采煤新技术与新装备.doc

采矿新技术与新设备的创新和应用 李安民 （山东科技大学采矿工程研究院） 1、大倾角极薄煤层综采获成功 国家级科研项目综合机械化大倾角极薄煤层工作面采煤在重庆能源集团南桐矿试 运行，并获得了成功，这填补了西南地区大倾角极薄煤层无综合机械化开采的空自，南桐矿在北工翼井下7507采煤作面对煤层厚度6080cm、倾角达40度、 工作面断面长220m，实施国家级科研试点项目之一的综采机组机械化采煤，在地质条件极其恶劣的情况下，该矿攻 克了运输机防滑的技术难关，利用采掘前穿层预抽、本层预抽、回采中卸压抽排本层和邻近 层瓦斯等综抽放瓦斯先进技术消除了煤与瓦斯突出事故，保证了对采煤工作面实施大倾角 极薄煤层的科工学试验。该综采作面于年2008年12月 10日开始安装仅用了17天时间便成功完成，进人试运行以来，通过技术革新自制柔性拦板彻底解决了飞歼伤人的难题，通过较短的磨合期该综采工作面运行正常月产煤达2万多吨，年产达25万吨 2、七台河分公司 攻克急倾斜薄煤层开采难关 黑龙江龙煤矿业集团 七台河分 公 司 矿 井的 薄煤层 比 率 高达82.4％平 均 厚 度 只 有0.86m。2007年初七台河分公司在 向阳煤 矿 的 对急倾斜 薄煤层 矿 井应 用 了急 倾 斜 薄煤 层 走 向 长壁分带仰斜采煤法 共产煤85.73万吨平均 回采率87.1％，至今工作面没有发生过重伤以上事故。据了解黑龙江省急 倾斜煤层80％为薄煤层，现有急倾斜煤层 资源储量 4.3亿t ，占全省煤炭资源总储量的 4.6％现有开采急倾煤层的生产矿井169处 占全省生产矿井的15％。专家组通过考察论证一致认为急倾斜薄煤层走向长认壁分带 仰 斜 采煤 法 适 用 于 倾 角45度以 上 煤 层 厚 度0.6m 至0.8m以煤层中硬及 上 顶底板中稳定 低 瓦 斯煤层 赋等 等 存条件 建议在 同类 条件矿井 中推广使用 采煤法该 3、河南煤层气公司破解松软煤层瓦斯治理难题, 据悉，河南省煤层气公司自主研发的煤矿井下定向压裂增透消突成套技术通过国家能 局组织的专家论证。国内瓦斯治理,权威专家通过评审和论证认为，此项，成套 技 术 有 效 破 解了松软,难抽煤层瓦斯治理世界性难题，在瓦斯防治领域达到 国内领先、国际先进水 据介绍，煤矿井下定向压 裂增透消突成套技术是由河南省煤层气公司承担的煤矿安全重大课题，主要是针对河南省低渗透煤与瓦斯突出煤层，通过实施井下定向压裂增透，使煤矿井下工作面前方煤炭充分卸压，透气性明显提高。瓦斯得到充分释放，工作面突出危险性和煤尘 冲击地压危险性明显降低。试验数据显示，使用这一成套技术后，煤层透气性持续显明提高 煤体水分大幅提高，煤炭开采中的尘粉产量大幅降低，井下空气质量明显改善，井下地应力 明显降低，通过对压裂液配比进行改变，能有效抑制煤层自燃和降低矿井地温。这一成套技 术 的节能减排潜力也较大，据测算 ，河 南 省 每 年 排 放 瓦 斯10亿 立方米以上，这一成套技术在河,以南省全面推 广应用后，可增加以瓦斯抽采和利用量5亿立方米以上，二氧化碳排放减少800万 t，二 氧化硫排放减少23万t可有效推进煤层开发利用产业的快速发展 4、华丰煤矿特采技术破解生产难题 山东新汉矿业集团华丰煤矿经过长期的理论研究及现场实践摸索总结出了一 整套复杂条工件大倾角条件下综采综放作面特殊开采技术，保证了矿井的安全生产及经济效益的不断提高。 随着矿采深人地压加剧，自然灾害突出，威胁着矿井安全开采。原来采用的采面单体柱梁支护模式因其支护强度有限无法满足深部大倾角开采。为解决这一开采难题，该矿研究应用了复杂条件大角下综放倾斜条件，采工作面特殊开采技术 该技术现场 可操 作性强 解决了大量技术与实践难题。形成了复杂条件大倾角条件下，的综采综放特殊开采技术体系 ，可在国内外大倾角综采综放工作面类似开采条件下，应用该技术的应用提高了矿井综合抗灾能力使华丰煤矿的4层煤6层煤的综合机械化技术成功 实现，克服了多个技术难题，保证了复杂条件下综采综放工作面的顺利开采 5、皮带给煤机双 向运行 系统研制成功 肥矿集团白庄矿成功研制的皮带给煤机双向运行系统，可提高工作效率50％。