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简析旺格维利采煤法作者：XXX摘要：旺格维利采煤法是一种新型的短壁式开采方法，本文通过分析神华集团神东矿区对此方法的实际应用，浅析旺格维利采煤法在神东矿区应用概况和效果总体，旺格维利采煤工艺在井下的各项指标，以及短壁式回采工艺目前存在问题的分析及研究。
关键词：旺格维利；采煤工艺；短壁式开采短壁放柱式回采工艺是我国较为传统的采煤方法，其主要是以短工作面采煤为主要标志。
旺格维利采煤工艺作为短壁采煤工艺中的最先进的工艺方式，在美国、澳大利亚、加拿大、印度、南非等国有着较为广泛的应用。
旺格维利采煤法是澳大利亚采矿专家在50年代末期在放柱式开采技术基础上发展起来的一种高效短壁式采煤法。
旺格维利采煤法作为一种新型的短壁式开采方法，以其适用机械化程度高、生产能力大、资源回收率高、生产系统简单、生产管理较为容易等特点，成为了短壁式采煤的发展方向，它的适用条件主要有以下几个方面:1、煤层强度较大，埋藏较浅的煤层，另外，对多煤层开采区，煤层层间距离越大对下层的回采越有利。
2、低瓦斯或不易自燃煤层。
3、煤层倾角小于8°的近水平煤层。
4、大型井田的边角煤、不规则区域和不适宜布置综采的小型井田。
5、顶板中等稳定、底板不软化的煤层。
一、旺格维利采煤法在神东矿区生产实践中的应用神华集团神东矿区在1999年引进了该项技术，并在短短2—3年时间内在矿区得到广泛的推广应用，获得了极大的经济效益，而且使引进的旺格维利采煤法得到了发展和创新，成为了一种具有神东特色的短壁式开采技术。
旺格维利采煤法在神东矿区应用概况和效果总体：1999年12月根据集团公司推广旺格维利采煤法的总体部署要求，通过对旺格维利采煤法的现场观摩与消化吸收，结合神东矿区赋存条件，总结出一套具有神东特点，适应神东发展的具体实施办法，并逐步在全矿区范围内推广。
1、旺格维利采煤工艺在神东矿区的发展历程；（1）第一阶段：无自移式液压支架的单翼开采。
（2）第二阶段；使用自移式支架双翼开采。
旺格维利采煤法旺格维利采煤法是一种高效、连续、现代化的采煤方法，广泛应用于国内外煤炭工业。
该方法采用连续采煤机、运输系统、巷道布置、支护系统、瓦斯管理、通风系统、排水系统以及自动化技术等多种手段，实现了采煤工作的现代化和高效化。
1.连续采煤机连续采煤机是旺格维利采煤法的核心设备，负责煤炭的切割、装载和运输。
该设备具有高效率、连续作业和自动化程度高等特点，可大大提高采煤效率。
2.运输系统旺格维利采煤法的运输系统采用胶带输送机或刮板输送机等设备，将采煤机切割下的煤炭输送到指定的位置。
该系统具有输送能力强、运输距离长、可连续输送等特点，有效保障了采煤作业的高效性和连续性。
3.巷道布置旺格维利采煤法的巷道布置采用“三巷布置”，即运输巷、回风巷和专用瓦斯抽放巷。
这种布置方式可有效提高采煤作业的安全性和通风效果。
4.支护系统旺格维利采煤法的支护系统采用锚杆、锚索、钢带等材料，对工作面进行支护，确保采煤作业的安全进行。
该系统可根据不同的地质条件和采煤要求进行调整和优化。
5.瓦斯管理旺格维利采煤法的瓦斯管理采用瓦斯抽放系统，将工作面内的瓦斯抽出，降低瓦斯浓度，保障采煤作业的安全。
该系统可与通风系统配合使用，提高工作面的通风效果。
6.通风系统旺格维利采煤法的通风系统采用局部通风机或巷道通风等方式，确保工作面的空气流通和新鲜空气的供应。
该系统应根据工作面的实际情况进行设计和调整。
7.排水系统旺格维利采煤法的排水系统采用水泵或水仓等设备，将工作面积水排出，保障采煤作业的顺利进行。
该系统应根据工作面的实际情况进行设计和调整。
8.自动化技术旺格维利采煤法的自动化技术包括计算机监控系统、传感器技术、故障诊断技术等，实现了对采煤机的远程监控和控制，提高了采煤作业的效率和安全性。
总之，旺格维利采煤法是一种现代化的采煤方法，具有高效率、连续性、安全性和自动化程度高等特点，可有效提高煤炭工业的生产效率和安全性。
在未来的发展中，旺格维利采煤法将继续发挥重要作用，为煤炭工业的可持续发展做出贡献。
大同矿区应用短壁机械化旺格维利采煤法的探析杨建武（大同煤矿集团生产技术部，山西大同 ）［摘 要］ 介绍了目前世界短壁机械化开采技术发展状况、旺格维利采煤法的特点及巷道布置方法、开采工艺等，并对大同矿区采用短壁机械化旺格维利采煤法的可行性和开采方法进行了分析。
