薄煤层开采综合机械化开采技术论述
采煤部分：
我国从20世纪60年代起始对薄煤层工作面综合机械化开采技术与装备展开研究，先后研制并生产了多种类型薄煤层工作面综采配套设备，但没有解决关键性技术装备问题，薄煤层开采成本高、单产低、效益差、工人劳动强度高等问题，一直未能得到有效解决。
一、回采技术现状
通过近些年的发展，国内薄煤层综合机械化开采水平已经大幅提高，并形成了三种主要的开采方式：刨煤机配液压支架综合机械化开采方法、滚筒采煤机配液压支架综合机械化开采方法、螺旋钻采煤法。
综合机械化采煤要达到高产高效，采煤机、刮板输送机和液压支架等主要设备(统称“三机”)的生产能力和有关技术参数必须匹配，有配合关系的结构尺寸必须互相适合。“三机”配套的核心环节是采煤机。现就各采煤方式的应用情况作一比较。
（一）刨煤机配液压支架综合机械化开采方法
核心部件是刨煤机。刨煤机在薄煤层开采中的应用十分广泛，主要适用于煤层倾角小于25o，工作面坡度稳定，煤体硬度小于25MPa、煤体硬度小于底板硬度以及地质条件稳定的煤层，如果煤体硬度大于25 MPa，则需使用动力刨煤机。
刨煤机块煤率高、煤尘小，结构简单、运行平稳可靠、易于维护和相对较低的能量消耗，采煤过程连续进行，工作时间利用率高。刨煤机可采没岑高度厚度仅仅相当于滚筒采煤机可采煤层厚度的60%，相对于其他薄煤层设备而言具有较大优势，因此在发达国家如德国、乌克兰、美国等得到广泛应用。现阶段，刨煤机的技术水平已发展到了采高0.6-3m，截深最大可达300mm，可刨硬度f=4，刨速最高可达3m/min，装机功率最大可达800kw，铺设长度达300m。
铁法小青矿采取国内配套的方式引进一套德国DBT公司全自动化刨煤机系统，271天生产煤炭106万吨，最高日产6480吨，小青矿全自动化刨煤机开采技术的成功极大地提高了国内煤炭行业使用刨煤机的积极性。
刨煤机的缺点和不足：适用范围受地质条件影响较大、总装机功率偏小以及刨头的破煤能力和刨硬煤能力不强、刨煤机部分元部件的寿命较短、调高比较困难、刨头与输送机和底板的摩擦阻力大、电动机功率的利用率较低。
（二）滚筒采煤机配液压支架综合机械化开采方法
核心部件是滚筒采煤机。滚筒采煤机适应于煤层厚度变化大的工作面，对煤层顶底板起伏变化适应性强，对含有夹矸煤层的回采效果良好，过断层能力强以
及对工作面长度要求比刨煤机短。
滚筒采煤机由于适应性强、效率高、便于实现综合机械化作业，因而发展迅速。它的整体结构、性能参数、适应能力、可靠性等诸方面，较之以往有了较大创新和提高。薄煤层滚筒采煤机是在中厚煤层滚筒采煤机的基础上发展起来的，它具有许多有点：1、积木式无底托架结构、液压螺母紧固、多台截割电动机横向布置、抽屉式不见安装等技术的应用，使得薄煤层滚筒采煤机结构更加简单，安装更加轻便；2、整体结构和传动方式的改进，使得滚筒采煤机的机身变得更窄、更低；3、采煤机功率的不断加大，以及电气调速行走和远程无线控制技术的应用，使得薄煤层滚筒式采煤机更能适应较复杂的开采地质条件；4、薄煤层采煤机比较适合小型煤矿的综合机械化开采。
（三）螺旋钻采煤法
螺旋钻采煤法是一种新型无人工作面采煤方法，也是一种开采缓倾斜薄煤层的新型采煤方法，可将煤层可采厚度由0.6-0.8m下延到0.4m，对开采松软煤层有极高的推广应用价值。螺旋钻采煤法的主要优点：1、投资较低；2、人员和机组设备全部在工作巷内，人员在宽敞直呼良好的巷道内就可将煤采出，安全状况良好；3、煤的可采范围达总面积的95%以上，可以多出煤，并充分释放瓦斯。
螺旋钻采煤主要存在的问题：
留设钻孔间煤柱和钻孔组间煤柱，降低了采出率；2、接长和缩短钻杆所用的时间占工作总时间的比重较大。
我国近几年引进了一些螺旋钻采煤机，取得了较好的经济效益。新汶矿业集团从乌克兰引进的2台薄煤层螺旋钻采煤机（适用于0.6-0.9的薄煤层），在传统开采方法无法开采的薄煤层范围内取得了突破。
二、薄煤层开采技术发展趋势
薄煤层比中厚煤层经济效益差的现实，决定了其开采技术及装备的相对滞后，尤其受条件影响，设备的安装、检修、操作等均受到很大的限制。此外，薄煤层生产能力低，单产水平低，巷道消耗率高、接替紧张等特点使得设备难以进行有效开采，部分条件极为复杂的薄煤层只能弃而不采，资源损失严重。
实现薄煤层安全高效开采，根本出路在于机械化。当前，开采技术和设备重要性凸显，尤其对中小矿井而言，精选适合薄煤层开采的液压支架、采煤机、运输机等“三机”配套设备，大功率、重型化、小体积和高可靠性的设备，实现工作面的自动化操作和控制是恰当的是实现矿井增产增效的有效手段。
掘进部分：
高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件，也是巷道掘进技术的发展方向。
一、高效掘进与支护技术现状
（一）煤巷高效掘进技术
20世纪80年代以来，我国对矿井设计进行了改革，取消了岩石集中巷布置方式，将开拓巷道和采准巷道布置在煤层中，增加了煤巷在井巷工程中的比例。目前，煤矿掘进巷道中大量的是煤巷，约占总掘进巷道工程量的70％左右。
我国煤巷高效掘进方式主要有3种：第1种是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线，也称为煤巷综合机械化掘进，在我国国有重点煤矿得到了广泛应用，主要掘进机械为悬臂式掘进机，它适应范围广；第2种是连续采煤机与锚杆钻车配套作业线，在我国神东、万利等矿区及鄂尔多斯地区进行了推广应用，主要掘进机械为连续采煤机，它需要多巷掘进，交叉换位施工；第3种是掘锚机组掘锚一体化掘进，仅在一些矿区进行了使用，目前处于试验阶段。
1.煤巷综合机械化掘进
煤巷综合机械化掘进由悬臂式掘进机、转载机、可伸缩带式输送机（或刮板输送机）、单体锚杆钻机、通风除尘设备及供电系统等设备组成。悬臂式掘进机是煤巷综合机械化掘进的关键设备，掘进机的性能对于提高掘进工效和掘进进尺具有重要作用。
我国煤巷悬臂式掘进机的研制和应用始于20世纪60年代，以30～50kW的小功率掘进机为主，研究开发和生产使用都处于试验阶段。80年代初期，为适应煤矿机械化生产发展的需要，我国引进了AM50型、S-100型掘进机两种为代表的机型，对发展我国综掘机械化起到了推动作用。同时，国内加强对引进机型的消化吸收工作，积极研制开发了适合我国地质条件和生产工艺的综合机械化掘进装备。经过近30年的消化吸收和自主研发，目前，我国已形成年产1000余台的掘进机加工制造能力，研制生产了20多种型号的掘进机，初步形成系列化产品。我国现用煤巷悬臂式掘进机主要技术性能参数见表1。
表1 我国煤巷悬臂式掘进机主要技术性能技术参数AM50 S-100 EBJ-120TP EBZ160TY S150J ELMB-75C EBJ-160SH 断面/㎡6～18 8～23 8～18 9～21 9～23 6～17 8～24
可截割硬度
60 70 60 80 80 70 80～100 /MPa
机重/t 26.8 27 36 51.5 44.6 23.4 53
总功率/kW 174 145 190 250 205 130 314
截割功率/kW 100 100 120 160 150/80 75 160
适应坡度/
（°）
16 16 16 16 16 16 16 系统压力/MPa 16 16 16 23 16 16 16
外形尺寸/m×m×m 7.5×
2.1×
1.65
12.2×2.8
×1.8
8.6×2.1×
1.55
9.8×2.55
×1.7
9.0×2.8
×1.8
8.22×2.5
×1.56
10.8×2.7
×1.5
生产厂家淮南佳木斯太原分院太原分院佳木斯南京晨光上海分院
AM50型、S-100型掘进机均为国外20世纪70年代的产品，设备功率小、机重轻、破岩能力低及可靠性差，仅适合在条件较好的煤巷中使用。近年来，我国相继开发了以EBJ-120TP型掘进机为代表的替代机型，在整体技术性能方面达到了国际先进水平，正在推广应用。EBJ-120TP型掘进机于2002年通过了中国煤炭工业协会组织的鉴定，2003年获中国煤炭工业科技进步特等奖，2004年获国家科技进步二等奖，目前已应用500多台。
我国研制的新一代煤巷掘进机具有以下技术特点：
1)整机结构紧凑、设计合理；
2)机身矮、重心低、工作稳定性好；
3)生产能力大、破岩能力强、适应性好；
4)采用液压马达直接驱动装载机构，结构简单，工作稳定，可靠性高，减少了维护量；
5)采用无支重轮履带行走机构和履带导向轮黄油缸张紧装置，提高了履带行走机构的可靠性；
6) 液压系统简单可靠，增设了自动加油装置，提高了液压系统的可靠性；
7) 电气系统采用了PLC控制，具有工矿检测和故障诊断功能。
近几年，国产掘进机在煤巷掘进中取得了较好的成绩，实际年进尺可达6 000～8 000m，基本满足了煤巷高效掘进的需要。2004年潞安矿业集团常村煤矿综掘一队采用 EBJ-120TP型掘进机，在大断面煤巷掘进中创月进680m的好成绩。2005年金峰集团寸草塔煤矿使用EBJ-120TP型掘进机最高日进尺为72m,月进尺905m。2005年鄂尔多斯宏景塔矿使用EBJ-120TP型掘进机日进尺达到了40m。
悬臂式掘进机在我国重点煤矿已普遍使用，发挥了重要作用。但由于是单巷掘进，且采用单体锚杆进行锚杆支护，掘进和支护不能平行作业，影响了掘进速度的进一步提高。
