薄煤层自动化开采介绍课件.ppt
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- 煤层 自动化 开采 介绍 课件
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1、 根据我国煤层厚度划分,厚度0.181.13 m属于薄煤层,小于0.18 m属于极薄煤层。我国煤炭储量大且赋存多样化,仅国有煤矿薄煤层储量比重就占20左右,地方煤矿薄煤层储量比重更大,且分布广泛,局部集中。如:薄煤层储量山东省占41,四川省占54.8,贵州省占46,阳泉、平顶山、徐州、开滦、铁法、七台河等大矿务局都占有较大的比例。根据整合前神东矿区煤炭资源统计,煤层厚度根据整合前神东矿区煤炭资源统计,煤层厚度在在1.362.50m煤层保有资源储量达煤层保有资源储量达99955万吨,占总资万吨,占总资源量源量10.76%,神东各矿都有该厚度煤层。神东各矿都有该厚度煤层。因此薄煤层自动化开采有以下
2、几点重大意义:因此薄煤层自动化开采有以下几点重大意义:有利于提高资源回收率,延长矿井服务年限有利于提高资源回收率,延长矿井服务年限 提高工人安全系数提高工人安全系数 有利于降低工人劳动强度有利于降低工人劳动强度 由于煤层薄开采作业空间小,工作条件恶劣,掘进率高,回采效率低,经济效益差,除特殊短缺煤种外,大部分薄煤层被暂时放弃,薄煤层开采一直成为困扰我国煤炭行业的难题。由于薄煤层开采存在着政策、技术、装备等诸多问题,多年来在各煤矿未得到应有的重视,特别是进入市场经济后,煤炭企业往往为了追求好的经济效益,使得很多矿区薄煤层开采处于停滞甚至倒退状况。薄煤层开采的产量比重在20世纪70年代以前,保持在
3、16%17之间,与薄煤层储量比例相近。80年代以来,中厚煤层机械化采煤技术快速发展,但薄煤层开采技术发展缓慢,薄煤层产量比重逐步下降,到1988年已降至10.93,到1996年只占7.32。随着各大煤矿中厚煤层的不断开采,薄煤层将逐渐增多,瓦斯突出问题越来越严重,有些矿已经到了不开解放层已无主采煤层可采的状况,如:兖矿集团目前薄煤层储量已占40以上。我国薄与极薄煤层的可采储量约为60多亿t,约占全国煤炭总储量的19%,而产量只占总产量的10.14%,远远低于储量所占的比例,并且产量的比重还有进一步下降的趋势。薄煤层的开采问题越来越突出,已是无法回避的现实问题。英国和美国主要采用滚筒采煤机长壁式
4、开采和连续英国和美国主要采用滚筒采煤机长壁式开采和连续采煤机房柱式工艺开采薄采煤机房柱式工艺开采薄(0.81.3m)和中厚偏薄煤和中厚偏薄煤层层(1.31.8m)。德国、法国、俄罗斯和比利时等国。德国、法国、俄罗斯和比利时等国广泛采用刨煤机自动化割煤,尤其是德国研制和使广泛采用刨煤机自动化割煤,尤其是德国研制和使用刨煤机的时间最长,技术水平最高。用刨煤机的时间最长,技术水平最高。美国美国Joy、德国、德国DBT和和EKF公司都开发了具有自动化公司都开发了具有自动化功能的滚筒采煤机,功能的滚筒采煤机,20世纪世纪90年代开始,德国年代开始,德国DBT公司开始研制电液控制系统。目前,该公司开发的公
5、司开始研制电液控制系统。目前,该公司开发的全自动化综采工作面成套设备已在神东榆家梁煤矿全自动化综采工作面成套设备已在神东榆家梁煤矿成功投入使用。我矿是在榆家梁煤矿的前提下利用成功投入使用。我矿是在榆家梁煤矿的前提下利用除煤机采用除煤机采用JOY生产的生产的7LS1A型,其余设备均用国型,其余设备均用国产化设备的又一个自动化综采工作面。产化设备的又一个自动化综采工作面。我国薄煤层的开采经历了几个发展阶段。20世纪50年代薄煤层开采主要使用炮采工艺;60年代开始使用深截煤机掏槽,爆破落煤;70 年代薄煤层机组得到较大发展,分别研制出不同类型的刨煤机,包括钢丝绳牵引刨煤机、全液压驱动刨煤机和刮斗刨煤
