/75型橋式轉載機，運輸能力630t/h
DSP-1063/1000型膠帶輸送機，運輸能力630t/h
BZY-520型支撐掩護式液壓支架
支撐高度1.0～1.75m
初撐力3958 kN，工作阻力5100kN
大同雲崗煤礦
經濟效益
最高月產: 67741t
平均月產: 54790t
最高日產: 3258t
平均日產: 1803t
噸煤成本: 5.65元/t
大同雲崗煤礦
端頭斜切進刀與短工作麵
160m長工作麵與移架速度
薄煤層工作麵的長度定為150m
IMG-200型采煤機的采高為1.3～2.5m，當煤層厚度小於1.3m時要破頂臥底
IMG-200型采煤機整機功率小，無法切割頂底板
大同礦務局晉華宮煤礦
MG200/450-BWD型采煤機在該礦進行工業性試驗。
工作麵長度180m，走向長度1050m，煤厚1.45m，傾角3°，f=3，煤層賦存穩定，構造簡單
最高日產4018t，平均日產2607.15t，
最高月產95448t
最高工效40.18t/工，平均工效26.07t/工。
大同馬脊梁煤礦
煤層厚1.45～1.74m，f =3，傾角3°，工作麵長250m，走向長2500m，循環步距0.8m
4LS-6型采煤機，采高1.35～2.5m
LX（3B）1500-830型交叉側卸式輸送機，
運輸量1500t/h，電機功率2×375kW
LX（3B）1500-830型交叉側卸式轉載機，
運輸量1500t/h，電機功率160kW
ZZ 5200/11/18液壓支架，帶電液控製兼手動鄰架控製係統，支架高度1.1～1.8m
SSJ-1200/3X 200M架帶式輸送機，運輸能力1600t/h，運輸長度1500mm
大同馬脊梁煤礦
4LS-6型采煤機可無線電遙控
采煤機割煤速度可達7-8m/min是國產采煤機2.5倍，小時生產能力是普通薄煤層綜采麵的3.3倍
初期投資是普通薄煤層綜采麵的1.6～2.2倍，噸煤成本比普通薄煤層綜采麵低60%，投入產出比為1:5.6，普通為1:5.4。
最高日產7200t，最高月產15.7萬t
平均工效50.87t/工，最高工效66.78t/
大同同家梁煤礦
煤厚0.9～1.4m，工作麵走向長800m，傾斜長128m
ZYB4400/8.5/18型掩護式支架
SMG200-B型雙滾筒采煤機，采高1.0～1.8m
SGB-630/220W型刮板輸送機，運力450t/h
40型轉載機，運輸能力500t/h；
S7-80型順槽皮帶，運輸能力為700t/h。
最高月產40198t，最高日產2554t，四六製最高班產1649t，回采工作麵效率為26.7t/工
邢台顯德汪煤礦
工作麵長136.5m，煤厚1.5m，傾角12°，f=1.2。直接頂為厚3.75m的粉砂岩，老頂為厚2.7m細砂岩，底板為細砂岩
MG200-BM型采煤機，采高1.15～2.3m，機麵高度853mm，臥底量132.5mm
ZY2400-10/19液壓支架，支架強度0.47～0.51MPa，操作方式為鄰架控製，支架重量7.4t。 SGB630/150型刮板輸送機，輸送量250t/h
邢台顯德汪煤礦
年產達502600t，最高月產91672t，最高日產達4395t。
采煤機應和輸送機配套，以保證采煤機能在工作麵頭尾兩端割通
(1) 巷道寬度必須保證輸送機能滿足割通的要求
(2) 工作麵輸送機機頭與轉載機機尾的聯接采用交叉側卸式
(3) 轉載機機頭和皮帶輸送機機尾一體化；
(4) 采煤機選型時，工作麵采高應盡量處於采煤機采高範圍的中部
華鎣山廣能集團李子埡煤礦
ZY2600/07/20型薄煤層液壓支架，該支架具有後調架裝置
SGZ730/320型刮板輸送機、SZD-730/90型轉載機
回采煤層的平均采高1.2m，最低采高1.1m，煤層仰角7°, 頂板為12.72m厚的砂泥岩互層間薄層狀石灰岩，底板為厚2.55m的泥岩和粉砂岩
工作麵最高日產2471t，最高月產46300t
華鎣山廣能集團李子埡煤礦
該套設備的生產潛力沒發揮出來，原因是：
1) 該礦井為煤和瓦斯突出礦井
2) 機巷SD80×2×55型皮帶輸送機運輸能力小
3) 機巷斷麵為3.4×2.0m，造成工作麵輸送機與轉載機搭接高度不夠，常發生拉回頭煤的現象
4) 礦井電機車運力不夠
滾筒采煤機和單體液壓支柱 回采薄煤層
開灤林西礦
在1.1m的厚煤層，工作麵麵長135m
用單體液壓支柱支護頂板，用BM-100單滾筒采煤機落煤，用SGD-620/80型刮運輸機送煤
月推進44.5m，平均月產13665t，全員工效2.75t/工的成效。
螺旋鑽機采煤法
無人采煤工作麵中較為成熟的一種方法
開采圍岩不穩定的薄煤層和極薄煤層，邊角煤和各種煤柱
最大特點是不需回采工作麵，及工作麵內的采煤機、運輸機和支護設備
在巷道中用螺旋鑽采煤機就可將兩側各50～70m範圍內的煤采出
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麵內爬行的工作狀況
螺旋鑽機采煤法
螺旋鑽采煤機適用於煤厚0.45～1.5m，傾角在15°以下的煤層
新汶引進了兩台薄煤層螺旋鑽采煤機，分別在潘西和南冶煤礦進行了采煤工藝試驗,獲得成功.在引進使用的同時,對螺旋鑽機設備進行了7項技術改進,以便適應我國各種地質條件下薄煤層開采
螺旋鑽機采煤法
螺旋鑽機采煤法
連續采煤機巷柱式采煤法
（1）采掘合一
（2）設備少、投資省
（3）機動靈活
（4）機械化程度高
引進多套薄煤層連續采煤機設備，先後有大同四台礦、雞西小恒山礦、河南大峪溝煤礦等處使用，但使用效果並不理想，主要是對設備性能沒有很好掌握
薄煤層液壓支架選型要素
（1）支架選型 （2）支架結構
（3）應具有高強度 （4）應具有高工作阻力
（5）應具有高可靠性
（6）應具有高自動化程度
（7）應具有較大的伸縮比
（8）應滿足快速移架需求
（9）應保證有足夠的人行通風斷麵
（10）防漏矸性能要求
ZY3000/07/20型液壓支架
液壓支架電液控製係統 的基本的功能
1. 自動按程序執行各項動作
2. 監測功能
3. 智能化的控製
采用電液控製係統的效果
（1）大幅度地提高井下生產效益
（2）改善工作麵頂板支護狀況
（3）為實現井下無人工作麵提供了可能性
結 論
全國性的問題
一個係統工程
研究力量分散
作為重大課題
掘進率
全麵、係統的考慮薄煤層開采
謝謝大家！
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