章村矿刨煤机开采工艺应用前景分析.pdf

科技信息 0矿业天地O S C I E N C E T E C H N O L O G Y I N F O R M A T I O N 2 0 0 8年第 1 5 期 章村矿刨煤机开采工艺应用前景分析 底 俊 臣 金牛能源章村矿 河北 沙河0 5 4 1 0 8 【 摘要】 本文介绍 了刨煤机 开采技术的特点和现状 ， 并结合章村矿薄煤层地质条件对 刨煤机开采技 术引进 的前景进行 了分析。 【 关键词J 薄煤 层； 创煤机 ； 全 自动无人工作面 金牛能源章村 矿 目前共有三 、 四两个生 产矿井 ， 年生 产能力 】 2 0 万吨。经过多年开采 ， 剩余 资源 中 1 ． 5米以下的薄煤 区域 占9 0 ％以上 。 走向长壁工作面 ， 液压支架配合滚筒采煤 机落煤 。 随着煤层变薄 ， 现有 工艺 出现块率低、 装煤效果差、 采高 向下调整空间有限等缺陷 ． 并一 定 程度上影晌了经济效益， 急需进行改进和提高。 一 、章村矿薄煤资源条件 章村矿现生产的三井 、 四井均有大量薄煤层 资源 。四井现有井 叫 范围内仅剩余一 2 0 0水平西翼 的三 个采区 ， 4 2 2 4、 4 2 2 2 、 4 2 2 6采 区， 平均 煤厚在 1 ． 1 5 ～ 1 _3米 ． 地质 条件 比较简单 ， 可采储量总计 6 2 7万 吨。此 外 ． 矿井南部扩大 区． 经规 划可采储量约 7 0 0万 吨， 地 质条件较简单 ． 平均煤厚 1 ． 3米 。 三井 8 煤层局部可采， 主要分布于 目前生产 的 3 9 1 8 采区 ， 平均煤厚 1 ． 1 5米 ， 地质条 件较复杂 ， 可采储量 1 0 9万 吨。总体 上 ， 章村矿薄煤资源厚度在 1 ． 1 5 ～ l _ 3米 ， 可采储量 1 3 2 0万吨。所有薄 煤资源均为高变质无烟煤 ． 发热 量不 高， 售价较低 ， 加之矿井服务年限 长． 生产成本较高 ， 近几年的平均 吨煤利润在 2 O 元左右 。 二、 现有薄煤层开采技术分析 由于薄煤层 开采 的特殊性 ， 目前 主要以炮采和机采为主 ， 机 械化 开采较成熟的工艺以长壁滚筒采煤机或刨煤机开采 、螺旋钻 机开采 、 连续采煤机房住式开采等 。 炮采机械化率低 、 员 工劳动强度大 ， 尤其在薄煤层 条件下劳动环 境恶劣． 将极大的限制生产能力 ， 对生产安全也不利 ； 螺旋钻机开采不 用进入工作面 ， 工人劳动强度降 低 、 劳动环境好 ， 有利 于安全生产 ． 但 是由于各个钻孔间 留有煤柱 ， 回收率低， 不适合走向长壁工作面开采 ； 刨煤机适合走 向长壁工作面开采， 与综采支架配合 ， 工人劳动强度低 、 生产效率高 、 煤炭 回收率高、 生产环境安全 ， 有较好的发展前景 三 、 刨 煤机开采的技术分析 1 ． 刨煤机开采工艺刨头在刨链牵 引下骑输送机往复运行 ， 刨 刀 切人煤壁把煤刨落 ， 同时利用煤刨 的犁形 斜面把煤装入输送机 ， 从 而 完成 了落煤和装煤 的两道工序 。刨煤机结构 简单 ， 运行可取 ， 维护量 小 ， 刨头可设计得很低f 约 3 0 0 ram ； 工人不必跟机操作 ， 可在顺槽控制 台进行操作。 但刨煤机对煤层地质条件要求较高 ， 它不能截割硬煤 、 粘 性煤 ， 不能随 时调 整采高 ． 刨 头与输 送机和底扳 的摩擦 阻力大 、 效率 低 。 因此 ， 刨煤机特别适用 于开采薄煤层和极薄煤层 。 刨煤机开采可用 于普采也可用于综采 2 ． 刨煤机设备 配套刨煤机 从 1 9 3 7年在 出现 到现在 ， 设备 不断 发展 ． 工艺 日臻 完善 ， 目前常见 的刨煤机主要分为动力 刨煤 机和净力 刨煤 机两类 。 净力刨煤机不 带动力， 借助刨链带动刨头运动破煤 ； 动力 刨煤机刨头带 由动力以增 加破煤效果 。 目前 国内使用 的刨煤机主要是 净力刨煤机 ． 按其结 构不同分 为拖钩刨 、 滑行刨和拖钩～滑行刨三类。 刨煤机开采工作 面主要设备有 支 护设施 设备 普采 的单体 铰接 梁或综采的液压支架 、 输送机 可 曲刮板输送机 、 刨头即其驱动 系 统 刨头 、 牵引链 、 刨煤机牵引装置等 。支护设施 设备用 于支护 顶板 ， 为工作面主要设备提供提供安全的空间 ； 输送机用 于将剥落 的煤炭运 走 ， 同时也为刨 头在工作 面的往复运动导 向； 刨煤机牵引装置通过牵 引链 带动刨头沿采煤工作面往复运动 ， 在运 动中刨刀不断刨落煤壁 的 煤炭 。