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薄煤层开采技术精编课件.ppt

薄煤层开采技术精编课件

Miss杨
2019-05-25 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《薄煤层开采技术精编课件ppt》,可适用于工程科技领域

本门课讲授采矿有关方面较新技术学时主要为前七章内容。成绩构成:平时成绩期末成绩平时成绩:次左右考勤中间开卷测试期末考核:开卷考试只准带教科书一本wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn第六章*煤炭是不可再生资源。wwwjwcncisteducn由于持续不断地开采和机械化程度的提高,煤炭的厚煤层及中厚煤层储量减少,薄煤层的开采技术成为世界各国争相研究的采矿前沿课题。薄煤层的厚度小(m),在正常倾角下煤层的铅直高度大大低于人的身高,人工开采或人工操作开采难度很大,甚至不可能。所以发达国家普遍采用成套全自动采煤设备进行薄煤层无人操作开采。引言wwwjwcncisteducn薄煤层采煤分类wwwjwcncisteducn有支架支护和无支架支护支护分类采煤设备煤的聚集状态引言人员状况地下气化(气体)、传统开采(固体)wwwjwcncisteducn引言无人工作面采煤是指工人不出现在回采工作面内而是在回采工作面以外的地点操作和控制机电设备完成工作面内的破煤、装煤、运煤、支护和处理采空区等各种工序。wwwjwcncisteducn无人工作面采煤最大特点是使工人摆脱了较危险的工作地点使一些用普通方法无法开采或很难开采的煤层得到开发提高资源使用率。wwwjwcncisteducn薄煤层采煤方法wwwjwcncisteducn煤锯开采机械化程度、开采效率逐步提高螺旋钻机开采刨煤机综合自动化开采薄煤层滚筒采煤机开采wwwjwcncisteducn第一节煤锯无人工作面开采wwwjwcncisteducn支护煤锯每米安装一组碎煤刀,煤锯与牵引钢丝绳相连,使钢丝绳压紧煤壁,做往复切割运动,煤锯拉出一个槽沟,随着槽沟加深,煤壁在矿山压力的作用下,自行垮落破碎,然后靠煤炭自溜运出工作面。采用气垛支架该支架是由几个具有弹性的加固橡胶囊组成充入压缩空气后使其紧贴煤层顶底板支撑力Mpa左右。从德国先行应用我国主要在四川、广东等南方煤矿应用。wwwjwcncisteducnm刮板链上每m焊接扇形截齿作为碎煤刀wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn气垛支架wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn七台河东风煤矿等wwwjwcncisteducn第二节薄煤层螺旋钻机综采技术wwwjwcncisteducn螺旋钻采煤工艺是在巷道布置一台或多台钻机由钻头旋转落煤螺旋叶片旋转将落煤导入刮板输送机运出。wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn第二节薄煤层螺旋钻机综采技术wwwjwcncisteducn美国卡姆普顿单轴螺旋钻机美国奥盖尔马依涅尔单轴螺旋钻机按结构分:单轴式和多轴式wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn从乌克兰引进的BSHKDM型薄煤层用双轴螺旋钻采煤机wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn第二节薄煤层螺旋钻机综采技术wwwjwcncisteducn单轴式侧面钻进螺旋钻机正面钻进螺旋钻机双轴式侧面钻进螺旋钻机采煤主要设备螺旋钻机美国、前苏联均研制和采用综合螺旋钻机带有一个钻杆垂直煤壁正面带有二个钻杆按工作方式分:正面钻进和侧面钻进单向钻进和双向钻进wwwjwcncisteducn螺旋钻采煤工艺可以分为单向钻进或双向钻进两种在采用单向钻进采煤方式时钻机沿回采平巷的一侧钻进回采在本侧采完后再退回回采平巷另一侧的煤炭也可以向平巷的两侧钻进采煤。wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn沿煤层厚度扩孔同心扩孔沿煤层层面扩孔提高煤炭采出率降低煤炭损失。wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn螺旋钻机采煤法适应条件螺旋钻机采煤法为开采薄和极薄煤层开辟了广阔的前景适用于倾角deg以下厚度~m的煤层煤的切割阻力不大于kNm。螺旋钻机还可以用来开采边角煤和回收各种煤柱。尽管螺旋钻机采煤巷道掘进率高丢煤较多但用人少效益较好同时还可以使一些平衡表外的储量得到开采提高了工业储量多回收了地下资源延长了矿井的服务年限。wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn单轴mdashmdash双轴mdashmdash多轴大功率自动行走性能更可靠扩钻孔长钻进。发展趋势新汶矿业集团引进薄煤层螺旋钻机在消化吸收的基础上配套国产运输设备在井下成功完成了薄煤层螺旋钻无人开采技术研究。  一、螺旋钻采煤机的特点  螺旋钻采煤机钻头为()三轴联动式两边轴为可旋转的螺旋钻杆用于向外排煤中间轴为不可旋转的通风管道用于向钻孔内通风、供水,实现向钻孔内通风及内喷雾降尘降温提高钻头截齿的使用寿命安全可靠可在高瓦斯矿井使用。与单钻杆相比三轴钻杆的刚性、稳定性和定向性好侧向不易钻偏钻孔截面大采煤回收率高。该机一次采宽m采深上采m下采m适用于~m煤层倾角deg以下的各种硬度薄煤层单机设计日产可达~吨。()钻杆连接为内卡环式结构换装钻杆时能实现机械化操作拆、接钻杆时间短减少了辅助时间提高了生产效率钻杆前部装有微调装置可适用于煤层倾角度的起伏变化()钻机、液压泵钻、电控装置等为分体式在巷道内形成链式布置对巷道的适应性强。  二、薄煤层螺旋钻无人开采技术的显著成效  该采煤方法具有ldquo二无rdquo、ldquo五高rdquo、ldquo五少rdquo的特点。即工作面无人员、无设备相对~m煤层其它采煤工艺回收率高、效益高、效率高、安全保障系数高、投资回收率高系统环节少、用人少、掘进率少、设备配置少、材料消耗少。  实现了薄煤层单巷前进式开采。在一条巷道中前面掘进螺旋钻机组滞后前进式的采煤方法并且不用布置工作面回风巷降低了巷道掘进率有利于采掘接续。  实现了煤层洁净开采。钻采过程中遇到断层时退出钻杆减少了矸石采出量提高了煤质。  实现了回采工艺的单一化。螺旋钻机无人工作面开采工艺过程简单将传统的回采工艺的破、装、运、支、处五大工序合并由螺机钻采完成。第六章*第三节薄煤层刨煤机综采技术wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn刨煤机系统组成wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn刨煤机系统主要由刨头、刨头驱动部、刨头运行导轨及驱动、刨头水平调节系统、液压支架及其PM电液控制系统、工作面监测和控制系统、紧链装置和端部成组锚固系统等部分组成。wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn刨煤机系统的核心技术:wwwjwcncisteducn刨煤机电气自动化控制系统刨煤机需要向着大功率、快速度、高强度方向发展。包括PROMOS控制系统和PM液压支架控制系统其中PROMOS控制系统是整个自动化工作面的控制核心包括编程控制器、系统控制台、传感监控系统、故障检测闭锁系统、双工通讯系统、信息查询系统、冷却系统、喷雾降尘系统。wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn监控系统控制图wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn刨头在工作面的往返自动运行及液压支架的各种动作和输送机的推移均由计算机远程控制系统进行控制。