2.大断面煤巷连续采煤机高效掘进
连续采煤机是一种具有较大截割宽度的集落煤、装运及行走为一体的综合机械化掘采设备，在国外广泛应用于矩形断面的双巷或多巷快速掘进，以及短壁开
采，已成为现代高产高效矿井的重要设备。我国引进连续采煤机始于1979年，迄今为止大体经历了单机和成套设备引进两个阶段。目前我国神东公司、晋城煤业、万利公司、晋神公司、鲁能集团、伊东公司及伊泰公司等矿区使用连续采煤机近60余台，用于大断面煤巷的掘进和短壁开采。
连续采煤机掘进工作面设备配置按工作面运输方式一般分为两种：一种是间断式运输方式，工作面配置为连续采煤机、运煤车或梭车、给料破碎机、锚杆钻车、铲车及胶带输送机；另一种是连续运输方式，工作面配置为连续采煤机、锚杆钻车、连续运输系统、铲车及胶带输送机。连续采煤机在大断面煤巷掘进时，连续采煤机与锚杆钻车采用交叉换位作业方式，连续采煤机在运输巷道掘进的同时，锚杆钻车正在回风巷道进行锚杆支护作业，当连续采煤机完成一个掘进循环时，与锚杆钻车交换位置。为满足机器调动和运输的要求，两条巷道之间每隔50m掘一条联络巷。
我国神东矿区使用连续采煤机进行煤巷掘进取得了较好的成绩，平均月进尺在2 000m以上，并创造了多项全国纪录，为高产高效矿井生产准备提供了最佳技术途径。2005年神东公司榆家梁煤矿采用四个连采队，全年完成掘进进尺63 368m，其中月进尺最高达7 802m，为全国之冠。2004年神东公司上湾矿连采二队使用12CM27-11D型连续采煤机，掘进断面6m×4.4m,创日进尺163m，双巷掘进月进尺3 070m。2003年神东公司上湾矿连采一队使用单机三巷掘进，完成月进尺4 656m，创全国掘进纪录。除神东矿区外，在地质条件复杂的宁煤集团羊场湾使用连续采煤机煤巷掘进，最高月进尺达40m，月进尺1 000m。在我国连续采煤机实现煤巷高效掘进的使用经验表明，连续采煤机用于长壁工作面顺槽双巷及三巷掘进，完全可以满足高产高效综采工作面月推进速度的要求，而且掘进成本比采用悬臂式掘进机（如S100）降低160元/m。但由于需要较好的煤层赋存条件，不能实现单巷掘进，连续采煤机用于煤巷掘进具有一定条件限制。国内连续采煤机的研制工作正在进行中。
3.掘锚机组掘锚一体化掘进
为了实现煤巷快速高效掘进，适应锚杆支护技术的快速发展，世界主要采煤国的快速掘进装备在不断的发展，掘锚机组是适用于高产高效矿井煤巷高效掘进的掘锚一体化设备，是在连续采煤机或悬臂式掘进机的基础上发展的一种新型掘进机型。掘锚机组是将掘进与支护有机地组合起来，减少掘进与支护设备的换位作业时间，在同一台设备上完成掘进和支护工艺。目前，掘锚机组主要两种：一种是以连续采煤机为基础的掘锚机组；另一种是悬臂式掘进机机载锚杆机的掘锚机。
1) 掘锚机组。
掘锚机组在我国的应用还处于试验阶段，目前国内已有8台掘锚机组，其中7台ABM20掘锚机组和1台12CM15-15DDVG掘锚机组。
掘锚机组按作业方式划分可化为两类：一类是同时实现掘锚作业的掘锚机组；另一类是先截割后支护的掘锚机组。ABM20掘锚机组为第一类，
12CM15-15DDVG掘锚机组为第二类。ABM20掘锚机组是掘锚机组的典型代表，其作业方式是截煤和安装锚杆同时平行作业，即割煤滚筒联同装载运输机构整体向前推进割煤，与此同时，锚杆钻机则与发生履带主机架停在原位固定，锚杆钻机
向顶板的侧帮打眼安装锚杆。随后，行走机构带着机体及锚杆机向前移动，完成一个掘进循环。
2003年晋城煤业集团引进一台ABM20掘锚机组，在成庄矿四盘区4214巷道进行了试验，巷道断面为4.9m×3.3m。2004年1月开始试验，2月份掘进进尺为251m，3月份进尺为402m，4月份进尺550m。试验期间最高班进尺为12m，最高日进尺为30.4m，该套设备具备了月进900m的生产能力。
2003年神东公司引进一台JOY12CM15-15DDVG型掘锚机组，在乌兰木伦矿3-1煤63112运输巷和63114回风巷的掘进工作面使用。2巷道断面形状均为矩形，其中63112运输巷断面5.4m×3.4m。掘进作业时，掘进循环1.2m，当顶板完整，顶煤厚度在500mm以上时，循环进尺可放宽为12m，工作面最大空顶距为14.89m。月掘进进尺1 200m，锚杆支护数量4 020套。生产小班最少进尺为26m，日进尺最高为45m。
2005年兖州煤业集团公司鲍店煤矿使用ABM20S型掘锚机组最高班进尺21m、日进尺53m、月进尺1 100m（巷道断面为4.9m×3.2m）；山西鲁能电煤公司上榆泉煤矿使用ABM20型掘锚机组创出了月进1 388m(巷道断面17.5m2)的国内使用掘锚机组的最好成绩。
掘锚机组在我国的试验取得了初步的成功，但掘进进尺还有待进一步提高。由于机器庞大，对巷道条件要求高，适应范围较小。国内掘锚机组的研制工作正在进行中。
2）悬臂式掘进机机载锚杆钻机。
煤巷掘进过程中，掘进机掘进与巷道顶板支护之间的矛盾一直未能很好的解决，尤其是巷道采用锚杆支护后，支护时间所占比重过大，使得这一矛盾尤为突出。我国曾在掘进机上机载锚杆钻机的研究上作了一些有益的尝试，相继研制了与AM-50型号和S100型掘进机配套的机载锚杆钻机，同时在20世纪末也引进了带有多台锚杆机的英国LH1300H型掘进机和日本MRH-S220型掘进机。但这种“机载锚杆机”与国外掘锚机组有相当大的区别，因为悬臂式掘进机在设计时未考虑锚杆机配置问题。
综上所述，连续采煤机及掘锚机组适用于适合锚杆支护的煤巷高效掘进。在这类巷道条件下，连续采煤机及掘锚机组能够发挥其优势，具有成巷速度快、掘进工效高、巷道成型好、工人劳动强度低等优点，特别是大断面煤巷掘进优点更为突出。
（二）半煤岩巷高效掘进技术
我国煤矿除煤巷外还有大量的半煤岩巷道需要掘进，主要为薄煤层以及
2.0m以下中厚煤层巷道，约占总掘进工程量的20％左右。半煤岩巷道是指在掘进断面中，岩石面积占断面面积的20％～80％的巷道。
我国重点煤矿半煤岩巷的掘进基本上采用半煤岩悬臂式掘进机机械化作业线，半煤岩掘进机以中型和重型机为主，截割功率在120kW以上，机重在35t
以上。煤矿现用主流半煤岩巷悬臂式掘进机以EBJ-120TP 型、EBZ160TY 型及
S150J型三种机型为主，占半煤岩掘进机使用量的80％以上。
掘进机在半煤岩巷道掘进机过程中由于岩石所占比例大，在机器选择时主要考虑以下几个方面：
1）机重大、重心低、工作稳定性好；
2）破岩能力强，截齿单刀力大；
3）元部件可靠性高；
4）系统简单可靠，便于维护。
煤科总院太原研究院研制的EBJ(EBZ)系列半煤岩巷掘进机，采用大、小截割头2种配置方式，大截割头适应煤巷高效掘进，小截割头适应半煤岩巷掘进。EBJ-120TP 型小截割头平均截齿单刀力在4 500N以上，EBZ160TY小截割头平均截齿单刀力甚至达到了8 000N，截齿单刀力大，保证了破岩能力，真正满足岩
石硬度为f＝6～8半煤岩巷的掘进。
对重型大功率掘进机来说，当截割煤层时，因截割阻力较小，这时需要提高截割速度来提高生产率；当截割岩石时，截割阻力较大，为避免截割电机过载，同时也为减少截齿损耗，这时应降低截割速度，同时增大截割单刀力。EBZ160TY 型掘进机采用恒功率双速截割电机，这种方式调速方便，且高、低速时电机功率恒定不变，低速时单刀力增大一倍，是同类机型的1.5～2倍，整机截割能力明显加强。
平煤集团所辖矿区井下地质情况复杂，断层多，煤层薄，煤层中多有夹矸，
夹矸厚度一般为300～400mm。因此，掘进机要经常切割硬度为f＝6～8的岩石。
EBJ-120TP型掘进机现已成为半煤岩巷掘进的主力机型，全公司使用近50台，分布在平煤集团下属的各矿，这些机器基本用于半煤岩巷道的掘进，因适合矿区井下工况和地质条件，使用效果非常好。2004年6月，平煤集团六矿使用
EBJ-120TP型掘进机创半煤岩巷掘进月进816m的全国纪录。
薄煤层含硬硫化铁结核半煤岩巷掘进是兖矿集团面临的一个主要问题。兖矿煤层平均厚度为1.0m，煤层中含有硫化铁结核，其硬度系数集团南屯煤矿16
上
超过12，底板为铝质泥岩，平均厚度1.0m，遇水膨胀、松软，采用综掘机械化施工难度大。为探索薄煤层半煤岩掘进新工艺，提高巷道单进水平，经过充分调研，选择EBJ-120TP型掘进机作为掘进设备。试验期间，先后创出最高班进9.7m、日进26.4m、月进605m的同类条件国内一流水平，大大减轻了职工的劳动强度，取得了良好的效果。目前，兖州矿区半煤岩掘进机在用数量已达到10余台。
EBZ160TY型掘进机已在新汶、平顶山、汾西、西山、鄂尔多斯等矿区使用。EBZ160TY型掘进机在新汶矿业集团已推广十几台，新汶翟镇矿使用EBZ160TY型掘进机掘进3203中间巷，属半煤岩巷，月进尺达486m，是炮掘的3倍。
（三）岩巷高效掘进技术
目前，国内岩巷施工仍以钻爆法为主，岩巷悬臂式掘进机在我国正在进行试验。以钻爆法为主的岩巷机械化作业线，主要有二种，一种是气腿式凿岩机配耙斗式或铲斗式装岩机作业线；另一种是全液压钻车配侧卸装岩机作业线。第一种
在我国应用较多，掘进速度一般为60～70m/月。第二种在我国应用较少，据统计，2005年全国重点煤矿全液压钻车在用台数为27台，掘进进尺为6 200m。
1.全液压钻车配侧卸装岩机岩巷高效掘进