刨煤机牵引装置一般位于工作面两端 口位置 ， 而控制 台则多安 放 于工作面上下巷内， 用于监控刨煤机 、 输送机等设备的运行 。 在采用刨煤机生产系统开采较 薄煤层时 ， 因刨煤机刨 煤速度快加 之采高低导致工作面 自由空间小 ， 包含刨煤机 、 自动化控 制系统 、 电液 控制液压支架等的全 自动刨煤机生产系统可实现无人工 作面生产 极 大的提高生产效率 和生 产安全性 ． 是最佳的选择。 目前 ， 国产刨煤机及相 关设备 ， 多为人工控 制或半 自动形式 ， 如 电液控制 液压支架 ； 国产 设备技术还不能实现全 自动生 产。国产的人 工控制 或半 自动控制的刨煤机生产 系统 ， 受技术水平 限制 ， 生 产能力 和效率与其他采煤方法相比并无 明显优势。 西方国家在刨煤机设备方 面技术先进 ， 已实现刨煤 机综采全 自动无人 工作 面开采 ， 但设备 投资 数额较大。 我国有多家煤炭企业先后引进德 国产全 自动刨煤机生产系 统 ，其 中包括 2 0 0 0年辽宁铁法小青矿、 2 o o 2年山西焦煤集 团马兰矿 等 ， 取得 了成功 。 3 危0 煤 机设备投资成 本分析刨煤 机生产 系统可行与否 ． 其投资 的大小很 重要 ， 关系到投入能否产生较好 的效益。 以下 ， 我们分 析三种 可能 的全 自动刨煤机生产系统设备投资方式 1 全套 引进 国外设备 在诸多 资料 中 ， 可以看到 ， 多数 引进技术 源 于德 国 ， 在山西 焦煤集团 的相关项 目中透露 ． 全套引进 的价格约为 1 ． 2亿元 2 0 0 2年时估价 ， 如 果现在引进 ， 考虑到欧 元相对人 民币升 值 、 近几年工业生 产原材料大幅涨价 、 世界 海运市场运费 价格 上涨等 因素 ． 引进价格将不会低 于 1 ． 2亿元 。这一价格对 于章村矿来 说是不 可能承受的 ， 所以这一方案不可行 。 2 国外核心技术 国产 设备 随着我 国制造 业的发展进步 ， 煤炭 相关设备 生产水平不断提高 ， 引进国外核心技术与 国产设 备结 合将 能 较大幅度 降低投资成本。据资料显示 ， 山西焦煤集 团刨煤机 自动化生 产线 就是采用 的这一模 式 ， 总投资约 8 0 0 0万元 2 0 0 2年时 价格 ， 较 1 方 式节约 4 0 0 0万元 。即使不考 虑各种涨价 因素 ， 按 8 0 0 0万元计 算 ， 相 当于 目前章村矿 8年利润总额 ， 也是难以承受的 ， 所 以这一方案 也不可行 。 3 联合科研 机构大力进行 国产设备 改造升级 随着 国际竞争的 加剧 ． 我 国制造业整体水平较 1 0年前有了较 大的提升 ， 机电一体化 技 术也有了较大进 步 ， 井下各类电器设备中数控技术应用越来越广 。全 自动刨煤机生产线所涉及的计算机技术 、 软件工程 、 电液控制技 术、 远 程控制技术 、 传感技术 等国内都已具备较高水 平 ， 唯一缺乏 的是 全 自 动刨煤机生产线成套集成 的相关技术。只要在这方 面下大力气 ， 就一 定能生产出我们 自主知识产权的全 自动刨煤机成套设备 。 预计科研经 费较大 ， 将不小于 1 0 0 0万 ， 其 他设 备投资如电液控制 液压支架 、 刨煤 机 、 自动化控制 系统 等均可在国 内生产 ， 参 照有关 资料预计在 3 0 0 0 ～ 4 0 0 0万元间 ， 总投资在 5 0 0 0万元左右。这一方案投资额仍然较高 ， 但 与前 两方 案相 比 ， 项 目成功后 自主知 识产权 与国产设备结合 ， 与进 口 设备相 比将有明显价格优势 。但科研进度和成 本的不确定性 ， 使项 目 面临极大风险。 四、 结论 综 上所述 ． 对于章 村矿现有薄煤层资源 而言 ． 刨煤机是一种有 引 进和利用前 景的开采技术 ． 有望大大提高薄煤条件下煤炭开采生产条 件和生产效率 ； 但从经济角 度讲 ， 上面所分析 的几种 方案投资额都 是 巨大的 ， 加之章村矿高变质无 烟煤 利润水平较低 ， 也增 加 了投资 的风 险． ．如果能有更低廉更实用全 自动刨煤机生产系统 ， 将使 章村矿 薄煤 层资源开采迈 上一个新 台阶 ， 带来较好 的经济效益和社会效益。 作 者简介 底俊 臣 1 9 7 7 8 一 ， 男， 河北 易县人 ， 2 0 0 1年 毕业 于河北理工 学 院采矿 工程 专业 ， 在金 牛能源章村矿技术部从 事采掘 生产技 术I作 ， 技 术主 管， 助 理 工程 师。 [ 责任编辑 张新雷 ] 维普资讯