［关键词］ 短壁机械化；旺格维利采煤；可行性［中图分类号］ ［文献标识码］ ［文章编号］ （ ）（ ， ， ， ）： ， ，： ； ；［收稿日期］［作者简介］杨建武（ ），男，山西天镇人，工程师， 年毕业于阜新矿业学院。
目前世界主流采煤技术的代表分为长壁综合机械化开采技术和短壁机械化开采技术，长壁式开采技术基本成熟，而作为长壁综合机械化采煤方法重要补充的“短壁式开采方法及工艺”仍处于起步推广阶段。
同煤集团也不例外。
在不规则块段、煤柱回收、残采区、“三下”压煤等煤炭资源的开采技术上，应用短壁式采煤方法是主导发展方向。
现代短壁机械化采煤法的 种模式（ ）连续采煤机短壁机械化开采技术，它是以连续采煤机为龙头，配以连续运输系统等先进设备的较为先进的短壁开采技术，神东矿区采用；（ ）采掘一体机短壁机械化开采技术，是采用采掘一体机进行掘进和采煤，该技术已在潞安矿业公司五阳矿试验，使用的是煤炭科学研究总院太原分院研制的 型采掘一体机。
（ ）短机身单滚筒采煤机短壁机械化开采技术，这种开采技术与前两种开采技术在工作面装备、巷道布置、回采工艺等方面有着本质的区别，它是采用短机身单滚筒采煤机割煤，工作面布置方式及设备与长壁综采工作面基本相同，只是工作面长度较短而已，大同四台矿、王坪矿采用。
连续采煤机短壁机械化开采技术和采掘一体机短壁机械化开采技术采用的开采工艺是旺格维利采煤法。
旺格维利采煤法是澳大利亚采矿专家于 世纪 年代末期，在房柱式开采技术的基础上发展起来的一种高效短壁式采煤法。
适用于不规则块段、煤柱回收、残采区、“三下”压煤等煤炭资源的开采，成为目前短壁开采中最先进的回采方法，并以其机械化程度高、生产能力大、资源采出率高、生产系统简单、生产管理较为容易等特点，成为了短壁式采煤法的发展方向。
E M L 340连续采煤机在旺格维利采煤法中的应用梁大海,张 振(煤炭科学研究总院太原研究院,山西太原030006)[摘 要] 依据E M L 340连续采煤机在乌兰木伦矿进行的工业试验情况,介绍了间断运输工艺系统旺格维利采煤工艺,通过现场运行观测结果,对工艺系统进行了分析。
结果表明:E M L 340连续采煤机能够满足工艺要求,并给出了合适的正规循环,用此结果可以用来指导类似神东矿区地质条件的地区使用连续采煤机进行短壁开采。
[关键词] 连续采煤机;旺格维利采煤法;短壁开采[中图分类号]T D 823.94 [文献标识码]A [文章编号]1006-6225(2010)06-0065-03A p p l i c a t i o no f E ML 340C o n t i n u o u s Mi n i n g C u t t e r i n Wo n g a w i l l i Mi n i n g Me t h o dL I A N GD a -h a i ,Z H A N GZ h e n(T a i y u a nR e s e a r c hI n s t i t u t e ,C h i n a C o a l R e s e a r c hI n s t i t u t e ,T a i y u a n 030006,C h i n a )A b s t r a c t :T h i s p a p e r i n t r o d u c e d i n t e r r u p t e dt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m -W o n g a w i l l i m i n i n g m e t h o da c c o r d i n g t ot h e a p p l i c a t i o no f E M L 340c o n t i n u o u s m i n i n g c u t t e r i nW u l a n m u l u n C o l l i e r y .I t a n a l y z e d t h e s y s t e mo n t h e b a s i s o f o b s e r v a t i o n d a t a .R e s u l t s s h o w e d t h a t E M L 340c o n