我国大断面岩巷快速高效机械化综合配套作业线以CMJ17履带式全液压钻车配ZC-3履带式侧卸装岩机为代表，在岩巷掘进中取得了较好的成绩。CMJ17履带式全液压钻车主要优点：①双臂凿岩，凿岩速度快，工作效率高，凿岩速度可达0.8～2.0m/min；②液压系统先进，设有凿岩机自动返回及防卡钎装置，操作方便，安全可靠；③机身小、结构紧凑、重心低、机动灵活，采用履带行走方式，工作稳定，爬坡能力强，对工作面、顶板、侧帮、底板均能全断面凿岩作业；
④采用模块式结构，拆装方便，动力单一化，能耗低，噪音低，可大幅度改善工作环境，提高施工效率和施工质量。国产履带式全液压钻车主要技术参数见表2。
表2 国产履带式全液压钻车主要技术参数
技术参数CMJ17 CMJ17A LC12-2B
钻孔速度/m·min-1 0.8～2 0.8～2 0.8～2
钎杆长度/m 2.745 2.745 2.745
孔径/mm 27～42 27～42 27～42
孔深（一次推进）
/m
2.13 2.13 2.5
适应断面(宽×高)/m 2×2～5.02×
3.53
2×2～5.02×
4.23
2×2～5.972×
4.6
行走速度/km/h 3 3 3
爬坡角度/% 25 25 25 配凿岩机型HYD200 HYD200 HYD200
外形尺寸/m×m×m 7.2×1.03×
1.6
7.2×1.03×
1.8
7.2×1.2×1.8
电机容量/kW 45 45 55
电压等级/V 660或380 660或380 660或380 整机质量/t 8 8 9
该机械化配套作业线主要具有以下特点：
1）凿岩和装岩速度快，单进和效率高。大断面岩巷钻凿70余个炮眼，液压钻车可在60min内完成，而气腿式凿岩机需200min；侧卸装岩机生产效率比普通耙斗装岩机提高2倍，凿岩速度和装岩生产率的提高，促进了单进的提高。
2）劳动强度低，人员少，安全可靠。
3）实现了大断面岩巷的全断面一次钻眼、一次定炮、一次起爆、一次支护的掘进技术，保证岩巷全断面支护的整体性，提高了支护质量。
开滦集团公司钱家营矿－850m水平东翼轨道大巷，半圆拱形断面，锚喷支护和锚网喷支护，掘进面积为5.1m×3.85m，掘进面积16.84m2，采用CMJ17履带式全液压钻车配ZC-3履带式侧卸装岩机作业线。2005年累计进尺1 202.6m，折合标准岩巷1 648.6m，平均月进尺100.2m，折合标准岩巷月进尺137.4m，工效为2.18m/(工·月)，实现了快速、高效施工。
2.全岩巷重型悬臂式掘进机掘进
重型悬臂式掘进机用于大断面岩巷的掘进在我国处于试验阶段，新集能源股份公司、新汶矿业集团、淮南矿业集团及平顶山煤业集团公司等企业先后引进了德国WAV300、奥地利AHM105、英国MK3型重型悬臂式掘进机共4台。
目前国内使用的掘进机截割岩石硬度仅为60～80 MPa左右，在遇到断层多、地质条件复杂的岩层时，极易趴“窝”，掘进效率低下。AHM105型巷道掘进机是奥地利奥钢联公司的巷道掘进设备，已在美国、澳大利亚、南非等国使用。新汶矿业集团公司经对比分析，认为AHM105型掘进机比较适应复杂的地质条件，于2006年引进1台。AHM105现在用于龙固矿北区辅助运输大巷的掘进，该巷道为全岩巷道，巷道断面，净宽5.64m,净高4.5 m。AHM105掘进机是从2006年10月开始使用，三个月累计进尺240m，消耗截齿35把，最高日进尺6m，曾实现
15d进尺90m。截割最硬的岩石为细砂岩，硬度为f＝10左右，日进尺2.4m。试
验反映机器的稳定性好，故障点少，遥控器的使用给操作带来了方便，但存在拱形巷道成型比较困难和湿式除尘器使用效果不好等问题。
岩巷机械化高效掘进也是淮南矿业集团岩巷掘进面临的技术"瓶颈"问题，通过调研、论证，提出了引进岩巷掘进机的技术方案。MK3型重型掘进机是由英国多斯科公司生产制造，具备岩巷掘进月进尺300m以上的能力。目前该机正在潘二矿进行试验，掘进巷道为半圆拱形，断面5.4m×4.2m，全岩巷道，岩石为石
英砂、钙质砂岩，硬度系数f＝4～5。使用两个半月，累计进尺300m，最高月进
尺180m，截齿消耗0.5把/m，其中含有一段长10m左右，夹有4m厚的白砂岩，
岩石硬度f＝7.2。试验反映配备的断面显示功能对巷道超挖控制较为实用，但铲
板前伸功能作用不突出，掘进面降尘效果不好。
虽然全岩巷重型悬臂式掘进机在我国煤矿的应用还处于试验阶段，但代表了岩巷掘进技术的发展方向。
（四）煤矿锚杆支护技术
巷道支护技术是煤炭开采中的一项关键技术。安全、合理、有效的巷道支护是保证矿井实现高产高效的必要条件。近年来，煤巷锚杆支护技术发展极为迅速。由于这种支护方式具有支护效果好、成本低等诸多特点，它的广泛采用给煤矿企业带来巨大的技术经济效益。锚杆支护已经成为巷道支护的一个主要发展方向。
目前，锚杆支护技术已在我国高产高效矿井中得到了广泛应用。从薄及中厚煤层回采巷道，到综采放顶煤工作面沿煤层底板掘进的全煤巷道；从顶板比较稳定的煤巷，到复合、破碎顶板巷道，从实体煤巷，到沿空掘巷，从小断面巷道到大断面开切眼，锚杆支护的使用范围越来越广，为矿井实现高产高效创造了良好条件。我国锚杆支护技术已形成了成套技术，包括：巷道围岩地质力学测试技术；锚杆支护动态信息设计；高强度锚杆支护材料、树脂锚固剂、W钢带及其轧制技术、特种锚杆与锚索支护技术；锚杆支护施工机具；锚杆支护监测仪器与技术。
在锚杆支护技术中施工机具起着非常重要的作用，它直接影响锚杆施工质量和施工速度。锚杆钻机按结构形式可分为单体式和钻车式两类，钻车式又分为履带式和胶轮式；按钻机破岩方式可分为旋转式、冲击式和冲击旋转式；按钻机动力形式可分为液压、电动及风动式。目前我国煤矿综掘巷道锚杆钻机以便携式单体锚杆机为主，连续采煤机掘进巷道以履带式锚杆钻车为主。从现场使用情况分析，风动单体锚杆机使用量大，应用范围广，经过近年来的提高和完善，可靠性和使用寿命都有所提高。与连续采煤机配套的CMM25-4型四臂锚杆钻车煤科总院太原研究院已研制成功，并批量生产。
CMM25-4型四臂锚杆钻车样机从2005年8月27日到11月27日在中国神华能源股份公司神东煤炭分公司补连塔煤矿井下进行了历时3个月的井下工业性试验。共打锚杆14 400根，日最高记录384根，班最高记录140根，最高小时锚杆数72根。实践证明，整机及部件各项性能指标完全能够满足井下生产需要和设计要求。其中行走系统、锚钻系统、除尘系统、电气系统性能优于引进机型。
二、煤巷机械化掘进高效作业线
煤巷是煤矿掘进量最大的巷道，高效综采工作面的快速推进，每年要消耗大量的煤巷。煤巷掘进速度直接影响着采掘接替，矿井掘进工作面中煤巷掘进面所占比重最大，投入的设备最多，最先进。煤巷机械化掘进高效作业线设备配置见表4。
表4 煤巷机械化掘进高效作业线设备配置
配套设备特点及适应范围
作业线一：悬臂式掘进机、单体锚杆钻机、桥式转载机、带式输送机、机载除尘设备适用于单巷掘进，适应范围广，掘锚不能平行作业
作业线二：悬臂式掘进机机载锚杆机、桥式转载机、带式输送机、机载除尘设备适用于单巷掘进，适应范围广，有利于提高支护效率
作业线三：连续采煤机、梭车、给料破碎机、带式输送机、四臂锚杆钻车、铲车适用于巷道条件较好的大断面双巷或多巷掘进，掘锚交叉作业，掘进速度快
作业线四：掘锚机组、桥式转载机、带式输送机适用于巷道断面大的单巷掘进，掘锚平行作业，掘进速度快
三、煤矿高效掘进技术发展趋势
（一）煤巷高效掘进技术发展趋势
1.发展掘锚一体化技术
美国、澳大利亚、英国等主要产煤国家目前广泛采用掘锚一体化技术，即通过掘锚机组实现掘锚平行作业。同连续采煤机和锚杆钻车交叉换位施工相比，掘锚一体化适用范围更广，支护效果、掘进工效也有进一步改善，因而引起世界采矿界的广泛关注，被誉为煤巷掘进的一次技术革命。掘锚一体化技术的核心是掘锚机组，是连续采煤机和锚杆钻机的有机结合。1990年奥地利Voest Alpine公司根据澳大利亚煤矿的经验和需要，研究开发出ABM20掘锚机组，主副机架能够相对滑动，解决了掘锚平行作业问题。该机安装4台顶板锚杆钻机和2台帮锚杆钻机及临时支护装置。1992年改型为ABM30掘锚机组，将截割和装运机构能力加大，减少锚杆钻机台数。1992年英国Anderson公司研制出KBⅡ掘锚机组样机,结构特点与ABM20掘锚机组大体相当。比较有代表性的机型有Voest Alpine ABM20；Anderson KBⅡ；JOY 12CM15-15DDVG、12BM18。国外具有代表性的掘锚机组技术参数见表5。
表5 掘锚机组主要技术参数
技术参数ABM20KBII1SS12CM2012CM15-15DDVG12BM182048HP E230
机器总长
/m
10.7 12.24 9.33 10.5 10.98 10.33 11.5 12.5
总功率
/KW
532 500 421 437 586 417 515 400 机器质量
/t
70 73 60 58 65 5 62 75
截割高度/m 2.2～
3.5
1.8～
3.2
2.1～
2.8
1.9～
3.9
2.48～4.6
2.0～
3.37
2.1～
3.7
1.8～
3.5
截割宽度/m 4.3～
4.9
4.5～
5.6
4.8
4.2～
4.8
4.7～
5.5
3.5～
4.7
4.8～
5.2
4.0～
8.0