6、机等。1974年研制成功BM-100型薄煤层滚筒采煤机。90年代,天府矿务局和徐州矿务局,分别从俄罗斯和乌克兰引进了螺旋钻采煤机,2003 年新汶矿业集团也引进了2台三钻头的螺旋钻采煤机,用于薄与极薄煤层的开采,使一些用传统采煤工艺不能开采的薄煤层、极薄煤层得到有效开采利用。一、薄煤层采煤工艺特点薄煤层工作面采高低,要求采煤机机身矮,且要有足够的功率,通常功率不应低于100 200kW;机身尽可能短,以适应煤层的起伏变化;要有足够的过煤和过机空间高度;尽可能实现工作面不用人工开切口进刀;有较强破岩过地质构造能力;结构简单、可靠,便于维护和安装。根据这些要求,薄煤层采煤机分为骑输送机式和爬底板式
7、两类。骑输送机式采煤机由输送机机槽支承和导向,只能用于开采厚度大于0.180.19 m煤层。爬底板式采煤机机身位于滚筒开出的机道内,机面高度低,当采高相同时,与骑输送机式相比,过煤空间高,电机功率可以增大,具有较大生产能力,并且工作面过风断面大、工作安全,可用于开采0.160.18 m的煤层。二、薄煤层开采存在的主要问题和发展趋势(1)采用大功率电动机或多电动机以增大总装机容量。实践表明,采煤机的单机效能,在很大程度上取决于电动机功率的大小,只有大功率,才有高效能。薄煤层采煤机的技术关键是矮机身与大功率之间的矛盾,如何解决这一矛盾,是设计的难点和重点。由于薄煤层赋存条件变化较大(断层、夹矸、变
8、薄带较多),薄煤层采煤机截割坚硬矸石的概率比中厚煤层要多,带来的振动、冲击也要比中厚煤层频繁和剧烈,因此,整机结构的动态优化设计是今后应重点研究的问题。(2)改进螺旋滚筒的结构、完善液压系统以及提高电动机的性能;提高加工制造工艺和装配工艺的技术水平;更好地解决采煤机自动化及遥控的问题。(3)从有链牵引向无链牵引及电牵引方向发展。a、刨煤机、刨煤机:刨煤机作为一种刨煤机作为一种“浅截深、多循环浅截深、多循环”的采的采煤设备,对薄煤层、瓦斯大的矿井具有特煤设备,对薄煤层、瓦斯大的矿井具有特有的优势,而自动化工作面刨煤机不仅能有的优势,而自动化工作面刨煤机不仅能达到高产,而且也能最大限度地保证人身达
9、到高产,而且也能最大限度地保证人身安全。因此刨煤机将是实现薄煤层高产高安全。因此刨煤机将是实现薄煤层高产高效的有效途径。效的有效途径。刨煤机采煤自刨煤机采煤自20世纪世纪40年代在德国问世以来,很快就得到推广年代在德国问世以来,很快就得到推广和发展,成为薄煤层采煤机械化的强大支柱。原欧洲的主要产煤国德和发展,成为薄煤层采煤机械化的强大支柱。原欧洲的主要产煤国德国、波兰、俄罗斯、法国、西班牙等,使用刨煤机开采的煤炭产量占国、波兰、俄罗斯、法国、西班牙等,使用刨煤机开采的煤炭产量占总产量的总产量的50以上。在德国,以上。在德国,1.6m以下的薄煤层中,几乎全部采用以下的薄煤层中,几乎全部采用刨煤机
10、采煤,在刨煤机采煤,在1.6 2.2 m中厚煤层中也大部分用刨煤机采煤,当中厚煤层中也大部分用刨煤机采煤,当煤层厚度超过煤层厚度超过2.5m时,滚筒采煤机才占主要位置。据介绍,德国薄时,滚筒采煤机才占主要位置。据介绍,德国薄煤层煤层1.8m以下的以下的30多个高产工作面中,只有多个高产工作面中,只有1个滚筒采煤机工作面,个滚筒采煤机工作面,其余全是刨煤机工作面,刨煤机的日产量可达其余全是刨煤机工作面,刨煤机的日产量可达5000 t以上,年产量达以上,年产量达200万万t以上。在波兰,每年使用刨煤机的工作面平均以上。在波兰,每年使用刨煤机的工作面平均65个。在俄罗斯,个。在俄罗斯,每年使用刨煤机
