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第 15 卷 第5 期 总第96 期 20 10 年 10 月 煤 矿 开 采 C oal mi ni n g T ec hnolo gy V o1 15N o 5 Seri es N o 96 O ctober 20 10 建设特大型 高效煤矿 的技术途径 薛建志 长春煤炭设 计研究 院 吉林 长春 130012 摘要 随着高效综采成套设备的发展 建设特大型高效煤矿已成为我国煤炭工业发展 的方 向 提 出了简化开采系统 采掘综合机械化 推行生产集中化 各生产系统与环节配套等建设特大型 高效煤矿的技术途径 关键词 特大型 高效 采掘机械化 生产集中化 系统配套 中图分类号 T D822 文献标识码 A 文章编号 1006 6225 2010 05 0 00 1 03 Techni cal A pproach of C onstructi ng E xtrem ely large and H i gh effici ency C oal M i ne X U E Ji an zhi Changchun Coal Desi gni ng Insti tute Changchun 130012 Chi na A bstract W i th th e developm en t of h i gh effi ci ency fu ll m echan i ze d m i n i n g com p lete eq ui p m en t con stru cti n g extrem ely large hi gh em ci encv coal m i nes has been a d evelopm ent ten dency of C hi n ese coal i ndu stry r li s paper p re sents a set of techn i cal app roach es of con stru tti n g extrem ely large h i gh effici en cy coal m i ne i n clu di n g si m pli fyi ng m i ni ng system reali zi ng m i ni ng and d ri vi ng m echani zati on p racti ci n g produ cti on centrali zati on and m atch i n g every p roducti on system and cycle K ey w ord s extrem ely large h i gh effi ci ency m i ni ng an d d ri vi n g m ech an i zati on p rod ucti on c en trali zati on system m atch 建设特大型高效煤矿 是煤炭企业减人提效 转变经济发展方式 促进科学发展 的重要途径 因 此 在特大型煤矿开采系统十分简单的条件下 选 用 国内外最先进的采掘技术装备并建立安全高效整 体配套工程 实现一矿一面的集约化生产 是我国 煤炭工业 的发展方 向 1 简化开采 系统 矿井高度机械化和高度集中化生产的发展 要 求开采系统尽量减少环节 更加合理化与简单化 目前 利用斜井开拓 分区通风 沿煤层布置倾斜 大巷 大巷两侧直接布置回采工作面 使井下生产 工艺和巷道布置大为简化 1 1 斜 井开 拓 在井工开采中 平硐 斜井 立井或相互结合 的开拓方式 必须根据煤层赋存条件和地面情况综 合考虑 因地制宜进行多方案比较选择 但在可能 条件下应优先采用斜井或平硐开拓 斜井或平硐开 拓方式施工技术简单 设备少 准备容易 准备工 期短和适应矿井提升 运输采用胶带输送机连续运 输方式 具有环节少 能力大的优点 随着强力胶 带输送机的推广使用 为特大型高效煤矿采用斜井 或平硐开拓提供了条件 斜井或平硐开拓采用强力胶带输送机提升 具 有长距离 高带速 大运量 运输连续化等优点 而且运行可靠 易于实现 自动化集 中控制 因此 特大型高效煤矿主井多采用斜井开拓 特大型高效煤矿的辅 助运输量 比较小 例如 井下不出矸石 巷道支护不用水泥 石材和大量的 钢材 每班下井人员不到 200 人 由于井下机 电设 备元部件质量 高 需要检 修 的设备 运量也小 因 