煤矿厚煤层开采设备选型研究

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1、郓城煤矿厚煤层开采设备选型研究郓城煤矿厚煤层开采设备选型研究研究报告山东省郓城煤矿中国矿业大学（北京）二〇一三年一月68郓城煤矿厚煤层开采设备选型研究2国内外厚煤层开采状况2.1我国厚煤层采煤方法概况我国煤矿开采的现状及其发展我国煤层赋存条件多样，开采条件各异。经过半个世纪的采煤方法改革，发展了以长壁采煤法为主并兼容柱式采煤法的多种采煤方法体系。据不完全统计,我国当前的采煤方法有50多种，是世界上采煤方法最多的国家。我国的国有重点煤矿近水平及缓斜、中倾斜及倾斜煤层的可采储量分别占85.95%、10.16%及3.88%;薄、中厚、厚煤层的可采储量分别占18.66

2、%、36.07%及45.25%。20世纪末按不同煤层倾角产量比重为：近水平及缓斜煤层为87.98%(α<12°为57.89%)，中倾斜煤层为8.15%，急斜煤层为3.88%；按煤层厚度的产量比重为：薄煤层为6.73%、中厚煤层为47.88%、厚煤层为45.39%。2002年,我国原煤产量为13.93亿t，为1994年的40多倍,列世界首位。2002年，国有重点煤矿、国有地方煤矿和乡镇煤矿的原煤产量占全国原煤总产量的比重分别为51%、19%及30%。我国采煤方法有单一长壁采煤法（走向长壁采煤法，倾斜长壁采煤法）、倾斜分层长壁采煤法（倾斜分层走向长壁采煤法，倾斜分

3、层倾向长壁采煤法）、放顶煤、急倾斜煤层采煤法和柱式体系采煤法等。　长壁采煤法的发展为机械化采煤创造了条件随着长壁采煤法的发展，采煤机械化水平逐年提高。1975年及改革开放以来,国有重点煤矿采煤工作面主要生产指标取得显著进展我国是世界上应用水力采煤最早的国家之一。自1956年推广以来，逐渐稳定发展，产量占世界前列。特别是煤层厚度、倾角变化较大的不规则煤层中应用更能发挥其能力。2001年，国有重点煤矿综采工作面平均个数为298个，平均年产93.65万t；普采工作面平均个数为260个，平均年产为28.5万t；水采工作面19个，平均年产26.82万t；炮采工作面731

4、个，平均年产15.76万t。目前，我国针对厚煤层的开采方法主要有分层开采、放顶煤开采（特厚煤层采用大采高综放开采）、大采高开采三大类型。其中分层开采是指煤层厚度超过5m时，采场空间支护技术和装备无法合理解决时，为克服开采困难，把厚煤层分为若干中等厚度的分层来开采的采煤方法。放顶煤开采是指在厚煤层中，沿煤层或分段底部布置一个采高2～3m的长壁工作面，用常规方法进行回采，利用矿山压力或辅以人工松动的方法，使支架上方的顶煤破碎成散体后由支架后方放出，并由刮板输送机运出工作面。大采高是一个相对的概念，指与普通采高相比而言，大采高开采高度的值并没有严格的规定，有的文献将

5、普采高度大于2.5m时称为大采高，也有个别文献将放顶煤开采也称为大采高，可见大采高这个词的用法并不规范，在大多数情况下，大采高指的是大采高综采，即使用与采高相同的综采支架及配套设备进行一次采全高，开采厚度在3.5m以上。2.2国内外分层开采研究现状2.2.1国内外分层开采技术分析郓城煤矿煤层赋存较好，平均煤层厚度7.0m，如用分层开采技术，其开采技术主要有以下几个方面影响开采经济性因素：(1)分层开采巷道工程量以及施工维护费用高，是综放开采及一次采全高开采方法的1倍以上；(2)分层开采的设备搬家费用较贵，比综放开采及一次采全高开采方法增加1倍以上；(3)采用分

6、层开采方法时，需在下分层与上分层间留有0.5~1.0m的煤，这样就相对减少了工作面煤炭的回收量，使煤炭可销售量减少，同时，在开采过程中还需采用铺网等方式制造假顶，必将增加开采的材料消耗量；(4)分层开采方法与综放开采及一次采全高开采方法相比，其通风与防火将变得更加复杂，将不等不增加通风及防火费用。基于以上4点分析，分层开采同综放开采及一次采全高开采方法相比较，其经济性最差。68郓城煤矿厚煤层开采设备选型研究2.2.2分层开采技术难题(1)分层开采方法比其他两种开采方法的巷道系统更复杂，易导致矿井采掘接替紧张。(2)分层开采方法要求巷道掘进围岩控制技更苛刻，大大

7、增加了巷道围岩变形控制难度。(3)采用分层开采时，上分层开采需要增加铺网工序，下分层开采机道容易发生冒顶事故，这都将严重影响工作面推进速度，导致作面开采效率低下。(4)分层开采由于分层间需要留有一定的煤层厚度，以提高开采的安全性，这将严重影响了工作面开采的回收率。(5)与综放及一次采全高相比较，分层开采方法的效率最低。总之，对郓城煤矿特厚煤层开采时，采用分层开采从技术、经济、生产安全性以及高产高效方面均合考虑，均不是最佳的开采方法，因此不适宜采用此方法。2.3国内外综放开采研究现状2.3.1国内外综放开采现状放顶煤开采最早起源于欧洲。为了解决不稳定特厚煤层的煤

8、炭开采问题，1964年综合机械化放顶煤