截割机构形式可伸缩
滚筒
可伸缩
滚筒
螺旋滚
筒
可伸缩
滚筒
可伸缩滚筒
可伸缩
滚筒
可伸缩
滚筒
横滚筒
装载机构形式星轮
蟹爪加
星轮
T形刮
板机
T形刮板
机
T形刮板机-
T形刮板
机
蟹爪
顶板锚杆
钻机/台
4 4 5～7 4 4 2 4 4
帮锚杆钻
机/台
2 2 0 0 2 2 2 0
公司名称奥钢联安德森久益久益久益久益BJD 波拉特
掘锚一体化施工工艺适合于顶板条件不太好的单巷及双巷掘进。掘锚机组在国外已经成熟并能得到广泛应用，全世界现在有130多台掘锚机组（包括安装有锚杆钻机的连续采煤机）在使用。澳、英等国应用中取得良好的效果，在大断面煤巷掘进中年进尺达15 000～20 000m。如澳大利亚长壁工作面顺槽80%以上采用掘锚一体化施工。英国1992年对澳大利亚掘锚一体化应用情况进行考察后认为，发展一次成巷的掘锚一体化作为煤巷掘进的主要手段在英国势在必行。目前几种主要的掘锚机组在英国得到了应用，使用台数为14台。
掘锚一体化施工技术在煤巷快速掘进，提高锚杆支护效果以及改善作业环境等方面具有很大的技术优势。采用掘锚一体化施工，成巷速度可提高65%以上，掘锚一体化施工循环时间一般在30min以内,正常情况下日进尺为40～50m，月进1 000～1 200m；采用掘锚一体化施工，锚杆在顶板暴露后及时安装，使锚杆支护质量大幅度提高，支护效果显著改善；采用掘锚机组施工巷道成型好且能够改善锚杆支护作业环境和安全。
煤巷掘锚一体化代表了煤巷快速掘进技术的发展方向，是高产高效矿井技术的重要组成部分。掘锚一体化施工技术优势明显，在我国有广泛的应用前景。煤巷高效掘进技术应重点发展掘锚一体化，要针对我国煤矿的地质条件和施工工艺进行研究，提供多种配套形式，如掘锚机组、掘进机机载锚杆钻机，同时要抓好配套设备的研制工作。
2.大断面多巷掘进推广使用连续采煤机
连续采煤机多巷掘进是美、澳等主要采煤国家长期采用的掘进技术，已成为高产高效工作面顺槽主要掘进方式。我国神东公司及晋城煤业集团寺河矿采用连续采煤机掘进工作面顺槽，取得了较好的效果。国内煤巷多项掘进进尺纪录都是由连续采煤机来实现，连续采煤机在我国的使用数量以每年15台左右递增。连续采煤机煤巷掘进的优点突出，采掘合一，掘进速度快。连续采煤机多巷高效掘进是目前高产高效工作面采掘准备的优选方式。
（二）半煤岩及全岩巷高效掘进技术发展趋势
我国煤矿半煤岩及全岩巷高效掘进技术是以发展大功率重型悬臂式掘进机为主，采用重型悬臂式掘进机实现高效掘进。大功率重型悬臂式掘进机是我国悬臂式掘进机的发展方向，具有重型化、大功率及自动化的特点。悬臂式掘进机切割功率在不断加大，纵轴式截割头功率达250kW，横轴式截割头功率达350kW，可切割100～120MPa的岩石；广泛采用新技术、新工艺，提高整机自动化水平，如整机遥控技术、推进方向监控、切割电机功率自动调节、截割路径循环程控、切割断面轮廓尺寸监控及工况检测和故障诊断等；进一步优化截割、装载、行走等结构形式，探索新型截割方式，拓宽掘进机应用范围。
全岩巷钻爆法施工发展重点是发展履带式全液压锚杆钻车，不断提高整机性能，提高自动化水平。
（三）高效掘进配套技术发展趋势
1）掘进工作面配套机载除尘设备。目前，我国掘进工作面采用的除尘方式主要是喷雾除尘，这种方式可靠性差、效果不理想，除尘效率最高只能达到60％～70％。为了改善掘进工作面环境，太原研究院与德国 CFT公司共同研制开发了一套适合中国国情的掘进工作面高效除尘系统，该系统的除尘效率可达到99.4％，除尘技术达到国际先进水平，这种掘进工作面高效除尘系统具有广阔的应用前景，是掘进工作面配套机载除尘设备的发展方向。
2）煤巷快速掘进的地质保障关键技术。煤巷施工中经常要遇到地质条件的变化，影响了掘进速度。重点发展独头掘进巷道小构造等地质异常体的150m超前探测和探测结果的三维可视化快速显示等技术。
3）全面推广锚杆支护技术。锚杆支护技术在我国重点矿区得到了广泛应用，今后重点推广煤及半煤岩巷围岩（煤）地质力学测试与评估、动态信息锚杆设计技术，完善锚杆支护技术。
专论与综述 煤矿绿色开采技术的研究与实践 钱鸣高,许家林,缪协兴 (中国矿业大学,江苏徐州221008) [摘 要] 阐述了煤矿绿色开采的提出、概念及绿色开采技术体系。绿色开采技术的主要内容应包括:保水开采、建筑物下采煤与离层注浆减沉、条 带与充填开采、煤与瓦斯共采、煤巷支护与部分矸石的井下处理、煤炭 地下气化等,介绍了基于岩层控制的关键层理论开展的绿色开采技术 研究与实践成果。 [关键词] 绿色开采;关键层理论;岩层移动 [中图分类号] TD823 [文献标识码] A [文章编号] 1003-6083(2004)01-0001-04 1 煤矿绿色开采的提出 党的十六大报告明确提出“……走出一条科技含量高,经济效益好,资源消耗低,环境污染少,人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子。”因此,必须充分考虑我国资源相对短缺,环境比较脆弱的基本特点,建立起适合我国国情的资源节约、环境友好的新型工业化发展道路。 近期提出的循环经济(recycling economy)是指遵循自然生态系统的物质循环和能量流动规律重构经济系统[1],将经济活动高效有序地组织成一个“资源利用—绿色工业—资源再生”的封闭型物质能量循环的反馈式流程,保持经济生产的低消耗、高质量、低废弃,从而将经济活动对自然环境的影响破坏减少到最低程度。它不同于传统经济的“高开采、低利用、高排放”,而是达到“低开采、高利用、低排放”的可持续发展目标。显然,此处的“绿色工业”是广义的概念,应由各个工业部门去实现。对矿业来说就是要实现“绿色矿业”。“绿色矿业”的核心内容之一就是要实现“绿色开采”。 “绿色开采”的内涵是努力遵循循环经济中绿色工业的原则,形成一种与环境协调一致的,努力去实现“低开采、高利用、低排放”的开采技术。 矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致的,而进行开发建设后,强烈的人为活动便使环境 基金项目:国家自然科学基金资助项目(59674011,50374066);国家杰出青年科学基金项目(50225414)发生巨大的变化,由此形成了矿区独特的生态环境问题,如造成农田以及建筑物破坏,村庄迁徙,矸石堆积,使河川径流量减少,以及地下水供水水源干枯,在地面导致的土地沙漠化,由于开采而使矿物内的有害物质流入地下水中等。我国目前的煤矿生产是在以下两种情况下进行的:一是生产成本不完全。如投入不足;技术装备落后;安全设施欠帐;工人工资太低。二是相关费用支付不全。如矿产资源费以及植被恢复,地面塌陷与水损失;污染治理等。提出并形成绿色开采技术是为了正视开采对环境造成的影响和破坏,并有清醒的认识与足够的估量,以便提出必要的对策和对政府提出必要的政策建议。 煤炭开采形成的环境问题主要为: (1)对土地资源的破坏和占用。煤炭开采对土地资源的破坏损害,井下开采以地表塌陷和矸石山压占为主,而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主。 (2)对水资源的破坏和污染。煤炭开采过程中,进行的人为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干,破坏了地下水资源。同时开采还可能污染地下水资源。 (3)对大气环境的污染。主要来自矿井排出的煤层瓦斯抽放和煤矿矸石山的自燃。 以山西省为例,1949～1998年共生产原煤56亿多t,地面塌陷破坏面积达666000多hm2,其中40%是耕地。矸石山占地2000多hm2。至1998年煤炭地下采空面积达1300km2(全省面积的1%)。采煤破坏地下水4.2亿m3/a,地表水迳流
第一章 项目建设单位概况 土城矿位于贵州省六盘水市盘县洒基镇境内，地理坐标东经104°30′30″～104°31′59″，北纬25°54′22″～25°57′44″，井田面积15km2。矿区内有盘水公路及盘西铁路支线通过，盘水公路南端在两头河与320国道公路相连，盘西铁路支线在红果与南昆铁路接轨，交通方便。 矿井隶属于盘江煤电〔集团〕公司,属集采矿、煤炭洗选一体的大型国有综合性企业。原设计井型120万吨/年，1993年12月至1998年12月按240万吨/年生产能力进行改扩建后，改扩建后，矿井产量逐年上升，2004年生产原煤213.9万吨。2005年根据贵州省煤炭管理局文件[黔煤规字（2005）294号]文件批复土城矿的矿井综合生产能力核定为300万吨/年， 2009年根据贵州省煤炭管理局文件〔黔煤规字［2009］100号文〕同意土城矿由240万吨/年技改到400万吨/年。 矿井开拓方式为平硐+斜井开拓,采用走向长壁方式开采，综合机械化采煤方法。截止2010年底保有储量48770.3万吨，工业储量为34344.2万吨（其中0.9~1.3m的煤炭工业储量16835.9万吨），可采储量为27475.4万吨，尚可服务65.4年。 第二章 项目基本情况 一、项目名称 盘江精煤股份有限公司土城矿回采薄煤层开采提高资源回收率项目。 二、申报单位 申报单位为盘江精煤股份有限公司土城矿。