11、的工作面达到每年使用刨煤机的工作面达到150多个。澳大利亚、南非等主要产煤多个。澳大利亚、南非等主要产煤国薄煤层工作面也都使用了全自动化刨煤机。使用刨煤机效率最高的国薄煤层工作面也都使用了全自动化刨煤机。使用刨煤机效率最高的是美国,它的薄煤层刨煤机工作面年产量可达是美国,它的薄煤层刨煤机工作面年产量可达300万万t以上。以上。德国德国DBT公司是世界上研制刨煤机最早、产量最大、技术水平最公司是世界上研制刨煤机最早、产量最大、技术水平最高的一家公司,曾研制成功多种拖钩刨、滑行拖钩刨、滑行刨等机型。高的一家公司,曾研制成功多种拖钩刨、滑行拖钩刨、滑行刨等机型。目前刨煤机的技术水平已发展到了采高目前
12、刨煤机的技术水平已发展到了采高0.63m,截深最大可达,截深最大可达300 mm,可刨煤硬度,可刨煤硬度f=4,刨速最高可达,刨速最高可达3 m/min,刨链达,刨链达42 mm,装,装机功率最大可达机功率最大可达 2800kW,铺设长度达,铺设长度达300 m。与德国与德国DBT公司相比,国产刨煤机从价格和服务上有其固有的优公司相比,国产刨煤机从价格和服务上有其固有的优势。如引进的刨煤机系统(包括刨煤机、刮板输送机及自动控制系统)势。如引进的刨煤机系统(包括刨煤机、刮板输送机及自动控制系统)高达高达600800万欧元,备件及维修费用更高,而且不能得到及时供万欧元,备件及维修费用更高,而且不能
13、得到及时供给。而国内同类设备价格只相当于其价格的给。而国内同类设备价格只相当于其价格的1/31/2,技术服务和备,技术服务和备件供应也快捷得多,如果国产刨煤机性能及可靠性能达到或接近引进件供应也快捷得多,如果国产刨煤机性能及可靠性能达到或接近引进刨煤机的水平,用户自然会优先选用国产刨煤机。刨煤机的水平,用户自然会优先选用国产刨煤机。中煤张家口煤矿机械有限责任公司从中煤张家口煤矿机械有限责任公司从20世纪世纪50年代末开始研制年代末开始研制刨煤机,是我国最早的刨煤机生产厂,通过和科研院所的合作,在早刨煤机,是我国最早的刨煤机生产厂,通过和科研院所的合作,在早期产品试验的基础上,经过多次改进,逐步
14、得到发展。如:期产品试验的基础上,经过多次改进,逐步得到发展。如:20世纪世纪70年代初推出的年代初推出的MBJ2A拖钩刨,八十年代初研制的拖钩刨,八十年代初研制的H26滑行滑行刨,分别在徐州、韩城、阳泉、平顶山等矿使用,对当时的薄煤层开刨,分别在徐州、韩城、阳泉、平顶山等矿使用,对当时的薄煤层开采起到了一定的推动作用。但由于其生产能力低,可靠性差,只相当采起到了一定的推动作用。但由于其生产能力低,可靠性差,只相当于国外六、七十年代的水平,已不能满足煤炭开采高产高效发展的需于国外六、七十年代的水平,已不能满足煤炭开采高产高效发展的需要。要。“八五八五”期间,张家口煤矿机械厂承担了国家重点企业技
15、术开发期间,张家口煤矿机械厂承担了国家重点企业技术开发项目项目薄煤层采煤设备薄煤层采煤设备强力刨煤机及配套设备的研制工作。强力刨煤机及配套设备的研制工作。刨煤机采煤工艺特点刨煤机采煤工艺特点刨煤机采煤是利用带刨刀的煤刨沿工作面往复落煤和装煤刨煤机采煤是利用带刨刀的煤刨沿工作面往复落煤和装煤,煤刨靠煤刨靠工作面输送机导向。刨煤机结构简单、工作可靠工作面输送机导向。刨煤机结构简单、工作可靠,便于维修便于维修;截深小截深小,仅仅刨落煤壁压酥区表层刨落煤壁压酥区表层,故刨落单位煤量能耗少故刨落单位煤量能耗少;刨落煤的块度大刨落煤的块度大,煤粉及煤粉及煤尘量少。煤尘量少。刨煤机采煤存在的主要问题和发展趋
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