该矿所采7层 煤层较薄，采出煤多为煤矸石含量较高的半岩煤。平时常使用给煤机装载严重影响煤质。如直接用矿车扒装会影 掘进进度。针对这种情况，白庄矿研制了皮带给煤机双向运行 系统。该系统是在JDG141IFIS型 给煤 机 的 箱 体后 端割掉后侧箱板 将 皮带 延伸到大 巷 延伸出的皮带采用绳 架式 吊挂机身用螺杆式装置拉 紧 头尾滚筒 皆可做卸载用 从 而改给煤机单 向,运 行为双 向运行 工作 中 如果煤质较好 可直接使给煤机装载到主煤 流生产 系统 如果研石超标又可通过给煤机的反向运行到大巷装车，既保证了煤质又不影响掘进进度，该系统研制成功后，大大提高了特定现场条件下的生产效率。 6、新系统实现井下掘进无人操作 由中国矿业大学北京和石家 煤矿机械有限责任公司联合开发研制的国内首套掘进机 智能型恒功率自动成型截割与定位控制系统在内蒙古官板乌素煤矿并下进 行 试验并取得圆满成功。在煤岩巷道硬度为700MPA断面20平方米的作业环境下创造了月进尺1003m记录。该智能型恒功率自动成型截割与定位控制系统可安装在各种型号的掘进机上，使掘进机在巷道掘进过程中实现无人操作，在掘进机自动截割煤岩时，操作人员可利用远程监控系统 ，控制和检测掘进机的运行状态，实时掌握掘进情况，大大降低了工人的劳动强度，保障了工人作业安全。试验证明，该控制系统性能稳定可靠，可实现矩形、梯形、和拱形二种 巷道的自动断面截割，能根据截割阻力的不同，自动调节截割头牵引速度，具有轮廓自动截割成型和恒功率截割控制功能，具有遥控 远程监控 和掘进机定位功能，采用该控制系统的掘进机 截割巷道的成型质量好 不会出现超挖和欠挖现象 截割过程中可减少煤 尘视线 干扰 延 长设备使用寿命，能有效避免和减少煤矿井下重大人员伤亡。提高了我国煤矿掘进 安 全生产自动化水平 7、南澳能源开发公司攻克褐煤热解关键技术 内蒙古南澳能源开发有限公司首次建成具有较大规模的褐煤固体热载体法快速热解新技术产业化示范工程，现建成年处理原煤80万吨，年产提质褐煤60万吨年产煤焦油4万吨的生产能力，褐煤固体热载体法快速热解新技术产业化示范项目为褐煤的深度开发提供了一条先进的成熟的途径，突破了褐煤热解的关键技术，将快速干馏固体物料快速混合加热，半焦部分燃烧流化提升加热，原料煤流化脉冲提升、干燥、流化燃烧等相关技术的优化集成解决了从工业性实验到工业化生产过程中相关专用设备工业放大设计和与之配套的工艺技术问题。为褐煤大规模综合开发利用提供了可靠的技术支撑 8、陶一矿试验新式充填采煤工艺 河北邯矿集团陶一煤矿自2008年9月 以 来，在井下生产中尝用开试采高水材料放式充填技术，取得 了良好效果。该矿在此基础上总结经验根据充填工作面下段单体炮采的实际情况找出工作面直顶不控接跨落的方法，不受采动影保地响在充填工作面进行了高水材 料包式充填试验。至2009年 4月工作面机头充填28m 机尾充填26m工作面共计充填包体61个，该区工作面采高1.9-2.2m采空区直接顶除局部掉昨外，整体没有出现垮落现象，充填体在可观测范围内没有出现明显变形 9、北徐楼矿使用锚杆支护新工艺 山东丰源煤电北徐楼煤矿在西 风井3下 01工 作 面顺 槽 使了用 了 一 种 新 型 的 锚 杆 支 护新工艺，高强预应力让压锚杆支护满足了掘进的需求。该矿两风井 3下 01工作面顺槽正常段区沿3下煤层底板掘进域煤层平均厚度为7.3m，且煤层的节理比较发育，巷道的埋深大（大于800m）支护难度相当大，为解决这一技术难题，北徐楼煤矿根据设计原则，结合生产面的实际情况，最终与捷马公司及山东科技工大学合作，在 井3下01作面顺槽试验高强度预应力让压锚杆与鸟窝锚索支护系统，该支护系统采用高强度应力让 压锚杆结合鸟窝锚索金属网钢带联合支护的方式，取得了理想的支护效果 10、铜冠机械公 药剂解决黄金行业 滤 界过 世 难题 东北一家黄金矿业公司向安徽铜冠机械股份公司发出证明函称其长期堵塞的陶瓷过滤板经铜冠机械公司配置的化学清以洗剂清洗后80％上陶瓷过滤板能够用于正常生产滤饼及 水分能满足正常需要且改用气体反冲洗后，矿浆的浓度有所提显高，陶瓷过滤板滤饼厚度明 增黄金企业在使用陶瓷过滤进行矿渣脱水过程中其氰化尾渣过滤的问题。