三、项目类型 项目类型为新开。 四、项目工作范围及起止时间 工作范围为盘江精煤股份有限公司土城矿13采区1351回采工作面；工作起止时间从2011年6月开始，2012年3月结束。 五、立项依据 国家关于保护矿产资源、提高资源回收率的矿业方针和政策要求。 六、国内外薄煤层开采的现状 我国薄煤层煤炭储量约620亿吨,占总体储量的17.5%,但是由于薄煤层开采难度较大,因此,年开采量仅占全国总产量的10.4%。随着薄煤层综采设备制造技术的提升,以及国家对资源合理利用的要求的提高,薄煤层开采日益受到重视,目前许多的矿区随着开采强度的加大，厚及中厚煤层的储量急剧下降甚至枯竭，薄煤层逐渐变为主采煤层。国外长壁式薄煤层高效开采主要有两种技术途径，一是采用滚筒采煤机、刮板输送机和液压支架配套的综采方式，二是采用刨煤机、刮板输送机和液压支架的综采方式。 七、项目实施的意义 土城矿1351回采工作面走向长579m，倾向长168m，煤厚1.2m，可采储量为16.34万吨；按照土城矿在现使用的综采设备不能回采薄煤层，将造成资源损失，如采用单体液压支柱配合炮采工艺安全管理难度大，如采用薄煤层综合机械化采煤工艺，将盘活土城矿薄煤层16835.9万
填空 1．垂直巷道：立井，暗立井，溜井 2．倾斜巷道：斜井，暗斜井，上山，下山 3．水平巷道：平硐，石门，煤门，平巷 4．煤田划分为井田的原则：充分利用自然条件划分井田，保证井田有合理的尺寸，合理规划矿井开采范围，处理好相邻矿井之间的关系，为矿井的发展留有余地，安全经济效果好 5．井田的划分：（按自然境界划分）按地质构造划分，按煤层赋存形态划分，按煤质煤种分布规律划分，按伴生有益矿产富集带或其它开采技术条件划分，按地形地物界线划分。 (按人为境界划分)垂直划分，水平划分 6．阶段内布置方式：采区式，带区式，分段式 7．煤炭资源储量按可行性评价阶段分为：概略研究，预可行性研究，可行性研究储量8．从经济意义上分：经济的，边经济的，次边经济的，内蕴经济的和内蕴经济意义未定的9．从地质可靠程度上分为：探明的，控制的，推断的，预测的储量 10．综合开拓有斜井与立井，平硐与立井，平硐与斜井等多种形式 11．运输大巷的3种形式：分层大巷，集中大巷，分组集中大巷 12．井底车场的运输巷道线路主要有：存车线，调车线，绕道回车线，辅助线路等13．井底车场的主要硐室按其位置和作用分别为：主井系统硐室，副井系统硐室，其它硐室 14．主井系统硐室：翻车机硐室和底卸式矿车卸载站硐室，井底煤仓，箕斗装载硐室，清理井底撤煤硐室及水窝泵房 15．副井系统硐室：马头门，井下中央变电所和主排水泵房，主要水仓，等候室16．其它硐室：井下爆炸材料库，架线电机车修理间及变流室，蓄电池电机车库及充电硐室，防水闸门硐室，井下消防材料库，调度室和急救站 17．调车方式：顶推调车，专用设备调车，顶推拉调车，甩车调车 18．井田开采顺序包括：沿煤层走向与倾斜的开采顺序，煤层群划分成煤组是，煤组间及煤层间的开采顺序等 19．矿井的5种开拓延伸：直接延伸，暗井延伸，直接延伸与暗井延伸相结合，直接延伸与新开井筒相结合，井田深部新开井筒 20．生产水平过度时期的技术措施：提升通风排水措施 21．矿井改扩建的3种方式：矿井生产的合理集中，改扩建矿井的开拓系统改造，矿井生产系统的技术改造 22．我国矿井生产的集中化主要有：生产矿井之间的合并集中改造，生产矿井与深部规划井田合并开拓，矿井单独集中改造 23．矿井单独集中改造：水平集中，采区集中，工作面集中 24．采煤方法包括采区的采煤系统和采煤工艺两个方面的综和及其在实践空间上得相互配合 25．煤矿开采方法在总体上可分为：露天开采和井工开采 26．矿井开采的采煤方法很多一般分为：壁式和柱式体系采煤法两大类 27．按煤层倾角的大小可分为：缓斜，倾斜，急倾斜煤层采煤法 28．按开采煤层的厚度可分为：薄，中厚，厚煤层采煤法 29．柱式体系采煤法又称：短壁体系采煤法 30．影响采煤方法选择的因素：地质因素，技术发展及装备水平，矿井管理水平，矿井经济效益
我国薄煤层工作面自动化开采技术发展情况概述 一、薄煤层开采面临的新态势 我国煤炭资源禀赋特殊，薄煤层（厚度≤1.3米）煤炭资源分布地域辽阔，且可采储量达到61.5亿吨以上，占全部可开采储量的19%左右。随着中厚煤层资源逐步枯竭，中东部地区矿井面临高效、安全的开发薄煤层煤炭资源，以实现矿井资源充分利用、可持续性发展的迫切需求。同样在薄煤层、厚煤层共存的矿井中，加快薄煤层资源开发以实现后续待采煤层的解放也成为一个普遍面临的急切要求。 但是，由于薄煤层开采难度较大，且效益不如中厚煤层，实际开采量仍很低。薄煤层开采过程中主要面临以下问题：薄煤层开采受其所在环境与空间的制约，设备安装、操作难度大且设备功率普遍偏低，相对于较大的投资而言产量无法保证开采经济性；作业活动范围狭小，工人劳动强度大，而通风保障难度大，瓦斯等危险有害气体排放困难容易引发安全事故。 面对以上问题，国内采煤行业已经达成了通过研究薄煤层采煤新技术、新工艺，研发高效智能的自动化采煤技术及装备，降低薄煤层工作面劳动强度，提高工作人员的安全系数和采煤效率，减少井下作业矿工人数，最终实现薄煤层无人化开采的共同认识，并正朝着这个目标努力迈进。 二、薄煤层工作面自动化开采技术发展特点 （一）整体技术发展整体情况 相比国外应用比较广泛的其他二种薄煤层采煤方法：刨煤机机组自动化截割方法与螺旋转机机组远程操作截割方法而言，我国煤炭技术装备及生产企业重点围绕滚筒采煤机机组自动化开采方法开展研究。 滚筒采煤机开采方式能够很好地适应煤层厚度变化大和顶底板高低波动不平的工作面，且对断层较多的煤层同样适应，支护效果好。同时为了提高薄煤层工作面生产效率和产量，提高开采作业安全性和可靠性，实现工作面少人化、无人化开采，相关采煤技术也朝着更高产高效、自动化程度更高、更高可靠性的方向发展。 一是综采成套装备朝着大功率、矮型化方向发展。 薄煤采煤机主要朝着大功率方向发展。采用交流变频调速牵引技术，用集成
浅谈极薄煤层采煤机在煤矿的应用 与中厚煤层及厚煤层相比，极薄煤层的机械化开采不仅工作面环境条件差，不利于设备正常工作，而且煤层厚度变化大且多断层，会直接影响到极薄煤层采煤设备的生产性能；此外，极薄煤层投资成本高，回收效益却远远低于厚煤层或中厚煤层，因此针对极薄煤层开采技术的研究一直相对滞后。而在实际开采过程中，有些煤矿受地质条件等客观因素的影响，其中厚煤层长期得不到及时开采，对后续工作面的正常交替产生直接影响，一些极薄煤层资源在不得已的情况下只能丢弃，由此可见，针对极薄煤层采煤技术的研究具有重要的现实意义。文章提出螺旋钻式采煤机在实际煤矿开采中的应用，分析其应用价值。 标签：极薄煤层；螺旋钻式采煤机；煤层开采 1 极薄煤层开采的特点 根据煤层厚度可将煤层分为极薄煤层、薄煤层、中厚煤层及厚煤层，其中极薄煤层的厚度通常在0.8m以下，薄煤层厚度在0.8-1.3m，中厚煤层在1.3-3.5m，厚度大于3.5以上的即为厚煤层。相比中厚煤层及厚煤层，极薄煤层的开采体现出以下几个特点：首先，煤层薄，采高低、经济效益低。极薄煤层厚度不超过0.8m，且煤层硬度大，进入工作面作业时，无论是人员还是开采设备均移动不便，采煤机通常需要通过挑顶或割底才能进入工作面，恶劣的工作条件不仅导致开采劳动强度大，而且机电事故发生率也相对较高。并且极薄煤层煤质相对较硬，炸药、截齿、刨刀等吨煤消耗量过大，增加了回采成本，降低了开采的经济效益。其次，回采率低。在煤炭开采过程中，煤层的地质构造会对开采方法产生直接影响，不同的厚度、角度、褶曲、断层等均有可能影响到巷道的布置，缩小工作覆盖面，直接影响到回采率。最后，采掘比例大，掘进率高。极薄煤层回采巷道多为半煤岩巷，多投入刨煤机、螺旋钻机等进行采掘，随着工作面的快速推进，综掘设备进入工作面比较困难，爆破也无法实现一次性全断面爆破，因此无法保证掘进速度，导致工作面接替紧张。 2 爬底板薄煤层采煤机存在的问题 我国赋存了大量的极薄煤层，空间条件限制导致机械化开采存在较大困难，目前应用的唯一可以开采极薄煤层的滚筒采煤机械即爬底板采煤机，其最大的优势在于较好的适应性，这种采煤机机身位于刮板输送机与煤壁之间的底板上，采煤机及刮板输送机横向并排设置于液压支架与煤壁之间，可较好地解决机面高度、机身厚度、过煤空间之间的矛盾。但是爬底板运行采煤机也存在一定问题，其应用限制条件也比较多，并且存在较多的安全隐患，具体表现如下：首先，回采过程中仅能布置单滚筒，且要求固定滚筒摇臂，无法自主调高，以更好的适应装煤需要；开采时上下端头需要人工开炮打开缺口；此外，爬底板运行采煤机无法较好的适应煤层厚度变化及倾角变化，割顶、底岩石量大。其次，爬底板运行采煤机需要设置链外牵引，如果煤层倾角较大，则制动困难，易发生断链伤人事故，并且断链后采煤机下滑可能会引发较大的安全事故。最后，采煤机爬底板运
第一章 1.煤田、井田、井型的基本概念。 2.井田内的划分方式？阶段与水平的基本概念？采区、盘区、带区的基本概念？ 3.矿井开拓、准备及回采的含义及作用是什么？ 4.绘图表示说明下列井巷名称： （1）立井，暗立井；（２）科井、暗斜井； （3）平硐、岩石平巷、石门；（４）采区上山、下山。 5.阶段内再划分有哪几种方式，各适用于何种条件？ 6.绘图说明矿井的主要生产系统。 第二章采煤方法的概念和分类 1.简述壁式体系和柱式体系采煤法基本特征和适用性。 2.采煤方法的含义是什么？采煤方法分类的依据是什么？ 3.我国较广泛采用的采煤方法有哪几种？应用及发展概况如何？ 第三章单一走向长壁采煤法采煤工艺 1.长壁采煤法有那几种主要采煤工艺？说明主要特点及相互关系。 2.什么是普采工艺系统？普采工艺的基本要点是什么？ 3.什么是综采工艺系统？综采工作面的主要设备有哪些？ 4.说明综采双滚筒采煤机割煤、进刀方式有哪几种？有何优缺点？及其实用条件？ 5.综采面有哪几种移架方式？及时支护与滞后支护的工艺流程是什么？