此 矿井辅助运输 主要解决综采设备的高效运输 其次是材料和人员运输 在这种情况下 副井采用 斜井开拓方式 用无轨胶轮车运输 人员 材料和 设备由地面直达井 下工作面 形成 一条龙 运 输 极大地发挥斜井开拓的优越性 即使在煤层埋 藏较深时 只要没有斜井难 以通过的表土层 立井 和斜井相结合的混合开拓方式 往往 比仅用立井开 拓显示出更大的优越性 1 2 沿煤层布置倾斜大巷 过去我国设计矿井都采用水平大巷 上山或上 下山开采 没有倾斜大巷 的做法 在济宁三号矿井 设计 中打破常规思维方式 在井 田中部沿煤层倾斜 方向布置一组贯穿井 田倾斜方 向的 3 条倾斜大巷 收稿 日期 2010 03 05 作者简介 薛建志 1955 男 吉林榆树人 高级工程师 长春煤炭设计研究院总工程师 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 总第 96 期 煤 矿 开 采 2010 年 第 5 期 即胶带输送机运输 大巷 辅助运输大 巷 回风大 巷 改变了传统 的沿煤层走向布置水平大巷的开拓 方式 取消了采 区上下山 岩石 中巷和到煤层的联 络斜巷 3 个环节 在倾斜大巷两侧沿煤层直接布置 回采工作面 使井下生产 工艺和巷道布置 大为简 化 采用这种布置方式的神东 安家岭 榆树湾等 特大型煤矿也都取得了较好的经济效益 1 3 分 区开 拓 特大型煤矿井 田走向长 瓦斯涌出量大 井下 地温高时 不仅矿井初期井巷工程量大 贯通距离 长 建井工期长 辅助运输线路长 而且矿井风量 大 通风网路长 通风 阻力 大 为 了解 决这些矛 盾 我国新建的特大型矿井一般都采用分区开拓 分区通风 集中出煤 分区移交的开拓方式 建成 一 区 移交一区 早 出煤早回收投资 分期开拓将井 田划分成若干个分区 各分区设 各 自的进 回风井筒 构成各 自独立 的进 回风系 统和辅助运输系统 各分 区进 回风井筒可作为施 工期间的提升 运料 避免开拓施工与矿井生产相 互干扰 在生产时期作为通风井兼运料井及安全出 口 从而保证矿井安全生产 2 采用先进的采掘设备 开采系统十分简单的条件下 改革采煤工艺和 发展综合机械化 提高采掘设备的可靠性是建设特 大型高效煤矿的关键 因此 特大型煤矿采 掘设 备均采用国内外最先进 的设备 其特点是大功率 大生产能力 2 1 采煤设备 从表 1 中可看出 目前我国特大型煤矿工作面 装备模式 一种是全套引进国外大功率高效综采装 备 另一种是引进部分关键综采设备 如电牵引采 煤机 重型刮板 输送机 液压支架 电液控制系统 等 配以国产液压支架和胶带输送机 还有一种是 采用国内研制的全套国产大功率综采装备 上述 3 种特大型煤矿综采工作面设备都是国内外最先进的 大功率 高强度 高可靠性新一代采煤设备 补连塔和大柳塔矿全套引进国外大功率高效综 表 1 我国部分特大型煤矿综采工作面特征与装备 采设备 综采工作 面向 工作 面设 备重型化 工 作面大型化 的方 向发展 补连塔矿在煤层厚度 5 5 6 0m 条件下 采用引进 SLS00 型大功率采煤 机 装机功率 2140kW 生产能力 75t m i n 大采 高 D BT 液压 支架 工作 阻 力 2 x 5170kN PFS 1342 重型刮板输送机 输送量 4000t h 总电机功 率 2700kW 等综采设备 一个综采面年产量突破 10M t 实现 了采用全套 引进设备 一矿一 面一千 万 的目标 刘庄煤矿利用 引进 SLS00 型电牵引 采煤机 和 PM 4 电液控制系统 配以 国产 ZZ 1000 22 45D 型 液压 支架 SGZ1000 1710 型刮板 输 送 机 D SJ一 1400 型胶带输送机等综采成套设备 在 平均煤层厚 4 15m 基本顶来压明显 直接顶中等 稳定的条件下 一个综采工作面年产达 8M t 神东 2 昌汉沟煤矿采用国内研制 的全套大功率综采设备装 备的综采工作 面 在开采厚度 4 4 4 8m 条件下 利用 国产 M G 750 1815一 G W D 型大功率 电牵引采煤 机和国产大采高 ZY 8600 24 50 型两柱掩护式液压 支架一次采全高 2007 年产量超过 6M t 2 2 掘进设备 特大型煤矿综采工作面巷道掘进普遍采用引进 C M 系列连续采煤机与国产锚杆钻车配套作业线 和 引进奥钢联 A BM 20 型掘锚一体化作业线 确保 了 正常的采掘衔接 连续采煤机与国产锚杆钻车配套作业线适用于 