大同矿区薄煤层开采实践及发展方向.pdf

S C I - T E C H I N F O R M A T I O N D E V E L O P M E N TE C O N O M Y 2 0 0 7 年第 1 7 卷第 1 5 期 文章编号 1 0 0 5 - 6 0 3 3 2 0 0 7 1 5 0 2 9 2 ～ 0 2 收稿日期 2 0 0 7 - 0 3 1 5 太固矽 百簿爆层 开采 雾跋厦笈展方徇 张锦 大同煤矿集团公司高级技工学校， 山西大同， 0 3 7 0 0 3 摘要 回顾了大同煤矿集团公司薄煤层开采技术的发展历程， 介绍了我国薄煤层开 采技术的发展状况， 提 出了大同 矿区薄煤层开采的发展方向。 关键词 薄煤层； 矿井开采； 采煤机械 中图分类号 T D 4 2 文献标识码 A 由于受工作面空间的限制 ， 薄煤层一直是矿井开采的薄弱环节， 设 备的能力、 安装、 检修、 操作等均受到很大的限制， 且劳动强度大， 煤层生 产能力低。 单产水平低， 巷道消耗率高、 接替紧张， 故多数矿井丢弃薄煤 层， 资源损失十分严重。 1 薄煤层赋存条件及储量分布情况 截至 2 0 0 2 年底 ， 大同矿区侏罗系可采煤层共 1 5 层， 其中平衡表内 O ． 8 m 一 1 ． 3 m薄煤层储量为5 ． 7 亿 ￡ ， 核定可采储量为 2 ． 2 亿 t ， 主要集中在 7 号， 8 号。 9 号， 1 2 1 号， 1 4 3 号层。 煤层赋存为近水平， 部分区域含 1 2 层夹石， 硬度一般为户3 4 ， 地质构造较简单， 顶板为粉砂岩、 中粗砂岩， 多含有长石石英等结构， 坚硬难冒。 2 薄煤层开采的实践 薄煤层开采一直是大同矿区重点研究的课题， 1 9 9 4 年以前 ， 大同矿 务局引进了日 本 M C L E --D R 7 5 7 5 型落地薄煤层采煤机和中波合资生产 的 M G --3 4 4电牵引采煤机 ， 分别在燕子山矿和雁崖矿进行了生产实验， 但由于设计、 制造及管理等方面的问题 ， 采煤机故障较多， 被迫下马， 其 生产情况见表 1 。 1 9 9 5 年， 在马脊梁矿配套上马了日产 7 0 0 0 t 的薄煤层“ 双高” 工作 面， 引进美国 4 I ．s _ - 8 型采煤机， 英国L X 3 R 1 5 0 0 - - 8 3 0型运输机， 配套 国产Z Z --5 2 0 0 ／ 1 1 ／ 1 8 型液压支架 ， 累计生产原煤 7 8 0 万 t ， 最高月产 1 5 , 6 万 t ， 最高年产 1 5 2 万 t 。 1 9 9 7 年， 在晋华宫矿又投入了一套国产薄煤层综采设备 采煤机型 号为 M G 2 0 0 ／ 4 5 O wD ， 液压支架型号为 Z Y B 4 4 0 0 1 8 ． 5 ／ 1 8 ， 运输机型号 为S G Z --7 6 4 ／ 4 0 0 。 先后在南山井 9 号层 3 0 3 盘区， 河北3 号层 3 0 3 盘区， 河南 1 0 号层、 1 2 号层 3 0 1 盘区进行生产 ， 共采出 1 3 个工作面， 累计推采 长度为 1 4 5 7 0 I n ， 累计生产原煤5 3 0 万 t 。 特别是 2 0 0 3 年， 全年以 2 9 8 天 的生产时间， 薄煤层综采年产量达 1 0 1 ． 6 2 万 t ， 最高月产 1 6 ． 0 3 9 万 t ， 最 高日产6 7 6 6 t ， 最高班产 4 5 2 1 t ， 工作面开机率达到 8 9 ． 8 ％。 尽管我们在薄煤层开采中取得了一定的成绩， 但根据全公司薄煤层 开采设备的配套情况， 开采最低下限为 l | 1 5 In 。 