6.简述综采工作面设备的几何尺寸配套及生产能力配套的基本原则？ 7.试分析影响综采面生产能力的各种因素及其相互关系。 8.简述大采高、大倾角综采的工艺特点及煤壁防片帮、设备防止下滑的措施。 9.简述采煤工作面过断层的技术措施。 10.简述机采工作面开机率的概念和计算方法。 11.试分析工作面的合理长度及影响合理长度的技术因素。12.熟悉并掌握工作面作业规程的内容和编制方法。 13.绘图说明炮采面单体支架布置形式，并解释以下各词： 正悬臂支架，排距，柱距，最大最小控顶距，放顶步距，全部落垮法，采空区处理。 14.简述炮采，机采，综采选择依据。 第四章单一走向长壁采煤法 1.绘图说明单一走向长壁采煤法的采区巷道布置、掘进顺序和生产系统。 2.不同采煤工艺对区段平巷的坡度和方向各有什么要求？ 3.说明区段平巷单巷布置和双巷布置的特点及应用。 4.说明单工作面布置和双工作面布置的特点及应用。 5.绘图说明采煤工作面回采顺序的几种方式及应用。 6.绘图说明采场通风的几种方式及其适用条件。 7.受构造影响时区段平巷布置的特点有哪些？ 第五章倾斜分层走向长壁下行垮落采煤法
科技创新 薄煤层开采技术研究 刘心广 栾兴亮 (兖州煤业股份有限公司济宁二号煤矿,山东省济宁市,272072) 摘 要 阐述了加快开采济宁二号煤矿主采薄煤层3上的意义,介绍了工作面概况、设备选型及其顶板管理、回采工艺等情况,并针对回采过程中遇到的问题提出了具体的处理方法。 关键词 薄煤层开采 设备选型 回采工艺 济宁二号煤矿 济宁二号煤矿位于济宁市任城区,设计生产能力为400万t/a,1997年11月8日建成投产, 2003年核定生产能力600万t/a,采用立井开拓,主采煤层为3上和3下煤,其中3上煤层薄,赋存不稳定,3下煤层厚,赋存稳定。两层煤层间距在0 ~40m之间。 1 加快3上煤层开采的意义 随着矿井机械化程度的不断提高,矿井的产量进一步提高,为保证矿井的可持续发展和提高煤炭资源回收以及配采的需要,必须加快上覆薄煤层的开采速度以尽快解放厚煤层。 济宁二号煤矿九采区作为矿井的主要接续采区,地面有南阳湖农场等地面建筑物,3上煤基本全区可采,厚度在0 7~2 8m,平均厚1 61m,地质储量721 7万t,可采储量493 8万t,由于煤层赋存厚度不均匀并且厚度小,现有的工作面设备对采高要求较高,如采用现有的工作面设备开采九采区3上煤将会造成割岩石量大,影响矿井煤质同时设备消耗大,并且效率也低,为进一步提高矿井经济效益和薄煤层工作面的高产高效,必须对其回采工艺进行研究。 随着矿井开采范围的不断扩大和生产能力的不断提高,3上煤的合理开采已直接影响到3下煤的合理开采,同时也影响到矿井的可持续发展,为了减少煤炭损失,提高资源回收率,减小工人劳动强度,提高工作面产量,经充分调研论证和技术攻关,在九采区93上05工作面进行了薄煤层回采工艺试验,取得了很好的效果。 2 工作面概况 工作面轨道巷和运输巷均沿煤层顶板掘进,受断层等地质条件的影响,工作面推进长度为447 72m,平均面长135m。该面煤层厚度1 2~ 1 7m,平均1 44m,可采储量11 5万t,煤层倾角2~10 ,平均5 ;煤层结构较简单,煤层裂隙发育,普氏硬度系数f=2 1,为软-中等硬度煤层。工作面伪顶为0~1 0/0 5m的泥岩,直接顶为平均厚3 6m的粉砂岩,老顶为平均厚13m的中砂岩,直接底为0 8~1 5/1 2m的泥岩,老底为平均3 8m的粉砂岩。煤层有自然发火倾向,自然发火期为3~6个月,煤尘有爆炸危险性,爆炸指数为38 55%~44 29%;小断层发育,落差0 5~ 1 6m的断层有10条,地质条件复杂。 3 工作面设备选型 本套综采设备是为解决国内采高在1 2~2 2m 的薄及较薄煤层安全高效开采问题而设计的,该套设备采用大功率电牵引滚筒采煤机与高强度中双链刮板输送机,配套自移式液压支架及电液控制系统,可以实现工作面操作自动化,为薄煤层的安全高效开采创造了良好的外部条件。设备型号及主要特点简介如下: 支架:端头选用ZYG4300/13/26型液压支 53 薄煤层开采技术研究
广东科技2012.12.第23期 试论薄煤层机械化采煤技术的具体运用 张光来 （重庆市能源投资集团科技有限责任公司） 1引言 我国是煤炭消耗大国，但由于开采技术难度大、效率低，占据我国煤炭量很大一部分的薄煤层开采却很少。同时在对薄煤层的开采中存在盲目开采、粗放管理、技术落后等问题，使得薄煤层煤炭资源严重浪费。为提高薄煤层的采出率和生产效率，也就对薄煤层煤炭开采提出了更高的要求，机械化采煤方法的使用逐步增多。 2煤矿薄煤层形成原因 煤层厚度主要是由原始沉积环境和后期构造作用决定的，其中薄煤层的形成原因很多，按其成因分类主要包括沉积薄煤 层、断层薄煤层和冲刷薄煤层。不同的煤层形成有不同的特点：（1）沉积薄煤层：煤层的变化呈现渐变的规律，其层位和厚 度保持不变，煤层边界与顶、 底板整合接触。（2）断层薄煤层：煤岩层产状变化以及变薄趋势呈现一定的倾向性和方向性，顶、底板岩性无明显变化，但常伴有擦痕、牵引和褶曲等现象，因此可能伴有一定的起伏。 （3）冲刷薄煤层：由于水流的冲刷对煤层的影响，煤层呈条带状延伸，冲刷沉积物如角砾岩块等岩性杂乱，分选差、滚圆度差，呈现出与煤层正常顶底板不同的岩性，且煤层忽薄忽厚。 3薄煤层开采现状及存在的问题 3.1薄煤层开采现状 我国煤炭储量大且赋存多样化，薄与极薄煤层的可采储量 约为60多亿，然而我国每年薄煤层采出量仅占全国总产量的 10.4%， 远远低于可采储量所占的比重[1]。3.2薄煤层开采出现的问题 由于作业空间狭窄，开采的条件很差，采煤机械配套与液 压支架选型、设备的移动以及工作面的接替工作困难，工作人员只能在工作面爬行或者是卧姿进行开采；由于薄煤层地质条件和煤层厚度变化较大，矿井的设计以及设备选型较为困难，以致极为复杂地质的薄煤层开采困难，浪费严重；薄煤层有很高的掘进率，工作面的接替紧张，投资高，产出低[2]。 4机械化采煤工艺优点 目前，煤矿开采主要采用的方式有炮采、普采和综采三种方式。炮采是用爆破的方式落煤、人工装煤、输送机运煤和单体支柱支护的采煤工艺；普采是用采煤机采煤、装煤、可弯曲刮板输送机运煤，液压推溜器推溜维持工作面推进，金属支柱支护；综采即综合机械化开采方式，与普采最大的区别是：综采使用了自移动式支架支护顶板，解决了支护与回柱放顶人工操作的 难题，实现了支护与采空区处理的机械化。如图1所示综采工作面设备布置图。 表1为三种采煤方式的比较。 由此，实施机械化高效开采十分必要。实施机械化高效开 采技术后可规范生产系统，减少局部压煤损失和回采工作面的回采损失，从而提高资源的回采率；通过先进适宜的设备，合理的巷道布置，改善作业条件，合理的采掘比来提高资源的高效开采；通过采用机械化破煤、落煤设备减少对回采工作面围岩的破坏，提高作业人员工作环境的安全程度，同时也减少了作业人员在狭小空间的作业时间，从而有效的改善了安全生产条件[3]。 5机械采煤工艺 现在国内外用于薄煤层机械开采的成熟工艺主要包括长壁式的开采、螺旋钻机式开采、连续采煤机房柱式开采和急倾斜煤层钢丝锯开采几种。 5.1长壁式采煤工艺 摘要：随着我国经济的快速发展，对煤炭资源的开采力度也逐步加大，由于厚及中厚煤层储量的急剧下降，薄煤层逐渐变为主采煤层。 然而薄煤层开采技术难度大，效率低，如何提高薄煤层采出率、降低开采难度成为我们关注的重点。将通过对煤矿薄煤层形成原因、薄煤层开采现状与存在的问题以及机械化采煤和工艺优点的分析，浅谈薄煤层机械化采煤技术的具体运用。关键词：薄煤层；开采现状；机械化采煤；具体应用 炮采 普采 综采 优点对地质变化的适应性强、 工作面设备投入成本低、工艺具有技术简单产量较炮采高、 设备适应性强、容易掌握、 初期投资少与见效快 落煤、 装煤、运输、支护、采空区处理等工序实现机械化， 劳动强度低、产量高、效率 高、安全条件好 缺点支护工作不安全、 工人劳动强度大、 日产量及材料消耗量大、劳动生产率低 顶板控制较薄弱、支架架设与回撤工作劳动强度大表1三种采煤方式的比较 工艺与设备 190
第五章采煤方法概述 第一节采煤方法概念及分类 第二节采煤方法的选择 第三节采煤方法发展方向 目的要求： 1、了解采煤方法发展方向 2、掌握采煤方法概念及分类 3、掌握采煤方法的选择 重点、难点和突破的方法： 重点：1、采煤方法概念及分类 2、采煤方法的选择 难点：采煤方法的选择 突破方法：1、详细讲解 2、根据工程实例讲述 教学内容和步骤 第一节采煤方法概念及分类 一、基本概念 1.采场 在采区内，用来直接大量开采煤炭资源的场所，称为采场。 2.采煤工作面 在采场内进行采煤的煤层暴露面称为煤壁，又称为采煤工作面。在实际工作中，采煤工作面就是采煤作业的场地，与采场是同义语。 3.采煤工作 在采场内，为了开采煤炭资源所进行的一系列工作，称为采煤工作。采煤工作包括破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理等基本工序及其辅助工序。 4.采煤工艺