wwwjwcncisteducn采动移自动化wwwjwcncisteducn工作面输送机的推移和支架的动作分别受PROMOS和PM控制,尾随刨煤机同步移向工作面推进方向推移,推移量等于刨煤机刨后的深度刨削的煤流自然落进溜槽或运输机,运输出工作面刨煤机在PROMOS的控制下,沿刨头的滑行道自行往返刨煤PROMOS控制系统wwwjwcncisteducn刨煤机工作时:工作面两端均采用端头斜切进刀刨头沿工作面往返刨煤然后合理调整工作面两端头和中部段刨深使工作面输送机始终处于平直状态。在刨头运行轨道采空区一侧安装在液压支架推移杆上的调斜千斤顶可用来实现底刨刀的调斜在正常生产中调斜千斤顶可人工操作使刨头下切或上仰以适应工作面在纵向上的起伏不平。wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn国外刨煤机采煤应用情况德国、法国、美国的薄煤层广泛应用刨煤机采煤:美国刨煤机产量占总产量的德国占法国占其捷克占波兰占。德国可称得起是刨煤机的故乡德国从年就开始使用刨煤机年代末刨煤机采煤机械化程度达到以上刨煤机采煤工作面推进面积增大了使商品煤产量增加了。wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn年第一套刨煤机系统(德国伊木比伦烟煤矿)德国威斯伐利亚贝克瑞特公司研制了SK(xKW)型拖钩刨wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnVe滑行刨可以应用在坚硬的煤层中拖钩刨、滑行刨系列、滑行拖钩刨、紧凑型刨煤机等系列并向动力刨、全自动化大功率型刨煤机方向发展。布朗公司最近生产的KHS一KHS一n型紧凑型刨煤机海茨漫公司生产的CAM单向旋转式连续刨煤机目前都处于国际领先地位。wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn刨煤机工作面液压支架wwwjwcncisteducnZZ系列支撑式支架ZY系列掩护式支架wwwjwcncisteducn刨煤机工作面刮板输送机wwwjwcncisteducn为了研制高可靠性的薄煤层输送机将用于重型刮板输送机的铸造槽帮整体组焊式中部槽的成熟技术移植到薄煤层输送机上整体溜槽高度较小输送能力大具有更高的可靠性。wwwjwcncisteducn世界刨煤机采煤技术呈现出以下两大特点:一是刨煤机的装机动率越来越大以德国为代表年代中期最大功率也只有Kw目前已达到Kw其体积向着紧凑型方向发展可靠性更高自动化控制程度更高。由于功率的增大使刨煤机的生产能力刨削硬煤的能力有了明显提高适应性增强使工作面过小地质构造能力增强给生产管理带来方便。二是刨煤机的适用范围不断扩大刨煤机不但用于采煤还用于开采其他矿物质效果明显。wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn我国应用现状铁煤集团与德国DBT合作,分别于年月和年月引进了我国第一套和第二套全自动化刨煤机综采系统。采煤机为VE型滚形刨采煤机,额定生产能力th,平均月产原煤万t。年晋华官矿引进德国刨煤机生产系统。新汶矿业集团华丰煤矿在大倾角厚煤层倾斜分层开采中采用国产刨煤机平均采高m煤层平均倾角゜个月共产煤万t平均月产超过万t。国内首个薄煤层刨煤机综采无人工作面年在大同煤矿集团公司晋华官矿一次性投产成功。根据监测该工作面最高日产将达到吨。wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn第四节薄煤层滚筒采煤机综采技术薄煤层采煤机技术上从电机单一纵向布置向多电机横向布置发展由液压牵引向电牵引发展由箱体之间有传动关系向无传动关系的积木式发展由有底托架向无底托架发展并逐渐研制出了具有双截割电机摇臂、适用于大倾角开采的四象限调速系统、中压机载等技术的交流电牵引采煤机。wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn薄煤层滚筒采煤机的研究始于世纪年代国外主要有Eickhoff的EDWLN型、DBT公司的EL型、Wirth研制的H型。国内较具代表性的有MGPWD型、MGWD型、MGWD型、MGWD型采煤机。