低于此高度， 采煤机需割 底或割顶才能通过， 造成机电事故多， 煤质差， 故多数矿井在掘工作面 时， 煤层如低于 1 ． 2 In ， 便提前圈切眼， 甚至不作设计， 划归难采效益低煤 层， 造成 1 ． 1 In以下的薄煤层大量丢失。 另外， 半煤岩机械化掘进的问题未得到很好的解决 ， 单进水平一直 较低 ， 采掘接替紧张， 煤层生产能力低， 也是薄煤层弃采的一个主要因 素。 衰 1 采煤机生产情况表 t 3 国内薄煤层开采技术的发展 随着煤炭开采技术的发展， 薄煤层开采技术设备也不断进步， 较为 先进的有 以下几种 1 ， 德国 D B T 公司生产的刨煤机全自动化开采技术。刨煤机是一种 浅截式采煤机械， 系统设备由滑行刨煤机、 刮板输送机、 液压推进装置和 电控设备四部分组成。 其工作原理为 刨煤机采用刨削式的工作方法， 刨 头通 刨链沿运输机往复牵引落煤， 同时利用煤刨的犁形斜面把煤装入 运输机， 运输机与刨煤机形成一个整体， 利用支架推移千斤顶。 液压支架 一 般配备电液控制装置 P M 4 和电液阀， 从而实现落煤、 装煤、 运煤、 移架 等各工序的综合机械化。其糕 主要是截深浅，一般为 1 0 0 m m 一 2 0 0 m i ll ； 速度快， 牵引速度为 1 ， 8 r n ／ s 一 2 ． 2 m ／ s ； 结构简单， 块煤率高； 采高范围 大， 在 0 ． 9 In 一 2 ． 2 m ； 可调性好。 在运输机采空侧设置调斜千斤顶可适应煤 层的起伏变化； 顶板暴露面积小， 易于控制。 2 螺旋钻采煤法。 螺旋钻采煤法在我国刚刚起步， 主要用于薄煤层 开采， 属于一种无人工作面开采法。1 9 9 8 年， 我国从俄罗斯进口了两台 B Y T --3 M型螺旋钻采煤机， 在徐州韩桥矿进行了工业性试验。其工作原 理为 在巷道内稳设螺旋钻采煤机， 向巷帮钻孔采煤， 巷道内安装运输设 备运煤， 根据顶板岩性及矿压情况， 在钻孔间留设 O ．5 I n 一 1 ．0 I n 煤柱支护 顶板， 螺旋钻采煤机由自身的履带行走机构在巷道内移动。 2 0 0 3 年， 山东 新汶矿业集团公司引进了两台 B S H K --2 D M螺旋钻机 ， 已通过中国煤炭 协会 的技术鉴定。 3 薄煤层综合机械化开采技术。现国内薄煤层综采开采技术设备 主要有引进和国产两种，引进技术主要是德国艾可夫公司生产的L S 3 0 0 和美国久益公司生产的4 L 5 采煤机，较为典型的是我公司马脊梁矿的 7 号层配套设备。 国产采煤设备主要有 5 M G 2 0 0 - - B和 M G 2 0 0 ／ 4 5 0 - - WD等 机型。 典型配套设备为我公司晋华宫矿综采三队配套设备， 工作面生产 能力达到 1 0 0万 t 以上 。 4 薄煤层炮采工艺。此方法在山东兖州、 淄博， 四川华蓉等地应用 较好， 在 O ． 5 m 0 ． 8 m的煤层中， 兖矿集团北宿矿薄煤层炮采工作面年产 达到 6 o ． 1 1 万 t 。 4 大同矿区薄煤层开采的发展方向 大同矿区侏罗系煤层为低灰、 低硫、 高挥发分、 高发热量的优质动力 煤 ， 经过多年的开采， 加上周边小煤矿的蚕食破坏， 储量锐减， 因此发展 薄煤层高产高效机械化开采技术 ， 提高资源回收率， 对矿区可持续发展 具有非常重要 的意义 。 配套设备 生产情况 矿名 平均 最高 平均 最高 采煤机 支架 运输机 日产 日产 月产 月产 雁崖矿 M G _一3 4 4 Z z ． 一 5 0 c lo ， 0 ． 7 ／ 1 ． 4 S G Z B - 7 3 O ， 2 2 O 1 1 O 8 2 4 0 0 4 5 2 8 4 燕子 山矿 D R ． 7 5 7 5 Z Z _5 0 c lo ／ o ． 7 ／ 1 ． 