历来被业内视为 不治之症，具体症状是陶瓷过滤板长期堵塞，甚至暴裂，严重影响企业生产进度。铜冠机械公司环保研发室接受科研攻坚任务后立即开展攻关专门配置了清洗药剂，在实验室反复验证后派出专业人员携带特制药剂赶赴东北某黄金矿业公司清洗陶瓷板仅用10天的时间即成功破解了这一世界性难题 11、改进 电动轮控制柜 固定模式显成效 江铜集团德兴铜矿成功改进了电 动 轮 控 制 柜 固 定 模式 从而有效确保 了电动轮的安全运行 730E型电动轮控制柜原属 于悬挂式安装 仅靠4个螺栓固定在 电阻栅左侧 在 电动轮运行6000小时后 由于受震动的影 响 控制柜的 固定处分别 出现了撕裂 的症状 造成控制柜向下倾斜 导致动力 电缆线损坏及接触器无法正 常工作 直接影 响安为全生产 为解决这一 问题,2009年初 对控制柜原 固定模式存在的不 足 实施改进 一 方 面 选用大 垫 片 替换原厂 家 配 置 的小垫片 达到增强 四 处 固定点 的受力能 力 另一 方 面 通 过 测 量 与加工 及 时制作 出一块金 属 支撑架 将其焊接在 电动轮平 台与控制柜之间 把悬挂式安装改成立式安装 从而提高控制柜 的抗震能力 据悉730E电动轮汽车改进后投人运行至今 未发生一起控制柜断裂造成 的 电器故 障 不仅提 升 了设备 的完好率 而且还节约了一定数量的维修成本 12、桃冲矿业破碎机技改收效明显 马钢桃冲矿业公司选矿车间对PYB1650圆锥破碎机PYD1750圆锥破碎机的破碎两壁填充料进行技术改进，取得了良好的效果。近年来，随着矿石产能的进一步增，该矿的两台破碎机运行时间变长，破矿量增加，因而造成两壁过快磨损，破碎机两壁更换频繁，且每次更换都须重新浇灌两壁的背衬材料仅一次就需投人成2万多元为了用最低生成产本获取企业,最大的效益。选定用新型高科技产品环氧树脂替代原来价格昂贵的背衬胶，并获得成功。该填充料在常温下，即可进行填充，无需加热固化效果良好硬度适当收缩率几乎为零。对破碎两壁能起到很好的保护作用，有效延长了破碎机两壁的使用寿命减少了检修次数 13、用微波传感技术控制井下照明 一种新型节电技术在山东金洲矿业集团井下获得推广应用该技术通过借助微波探测 传感器检测物体移动，实现了对照明线路的自动开停控制，从而有效避免了无效照明，得到 了节能降耗的目的。此次推广应用的微波传感技术是通过在井下安装微波探测传感器实现对移动物体的实时监测，当移动物体进人探测范围时，微波探测传感器就会输出一个低频率的 电压来驱动外围电路自动开启照明电路。当移动物体离开探测范围，微波探测传感器又恢复到初始状态，从而自动关停电路自2008年9月以来,该公司在井下8个中段安装了此控制装置，共控制照明灯800余只 14、山西晋城煤业集团团研制成功自行龙门式锚护机 山西晋城煤业集团制成功研了自行龙门式锚护机。这种，自行龙门式锚护机集掘进、支护于一体，能在掘进机上方，通过与跨掘进机循环作业，实现前面掘进，后边支护，在条件允许时，还可以实现同步作业。可安装多台钻机，对顶板及侧帮同时进行钻孔锚固 实现多台钻机同时作业 其覆带式行走 方式 特 别适 应 井下巷道坡度大的特点 操作平 台可实现上下升降 支护立柱支撑顶板可起到临时支护作用 既可提高锚掘速度 降低工人的劳动强度 又可提 安全 能力高 保障 15、翟镇实现矿煤机遥控操作 山东新矿集团翟镇矿成功给井下机装上遥控器，针对井3407回采面采高较高，采煤过程中很易片帮职工在操作煤机时容易因为片帮造成伤人事故的情况，该矿技术人员积极与煤机厂家研制远距离操作装置，并成功应用该装置由机控器和煤遥信号接收装置组成 煤机司机用手操作遥控器 发送设定操作信号 遥 收装置安 在 电控接 装 煤机控箱内 负责接收 由遥控器发 出的信号 信号发 出后 司机可在5m以外 的地方对煤机进行开机机 和摇臂起落基本操等，保障了工作人员的安全操作