由于煤层的自然赋存条件和采用的采煤机械不同，完成采煤工作各道工序的方法也不同，在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内各道工序按照一定顺序完成的方法及其相互配合称为采煤工艺。 5.采煤系统 采煤系统是指采区内的巷道布置系统以及为了正常生产而建立的采区内用于运输、通风等目的的生产系统。通常是由一系列的准备巷道和回采巷道构成的。 6.采煤方法 采煤方法是指采煤系统和采煤工艺的综合及其在时间、空间上的相互配合。不同采煤工艺与采区内相关巷道布置的组合，构成了不同的采煤方法。 二、采煤方法分类（如图所示） （一）壁式体系采煤法 壁式体系采煤法一般以长壁工作面采煤为主要特征，是目前我国应用最普遍的一种采煤方法，其产量约占到国有重点煤矿产量的95%以上。 （1）根据开采技术条件煤层按倾角分类： 地下开采露天开采 近水平煤层α<8°α<5° 缓倾斜煤层8°~ 25°5°~ 10° 倾斜煤层25°~ 45°10°~ 45° 急倾斜煤层α> 45°α>
When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 依靠科技进步坚持自主创新实现急倾斜和薄煤层安全高效开采
依靠科技进步坚持自主创新实现急倾斜和薄煤层安全高效开采(2021)导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 一、川煤集团基本情况 川煤集团是由攀枝花、芙蓉、广能、达竹、广旺5个矿务局整合而成的国有独资大型煤炭企业。集团共有34对矿井，其中生产矿井24对，基建矿井10对。设计生产能力2053万吨／年，核定能力1653万吨／年。川煤集团资源赋存条件差，煤层特点是“一大一薄”。“大”指煤层倾角大，倾角大于35°的大倾角和急倾斜煤层资源量占45%；“薄”指煤层厚度薄，1.3m以下的薄和极薄煤层占60%(其中，0.8m 以下的极薄煤层占30%)。矿井地质构造复杂，断层、陷落柱、褶曲多，节理、裂隙发育，煤层结构复杂，顶、底板稳定性差。水、火、瓦斯、煤尘、硫化氢等各种灾害严重，34对生产和基建矿井中，有高瓦斯矿井10对，煤与瓦斯突出矿井18对。 二、依靠科技进步，坚持自主创新，实现急倾斜和薄煤层综合机械化开采
AE技术研究提供了很好的手段。 (3)通过对噪声信号特征分析研究,形成了集阻噪、隔噪、抑噪、滤噪和有效AE信号提取几个方面于一体综合滤噪技术。 (4)研究了突出预测的AE指标,理论研究和现场试验表明,AE声发射监测突出技术上可行。 参考文献: [1]煤炭科学研究总院重庆分院.AE声发射监测煤与瓦斯突出 技术[R].重庆:煤炭科学研究总院重庆分院,2003. [2]苏文叔.利用瓦斯涌出动态指标预测煤与瓦斯突出[J]. 煤炭工程师,1996(5). [3]彭新明,孙友宏,李安宁.岩石声发射技术研究现状[J]. 世界地质,2000(3). [4]聂百胜,何学秋.煤与瓦斯突出预测技术研究现状及发展趋 势[J].中国安全科学学报,2003(6). 作者简介:邹银辉(1971-),男,四川岳池人,现为山东科技大学博士研究生,煤炭科学研究总院重庆分院工程师,主要研究方向为煤与瓦斯突出。Te:l023-********,E-m ai:l zouyh_cq@ 163.co m或zouyh_cq@https://www.doczj.com/doc/2b5480938.html, 收稿日期:2004-11-10;责任编辑:曾康生 我国薄与极薄煤层开采设备的现状和发展趋势 李建平,杜长龙,张永忠 (中国矿业大学,江苏徐州221008) 摘要:介绍了我国薄与极薄煤层开采设备的现状,分别对薄煤层采煤机、刨煤机、螺旋钻采煤机的采煤工艺特点、主要设备的技术参数作了说明,并提出其存在的主要问题和发展趋势。 关键词:薄与极薄煤层;采煤机;刨煤机;螺旋钻机 中图分类号:TD42116文献标识码:B文章编号:0253-2336(2005)06-0065-03 Present status and develop m ent tendency of m i ni ng equi p m ent for thi n and ultra thi n sea m i n China LI Jian-ping,DU Chang-l o ng,Z HANG Yong-zhong (C hina Un iversit y of M i n i ng and T ec hnology,X uzh ou221008,Ch i na) 根据我国煤层厚度划分,厚度018~113m属于薄煤层,小于018m属于极薄煤层。我国煤炭储量大且赋存多样化,其中薄与极薄煤层的可采储量约为60多亿,t约占全国煤炭总储量的19%,而产量只占总产量的1014%,远远低于储量所占的比例,并且产量的比重还有进一步下降的趋势。薄煤层的开采问题越来越突出,已是无法回避的现实问题。 我国薄煤层的开采经历了几个发展阶段。20世纪50年代薄煤层开采主要使用炮采工艺;60年代开始使用深截煤机掏槽,爆破落煤;70年代薄煤层机组得到较大发展,分别研制出不同类型的刨煤机,包括钢丝绳牵引刨煤机、全液压驱动刨煤机和刮斗刨煤机等。 1974年研制成功B M-100型薄煤层滚筒采煤机。90年代,天府矿务局和徐州矿务局,分别从俄罗斯和乌克兰引进了螺旋钻采煤机,2003年新汶矿业集团也引进了2台三钻头的螺旋钻采煤机,用于薄与极薄煤层的开采,使一些用传统采煤工艺不能开采的薄煤层、极薄煤层得到有效开采利用。 1薄煤层滚筒采煤机 111采煤工艺特点 薄煤层工作面采高低,要求采煤机机身矮,且 65
论薄煤层机械化开采 ——达竹煤电集团斌郎煤矿机械化开采的启示 达竹煤电集团公司是川东北最大的煤炭生产和加工企业，现属四川省煤炭产业集团下属子公司。我们培训班于2011年9月7日参观了斌郎煤矿一个薄煤层综合机械化开采工作面，采高仅0.8m。 斌郎煤矿是达竹煤电集团下辖的其中一对生产矿井，所开采的煤层薄、断层多、煤层厚度及倾角变化大，地质构造复杂，煤层的赋存条件极差，绝大部分煤层为薄煤层和极薄煤层，薄煤层及极薄煤层占可采储量的70%以上，其中极薄煤层占到了可采储量的40%，所以对巷道系统的布置及回采的影响是特别大的，单个工作面的生产能力都较低，回采工作面的数量较多，造成战线长，用人多，占用的设备多，设备故障频繁，不可预见的因素多，生产系统不配套，技术力量薄弱，开采技术落后，致使在安全生产方面压力大，管理难度大，严重制约着生产正常持续的发展。要提高矿井的产能，提高劳动效率，减轻工人劳动强度，提高煤矿安全保障度，只有大力发展采掘机械化。 达竹集团公司领导统一认识、坚定信心和决心，狠抓投入，立足客观实际，因地制宜，于2010年4月，由达竹煤电集团公司与辽源煤机厂和山东矿机集团等单位合作研发、具有自主知识产权的极薄煤层电牵引爬底式综采成套设备（MG110/130-TDP）在斌郎煤矿进行工业性试验，开始了国内极薄煤层的综合机械化采煤。通过大力发展薄煤层机械化，实现了减人增效，减少了工作面个数，缩短了战线，降低了生产成本。在生产效率大幅提高的同时，员工劳动强度大幅度降低，安全保障能力也大幅提高。 目前，世界上先进的采煤工艺是综合机械化采煤，简称“综采”。综采在回采过程中的破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理等五大生产环节全部实现了机械化作业，综采的突出特点是使用自移式液压支架支护顶板，解决了支柱与回柱、放顶由人工操作的问题，实现了支护与采空区处理的全部机械化，从而使顶板事故大为减少，综合机械化开采减少了中间人力参与的环节，提高了劳动效率和安全系数。 传统的采煤工艺通常采用工作面打眼放炮落煤方法，该种开采方法工作面个数多、采用人海战术、产量低、工人劳动强度大、安全性差。要提高单产水平和工作面效率，实现矿井安全高效开采，必须采用综合机械化开采，扩大综采的应用范围，提高综采的经济效益，实现煤矿生产的高产高效。 从斌郎煤矿的极薄煤层机械化开采的发展可以看到薄煤层综合机械化开采的优点：1. 提高安全系数，改善工人工作环境。传统的炮采工艺每次循环都需要放炮落煤。一是工人工作环境恶劣，爆破破坏了顶板，顶板维护困难，工作面安全系数极低；二是工作面空气质量差，空气中除了有煤尘外，还有放炮逸出的CO等有害气体。综采采用采煤机割煤，提高了空气质量，改善了工人工作环境。同时，综采对顶板影响较小，维系较好，提高了安全系数。2. 提高了煤质，增加煤炭回收率。如果薄煤层采用炮采，势必会放落一部分矸石，降低了原煤的煤质。采用机械化开采后，基本可以只割煤不割矸，减少了矸石混入原煤的数量，提高采出的煤质，采用刮板运输机，可以减少浮煤的数量，增加煤炭回收率，提高公司效益。3. 增加日循环个数，提高产量。传统的放炮落煤工序繁琐，需打眼放炮、移支护、移输送机，日循环个数较低，对工作面的回采需要较长的时间。综合机械化开采操作相对简单，只需割煤、移架、移输送机，每日可以比炮采多出3个循环，可以在较短的时间对工作面实现回采。4.