4 S G Z B - 7 3 O ， 2 2 O 1 2 1 4 ．2 2 7 9 0 4 2 5 9 4 6 1 5 7 8 对于 1 ． 3 In以上的煤层，继续完善和改进现有薄煤层开采 设备， 提高单产水平。 现我公司薄煤层综采开采设备较为典型的是晋华宫矿综采 三队使用的国产 M G ／ 2 0 0 ／ 4 5 0 -- - WD电牵引采煤机配套 z Y B 一 4 4 0 0 ／ 8 ．5 ／ 1 ．8支架和马脊梁矿综采二队使用的 M ． 4 5 O ， 6 8 O 采 煤机配套 z z 一5 2 0 o ， 1 1 ／ 1 8 支架两套设备。 晋华宫矿综采三队年 维普资讯 科技情报开发与经济 S C I T E C H I N F O R M A T I O N D E V E L O P M E N T＆E C O N O M Y 2 0 0 7 年第 1 7 卷第 1 5 期 文章编号 1 0 0 5 6 0 3 3 2 0 0 7 1 5 0 2 9 3 0 2 浅淡余热 电厂的 铯 严 鑫 山西意迪光华电力勘测设计院， 山西太原， 0 3 0 0 0 1 摘要 介绍了工程设计的主要特点， 分析了烟气及烟气特性， 阐述 了热力系统及辅助 设备选择 ， 论述 了烟气脱硫过程。 关键词 焦炉余热； 余热电厂； 节能设计 中图分类号 T K 2 2 9 ． 9 2 文献标识码 A 根据国家和山西省的焦化产业政策、 环保政策， 结合山西省焦化工 业结构调整的战略部署， 决定拆除老式的旧焦化厂， 建设清洁型热回收 捣固式机焦炉； 可利用焦炉尾部高温烟气作为锅炉热源， 回收利用焦炉 余热发电的发电厂， 换热后的废气再经过脱硫排放。该项 目的实施对合 理利用资源、 保护环境、 提高企业经济效益具有重要意义。 本文以某焦化 公司的余热电厂为例， 对其能源进行合理利用， 使其达到节能、 环保的效 果 1 工程设计主要特点 这项工程总体规划按年产 8 O 万 t 焦炭建设， 炼焦炉燃料采用当地无 烟煤作为主配煤 ， 选用 QR D - --2 0 0 0清洁型热 回收捣 固式机焦炉。电厂建 设 规模按 3 0 MW 中温中压 机组建设 ， 配用 2 x 1 5 MW 凝汽式机组和 8 x 2 0 I ／ } l 余热锅炉 4 台锅炉配 1 台汽轮发电机组 。 锅炉加热热源为煤焦炉的烟气， 即热源只需要烟气的温度。结合焦 化厂焦炉的实际布置情况， 为节省投资、 充分利用现有场地， 8 台余热锅 炉分别布置在各个焦炉烟囱的侧面， 锅炉为露天布置； 汽机房设在 8台 锅炉 东西方向 中心线的南侧， 汽机房距离锅炉大约 1 8 0 m 。 由于汽机房和锅炉相距较远， 机炉台数又不匹配， 温度和压力较高 的主蒸汽管道和高压给水管道均有较长的厂区管道， 要视地形的情况采 用低支架和高支架布置。所以如何使机组各个系统运行稳定灵活， 检修 管理方便， 同时又节约投资， 是我们设计的主导思想和主要原则。 2 烟气及烟气特性 收稿 日期2 0 0 7 0 2 1 2 进口烟气温度 1 0 5 0 ℃ 偏差 5 0 ℃， 一 1 5 0℃ ； 进口烟气量 峰值为 4 6 0 0 0n m 安全校核值， 此时蒸发量为 2 2 I ／ } 1 ， 设计值为 3 9 4 5 0 ri m ％； 进 口烟气成分为 S O 2 1 4 9 0 m g ／ m ’ ， C O 2 7 ． 3 0 ％， H 5 0 2 0 ．5 0 ％， O 5 4 ．4 0 0 ／ 0 ， 6 7 ． 81 ％ 。 2 ． 1 烟气系统 焦炉来的烟气 1 0 5 0 ℃ 通过砖烟道进入余热锅炉 ， 经过锅炉过热 器、 省煤器介质的换热 加热锅炉给水， 使之产生蒸汽 ， 换热后的烟气温 度降至 2 0 0℃ 左右 ， 然 后进入湿式脱硫除尘 器 ， 净化脱水后 的烟气 经吸 风机进人烟囱排人大气 。 