wwwjwcncisteducnMGPWD型wwwjwcncisteducn薄煤层采煤机需要能够较好地解决机面高度、装机功率、过煤高度三者之间的矛盾这样才能发挥设备的适应性与可靠性。薄煤层液压支架的发展趋势是简化结构、高可靠性和电液控制。从薄煤层支架设计上采用新结构和高强度材料减薄结构截面增大必要的行人空间进一步完善科学化、人性化支架设计。wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn西安煤矿机械有限公司开发的MGGWD采煤机在神华宁煤集团梅花井煤矿综采工作面记忆截割功能已得到了很好的应用。wwwjwcncisteducn图三MGGWD型交流电牵引采煤机wwwjwcncisteducnldquo记忆截割rdquo是一种自动识别煤岩分界的技术。工作原理为:由采煤机司机操纵采煤机沿工作面煤层高低起伏条件先割一刀控制系统将行程位置与对应的截割高度等信息存入计算机以后在下一行程位置的截割高度均由计算机根据存储器记忆的工作参数自动调整。如煤层条件发生较大变化由采煤机司机调整(作为位置程序的微调)并自动记忆调整过的工作参数作为下一刀滚筒调高的参数。运行轨迹的修正可跟机或在远方通过监控电视完成。wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn实现薄煤层安全高效开采根本出路在于机械化大功率、重型化、小体积和高可靠性。螺旋钻机开采()留设钻孔间煤柱降低采出率()接长和缩短钻杆所用时间占工作时间比重较大。刨煤机开采:()适用范围受地质影响较大()总装机功率偏小刨头破煤能力不强()调高比较困难。薄煤层滚筒采煤机开采:适应性强、效率高、便于实现综合机械化但投资大、管理水平要求高。第五节薄煤层巷道综掘技术随着采煤机械化和综合机械化的发展大大提高了采掘工作面的开采强度和推进速度只有实现掘进机械化才能满足采掘平衡的要求。巷道施工方法主要有钻爆掘进和综合机械化掘进两种综合机械化掘进又分为悬臂式掘进机掘进和全断面岩巷掘进机掘进。wwwjwcncisteducn美国开发的微机控制液压钻车wwwjwcncisteducn悬臂式掘进机wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn巷道的综合机械化掘进配套技术配套转载技术:运输技术的落后是制约掘进技术发展的重要因素之一。目前国内掘进机通过采用桥式转载机与皮带机的配套使用实现了掘进机的连续性工作。配套锚杆支护技术:支护作业与掘进作业的不同步是影响快速掘进的一个主要因素。机载锚杆支护技术能发挥锚杆先进的支护技术同时从根本上解决掘进、支护不同步问题提高掘进生产率。配套机械除尘技术:一般喷雾除尘这种方式可靠性差、效果不理想除尘效率最高只能达到~而国外普遍采用的是干式综合降尘系统其降尘效率可达到。我国已研制开发了适合我国国情的掘进工作面高效降尘系统降尘效率可达到以上达到国际先进水平。wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn综掘作业线wwwjwcncisteducn主要适用于连续掘进的独头巷道长度大于m的条件下能充分发挥它高速度、高工效的优越性主要适用于巷道坡度变化大、掘进巷道长度较短的条件适用于装卸地点运输距离较短的条件且具有卸载仓在运输机运煤系统未建成前采用wwwjwcncisteducn国内薄煤层巷道综掘配套技术示例兖矿济宁二号使用掘进机桥式胶带转载机可伸缩胶带输送机作业线配备EBJTP型掘进机QZPR桥式胶带转载机SSJA型皮带输送机RTM锚杆钻机YT型风钻。汾西矿业集团贺西煤矿采用掘进机桥式胶带转载机可伸缩胶带输送机作业线配备EBZTY型重型掘进机QZP皮带转载机SP型皮带输送机MQTC锚杆钻机ZMD型煤电钻。巷道掘进断面为矩形timesm支护采用锚网梁索联合支护。wwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducnwwwjwcncisteducn第六章*第六章第六章*第六章

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