双巷或多巷平行掘进 目前在神东 万利 晋城等 矿区及鄂尔多斯地区广泛推广应用 条件较好的神 东各煤矿使用连续采煤机快速掘进技术 煤巷掘进 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 薛建志 建设特大型高效煤矿的技术途径 2010 年第5 期 日进尺 160m 平均月进尺 2000m 以上 其 掘进速 度 比悬臂式掘进 机快 4 倍 多 现 已成 为 国内最 先 进 最快速的作业线 连续采煤机掘进作业线不适于单巷掘进 因此 淮南张集 神府冯家塔 兖州鲍店 鲁能上榆泉等 特大型煤矿都引进 奥钢联 A BM 20 型掘锚 一体机 用于大断 面单巷 掘进 平 均月 进尺 1000m以上 基本满足双高综采工作面推进速度的要求 3 生产 集 中化 从国内特大型高效煤矿的生产实践可知 在大 力发展采掘综合机械化 的基 础上实行 高度集 中生 产 实现一井一面的集约化生产模式是特大型高效 煤矿最主要 的特 征 也是矿井 节省投资 降低成 本 减人提效的重要途径 为此 建设特大型高效 煤矿 必须完善矿井 的各生产环节 适应特大型高 效煤矿所必备的条件和生产能力 例如东胜纳林庙 二号井 改革采煤方法 调整生产布局 同时 采 用重型化 强 力化 自动化 的装备 进行集 中开 采 集 约化 生 产 一个 矿仅 1 个 工作 面 日产 达 21200t 回采工效 273t 工 取 得 了很好 的经 济效 益 塔山 安家岭等特大型煤矿在合理集 中开采 集约化生产后 一矿集 中 1 个面生产 年产量都达 到 5 0M t以上 取得 了较好的效果 高度集 中生产的综采工作面特点是 工作面长 度大 采高大 走 向长 储量多 巷道断面大 1 工作 面长度 大 根据开采工艺及特大 型 煤矿的综采成 套设备 能力 工作 面长度选 250 300m 有利于充分发挥大功率设备 能力 提高重 型电牵引采煤机开机率 2 采高大神东上湾煤 矿 宁煤羊 场湾煤 矿 晋城寺河煤矿等特大型煤矿的综采工作面最大 采高已突破 6 0m 大关 羊场湾和寺河煤矿工作面 采高达到 6 2m 上湾煤矿为 6 3m 因此 特大型 煤矿综 采 工 作 面 一 次 采 全 高 时 采 高 选 3 5 6 3m 就能够提高产能 3 走向长 由于特大型煤矿综采工 作面采 用国内外最先进的技术装备 加快工作面推进速度 时 年进度可达 4000m 一个综采工作面装备重量 约 5500t 加大工作面推进 走 向 长度 减少搬 家倒面次数 是综采工作面长时间高度集中生产的 重要手 段 根 据 神 东矿 区 的经 验 工 作 面 推 进 走向 长度为 4000 6000m 较合适 4 储量多 特大型煤矿综采工作面最少可 采储量应为 4 5 M t 但从创立综采工作 面年产千万 吨角度考虑 工作面以可采储量达 10M t为最佳 5 巷道断面大工作面 回采巷道断面为 16 20m 能够满足大产量工作 面对通 风风量和风 速的要求 也能够实现无轨胶轮车把设备和材料直 接运到工作面 缩短综采工作面设备安装和回撤时 间 提高各生产环节 的运行效率 为高度集中生产 提供保障 4 全面规划 系统配套 特大型高效煤矿建设是一个复杂而庞大的系统 工程 设计时必须按照系统工程的思想方法 建立 与大功率 高效采煤机 生产能力相 匹配 的掘进 运 输 支护 通风 供配电及监控管理智能化等一套 完整的系统 构成 以大功率高效采煤机为核心的综 采面综合生产系统 使之整体协调 以获得最佳的 经济效益 长期矿井建设生产的实践证明 任何环 节之间脱节 系统之问不协调 都会损害和影响矿 井整体综合效益的发挥 这是设计必须切实加以避 免和防止 的 因此 全 面规划矿井 的综合生 产能 力 建立安全高效整体配套工程 是实现特大型煤 矿安全高效生产的重要手段和保 障 5 结束语 特大型高效煤矿不但简化了井下 的生产 系统 做到了集中生产 人力效率高 产量大 而且有很 高的经济效益 社会效益和环境效益 在有条件的 矿区 应积极改革开拓部署 优化巷道布置 使开 采系统更加合理化与简单化 以提高装备技术水平 为突破 口 采用重 型化 自动化和机 电一体 化装 备 推行生产集中化 并提高各系统与环节 的配套 能力 建设特大型高效煤矿 以期取得更高的经济 效益 向煤炭工业的现代化进军 参考文献 1 张喜武

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