2 ． 2 除尘设 备和烟 囱选择 本期工程烟气处理设备选用某厂生产的高效脱硫除尘装置， 型号为 H C --P S ／ T S 2 5 。 该高效脱硫除尘器属于高新技术产品， 具有脱硫除尘效率 高、 系统阻力小、 运行成本低等优点。 每台炉用一座烟囱， 烟囱高度 6 0 m ， 出 口内径 d 2 0 0 0m m。 3 热力系统的拟定 3 ． 1 主蒸汽 系统 主蒸汽系统采用母管制和单母管切换制相结合的运行方式。 由 8 台 产能力已达到 j f 耵万 t 以上， 马脊梁矿综采二队2 0 0 3 年 9 月更新了国产 采煤机， 目前生产较正常， 在 1 ． 3 m以上的较低煤层中应用该类型的综采 设备， 支架配备电液控制系统， 生产能力保证在 1 0 0 万 t 以上， 是实现薄 煤层综采高产高效的有效途径。 应 用刨煤机 开采 1 ． 0 m 一 1 ．3 m的煤层 。根据上述煤层条件 ， 结合现 国 内薄煤层刨煤机开采的实践， 应用刨煤机全自动化开采系统是实现薄煤 层高产高效的有效途径。 我公司现 1 ． 2 m以下煤层开采难题还没有解决， 在 1 ．0 m以上的薄煤层中， 发展刨煤机开采技术， 是这类煤层高产高效开 采的有效途径 。 应 用螺旋钻 采煤 机开采 0 ．6 m一 0 ． 9 m煤层 。螺旋钻采煤法是一项新 引进的技术， 根据现有的技术资料分析， 该套设备是开采 O ． 8 m以下煤层 的理想设备， 具有工艺简单、 投资少、 效率高的特点， 可实现工作面无人 操作， 减小工人劳动强度， 提高安全可靠度。现我公司O ． 8 m以下的煤层 基本弃采， 如应用该方法， 从资源回收的角度上看具有重要意义。 责任编辑 邱娅男 第一作者简介 张锦 ， 男 ， 1 9 6 5年生 ， 1 9 9 4年毕业 于山西矿业学 院 机电设计专业， 工程师， 大同煤矿集团公司高级技工学校， 山西省大同 市 ， 0 3 7 0 0 0 ． Th e M i n i n g Pr a c t i c e a n d De v e l o p i n g Di r e c t i o n o f t h e Th i n - s e a m o f Da t o n g Co a l - mi n i n g Ar e a ZHANG J i n ABS TRACTT h i s p a p e r r e v i e ws t h e h i s t o r y o f t h e mi n i n g t e c h n o l o g y o f t h e t h i n s e a m i n D a t o n g C o a l Mi n e G r o u p ， i n t r o d u c e s t h e d e v e l o p i n g s i t u a t i o n o f mi n i n g t e c h n o l o gy o f t h e t h i n- s e a m i n o u r c o u n t r y ，a n d a d v a n c e s t h e d e v e l o p i n g d i r e c t i o n o f t h e t h i n - s e a m mi n i n g o f Da t o n g c o a l - mi n i n g a r e a ． KEY W ORDS t h i n - s e a m； p i t mi n i n g ； c o a l ma c h i n e ry 维普资讯