浅谈薄煤层的开采的技术 摘要：针对0.8m左右薄煤层的开采技术,根据本四川矿井实际,研究实施薄煤层普采技术,并就如何提高薄煤层高产高效开采,采煤技术工艺上进行了探索与实践。结合薄煤层开采情况,本文介绍了内江市双鹰公司薄煤层开采工艺、设备配套选择和基本要求。 关键词：薄煤层开采特点；开采工艺；工作面管理 我国把厚度小于1.3m的煤层划归为薄煤层，厚度小于0.8m的煤层属于极薄煤层。研究薄煤层高效开采技术具有重要的现实意义。据资料统计，我国厚度在1.3m及以下薄煤层的开采储量约有60多亿吨。大约占全国煤炭总量的18%。而现在薄煤层的产量只占全国煤量的7.32%。随着中厚煤层的不断开采，薄煤层储量所占比列就越大，因此，合理开采对回收煤炭资源，延长矿井寿命及可持续发展具有重大意义。 对于我国资源储量比较大的薄煤层来说，随着国内外采矿设备制造水平的提高，在采用大功率、高可靠性工作面设备的基础上，应根据当地的煤层赋存情况，因地制宜地选择采煤机械，并采用合理的采煤方法，努力实现薄煤层的高产高效开采。 1 、薄煤层开采的特点 薄煤层由于其开采厚度较小，与中厚及厚煤层相比，开采主要存在以下特点： 1.1、煤层薄、采高低、煤质硬、劳动效益低煤层厚度多在1.3m以下，并且煤层硬度多大于3~4，工作空间狭小，赋存不太
规则，使得人员进入或在工作面内作业以及设备移动都十分困难，目前采煤机等设备对薄煤层开采适应差，采煤机经常需要挑顶或割底，机电事故增多，工作面内的工作条件差，劳动强度大。煤质相对较硬，炸药、截齿、刨刀的吨煤消耗量较大，回采成本较高。 1.2、采掘比例大、万吨掘进率高，采掘接替紧张随着滚筒式割煤机、刨煤机、螺旋钻机等设备的投入，工作面推进加快，而回采巷道多为半煤岩巷，综掘设备难以投入，放炮也不能一次全断面爆破和高效的目的，煤矸分装，掘进速度很慢，造成工作面接替紧张。 1.3、煤层的厚度、角度变化，褶曲、断层等构造对采煤方法影响很大。 1.4、煤层薄，需要多个工作面才能满足产量需要，集中化生产程度底。 由于薄煤地质条件及赋存状况较复杂，一有褶曲或断层就很难布置巷道，掘进送面时提前掘开切眼，致使工作面缩短，回采率降低；或者回采时搬家重新送切眼，使得回采效率降低，很难有效益。 2 、薄煤层工作面设备选择与工艺分析 2.1、采煤工艺及设备的选择 回采工艺选择的合理与否是采煤面高产高效的决定性因素之一，它与设备的选择、员工的综合素质、煤层倾角有关。采煤机械化水平是煤矿高产高效的必由之路，但薄煤层地质复杂，遇构造难以通过，故应根据实际情况选择合理的采煤工艺及参数，否则会出现
我国煤矿薄煤层开采技术的现状与发展探讨 摘要对于我国资源储量比较大的薄煤层来说，随着国内外采矿设备制造水平的提高，在采用大功率、高可靠性工作面设备的基础上，应根据当地的煤层赋存情况，因地制宜地选择采煤机械，并采用合理的采煤方法，努力实现薄煤层的高产高效开采。本文将对薄煤层开采技术的现状和未来进行探讨。 关键词薄煤层开采；特点；现状；发展 我国把厚度小于1.3 m的煤层划归为薄煤层，厚度小于0.8 m的煤层属于极薄煤层。我国薄煤层资源丰富，分布面广，而且煤质好。据统计，全国薄煤层的储量占全部可采储量的20％，在近80个矿区中的400多个矿井中就有750多层为薄煤层。其中，厚度在0.8 m~1.3 m的共占86.02%，小于0.8 m的占13.98%，0.8 m~1.3 m的缓倾斜煤层占73.4%，开采条件相对较好。一些地区薄煤层储量比重很大。贵州省占37%，山东省占52%，四川省占60%。尽管有较好的储存条件，但由于受“劳动强度大、机械化程度低、安全系数低、工作效率低”的“一大三低”影响，每年从薄煤层中采出的煤量仅占全国总储量的10.4%，而且还有继续下降的趋势，产量与储量的比例严重失调，造成国家资源的浪费，矿井服务年限 缩短。 1 薄煤层开采的特点 目前我国薄煤层多数采用普采，高档普采，效率低，经济效益差，
一直制约着薄煤层资源的开采和利用。一些矿井虽然使用了综合采煤设备，但是三机装备配套性能不佳，生产效率低，工作面生产能力很低。薄煤层由于其开采厚度较小，与中厚及厚煤层相比，开采主要存在以下特点：煤层薄、采高低、煤质硬、劳动效益低煤层厚度多在1.3 m以下，并且煤层硬度多大于3~4，使得人员进入或在工作面内作业以及设备移动都十分困难。采掘比例大、掘进率高，采掘接替紧张随着刨煤机、螺旋钻机等设备的投入，工作面推进加快，而回采巷道多为半煤岩巷，综掘设备难以投入。煤层的厚度、角度变化，褶曲、断层等构造对采煤方法影响很大。 目前我国薄煤层开采技术发展的还不是很好。 1）机械化程度低。由于薄煤层采煤工作面空间非常狭小，工作条件也比较差，这样就给设备的设计制造和井下移动带来诸多困难。 2）生产效率低下。薄煤层由于煤层厚度变化、断层等地质构造，对煤层开采有很大影响，生产能力低，一般薄煤层单产只为中厚煤层的1/3或更少。 3）投入产出比高。由于效率低，掘进率高，其开采成本明显高于中厚煤层，而经济效益则不如中厚煤层。 可见，发展机械化、实现综合机械化采煤，是实现薄煤层开采高产高效的唯一出路，我国在这方面一直在不断努力。 2 薄煤层工作面设备选择与工艺分析
关于加强极薄煤层开采安全工作的指导意见 2006年7月4日安监总煤矿[2006]第127号 各省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团安全生产监督管理局、煤矿安全监管部 门、煤炭行业管理部门、各省级煤矿安全监察机构，司法部直属煤矿管理局，神华集 团公司、中煤能源集团公司： 今年以来，相继发生了山东省枣庄联创实业有限责任公司“2.23”特大煤尘爆炸 事故和陕西省延安市子长县瓦窑堡镇煤矿“4.29”特别重大瓦斯爆炸事故,暴露出我 国煤矿开采0.6m以下极薄煤层在采掘布署、通风管理、综合防尘和爆破安全等诸多方面仍存在较多的问题。为认真吸取教训，提高极薄煤层开采的安全水平，防止类似事 故发生，经研究，现就加强极薄煤层开采安全工作提出如下指导意见： 一、深入研究本地区极薄煤层开采过程中存在的问题，有针对性的采取安全措施 各有关部门要针对本地区开采极薄煤层的煤矿企业在安全生产工作中存在的主要 问题，严格按照《煤矿安全生产许可证实施办法》、《煤炭工业矿井设计规范》和《 煤矿安全规程》等有关规章和技术标准的要求，加强对开采极薄煤层矿井的安全监管 和监察，强化监督检查和隐患治理工作。尤其要对矿井通风系统、采区内工作面布置 以及回采工作面综合防尘、降尘、爆破等重点环节，采取有针对性的措施，监督指导 企业落实有关规定。对存在重大隐患的应责令其限期整改，经整改达不到有关要求的，不得开采。 二、强化源头治理，严格开采极薄煤层矿井的安全准入 对开采极薄煤层（0.6m以下）的新建、改建、扩建矿井进行严格审核、审查，要 求煤矿企业编制专项开采设计方案，组织专家对设计方案进行安全论证或委托具有相 关资质单位进行安全评价。严格落实矿井建设“三同时”的有关要求，做到安全设施 与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用，保证极薄煤层工作面开采安全。 开采极薄煤层的煤矿存在煤与瓦斯突出、自然发火、冲击地压、水害威胁等重大 安全生产隐患，现有技术条件下难以有效防治的，县级以上地方人民政府负责煤矿安 全生产监督管理的部门、煤矿安全监察机构应责令其立即停止生产，并提请有关人民 政府组织专家进行论证。有关地方人民政府应当根据论证结论，做出是否关闭煤矿或 停止极薄煤层开采的决定，并组织实施。 三、进一步规范工作面布置和回采方式 对已开采极薄煤层的工作面，必须严格执行开采极薄煤层工作面布置、回采方式 和设计参数的有关规定：工作面应布置为正规的回采工作面，采用壁式采煤方法，保 证有两个畅通的安全出口；禁止工作面之间串联通风；运输巷、回风巷净高要符合《 煤矿安全规程》的规定，采煤工作面支护后空间净高度不得低于0.6m，煤层较薄时， 应拉底或挑顶；采区同翼的同一煤层内，禁止布置两个以上回采工作面；炮采工作面 长度不得大于80m；机采工作面长度不得大于100m；高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井、低瓦斯矿井的高瓦斯区域严禁采用前进式采煤；其他矿井在允许范围内采用前进式采 煤方法布置工作面的，应制定专项措施，保证工作面通风系统稳定可靠，并配备专职 瓦斯检查员。 四、严格落实工作面防尘措施 开采极薄煤层的工作面必须设置完善的专用防尘管路，没有防尘供水管路的工作 面不得生产；炮采工作面打眼应采用湿式打眼或捕尘器捕尘，爆破前、后应喷雾降尘，
大力发展极薄煤层采煤机械化 促进永荣矿区安全、高产、高效生产 韦家沟煤矿：周勇 摘要本文针对高瓦斯极薄煤层矿井存在的问题，结合永荣矿区实际，阐述了发展极薄煤层采煤机械化的重大意义、主要措施和取得的效果。 关键词极薄煤层机械化开采技术 1 问题的提出 永荣矿区是全国典型的高瓦斯极薄煤层矿区。矿区地质构造简单，各生产矿井均为单斜构造，煤层倾角一般在80～390之间。矿区主要开采三迭系上统须家河上煤组煤层，其中七号煤层属复杂结构煤层，赋存稳定，为矿区主采煤层，八号煤层为局部可采煤层，两煤层厚度一般为0.40～0.60m。煤层顶板一般由砂质泥岩或粉砂岩组成，属中等稳定顶板，局部区域为复合顶板；煤层底板一般为砂质泥岩，属中等稳定底板，局部区域为泥岩，支柱有钻底现象。目前，矿区剩余三处矿井均已进入深部水平开采，开采深度在450m～700m之间，今后将达到1000m左右。随着开采深度的加大，矿山压力显现日趋严重，瓦斯涌出量明显增大，矿井最大绝对瓦斯涌出量达到48m3/min，最大相对瓦斯涌出量接近100 m3/t，加之煤尘具有爆炸危险性，因此，瓦斯事故和顶板事故成为永荣矿区矿井生产的主要安全隐患。 由于开采煤层极薄，采煤工作面生产能力低下，致使极薄煤层矿井单产低，工效低，用人多，经济效益差，因此，通过各种途径提高极薄煤层矿井开采效益是此类矿井生存和发展的关键，而提高极薄煤层采煤工作面单产水平则是提高极薄煤层矿井开采效益的基础。在高瓦斯极薄煤层矿井，虽然通过采取各种有效措施，在一定程度上可提高炮采工作面的单产水平，但是，炮采工作面瓦斯瞬时涌出量大、爆破后崩落的煤大量堵塞工作面空间，工作面有效通风断面减小，有效风量不足，形成了高瓦斯极薄煤层炮采工作面难以克服的矛盾——稀释瓦斯所需风量大与采煤工作面空间狭小的矛盾，由此