t i n u o u s m i n i n g c u t t e r c o u l dm e e t t e c h n i c a l n e e d a n di t p r e s e n t as u i t a b l e r e g u l a r c y c l i c o p e r a t i o n .T h er e s u l t s m a yb eu s e dt o i n -s t r u c t s h o r t -w a l l m i n i n g w i t hc o n t i n u o u s m i n i n gc u t t e r i nm i n i n g a r e a w i t h s i m i l a r g e o l o g i c a l c o n d i t i o nt o S h e n d o n g M i n i n g A r e a .K e yw o r d s :c o n t i n u o u s m i n i n g c u t t e r ;W o n g a w i l l i m i n i n g m e t h o d ;s h o r t -w a l l m i n i n g[收稿日期]2010-06-07[基金项目]“十一五”国家科技支撑计划重点项目:煤炭资源高效采选关键技术与装备研发(2006B A B 16B 05)[作者简介]梁大海(1973-),男,河南邓州人,工程师,硕士,主要从事短壁开采工艺和煤岩破碎方面的研究。
短壁机械化开采是解决“三下”压煤、残留煤柱和不规则块段煤炭开采的有效途径,连续采煤机是短壁开采技术的关键设备,E M L 340型连续采煤机的研制成功标志着我国具备了生产短壁开采成套设备的能力。
以E M L 340型连续采煤机在乌兰木伦矿旺采工作面进行的工业性试验实测数据,说明连续采煤机在旺格维利采煤法(短壁开采)中的应用。
1 工作面概况1.1 地质条件工作面位于1-2煤二盘区南集中三大巷西南侧,工作面西南一侧为综采面采空区。
1-2煤层厚度变化较大,结构简单,条带状结构,块层状构造,内生裂隙较发育,裂隙面含星点状黄铁矿。
煤层厚度3～7.4m ,倾角1～3°。
在南集中辅运大巷1-3联巷揭露冲刷带,冲刷岩层厚度最大0.5m ,煤层厚度3.0～3.5m ,冲刷岩层岩性为灰白色中砂岩,对旺采面七区段回采影响较大。
基本顶为中砂岩,中粒砂状结构,块状构造,碎屑成分以石英为主、长石次之,泥质胶结,厚度10.5～21.9m 。
煤层直接顶板为灰色砂质泥岩,块层状构造,水平层理,泥质胶结。
直接底为粉砂岩,灰色,泥质粉砂状结构,层状构造,成分以粉砂质为主,泥质成分次之,厚度2.8～9.0m 。
1.2 生产概况工作面回采区域以二盘区南集中辅运巷、60201运输巷、1-2煤集中辅运大巷为边界,留设30m 的保护煤柱。
整个采区回采面积96430m 2。
南集中辅运巷旺采区预计可回采原煤154k t ,可采期为70d 。
南集中辅运巷旺采区首先在60201综采面的措施巷处沿垂直于60201运输巷方向布置2条中巷到边界煤柱,然后开始准备支巷与回采采硐。
旺采区域根据规划划分为左右2个块段,其中左翼块段分为3个区段,每个区段布置3组6条支巷,右翼同样分为3个区段,每个区段布置2组4条支巷,区段间隔离煤柱为15m ,每组支巷间隔离煤柱为10m ,支巷垂直于中巷。
2 回采工艺2.1 工作面主要设备配置连续采煤机采煤工艺系统按运煤方式的不同,又可分为2种:一种是间断运输工艺系统(采用梭车等运输煤炭),一种是连续运输工艺系统(采第15卷第6期(总第97期)2010年12月煤 矿 开 采C o a l m i n i n g T e c h n o l o g y V o 1.15N o .6(S e r i e s N o .97)D e c e m b e r 2010DOI :10.13532/j .cn ki .cn11-3677/td .2010.06.021用连续运输机等运输煤炭)[1]。
对于“三下”等不规则块段煤炭的开采来说,间断运输系统更具有灵活性、适用性,因此,在“残采”煤炭的开采中更倾向选择间断运输系统工艺。
本次乌兰木伦矿的工业性试验就是选择梭车运输煤炭,属于间断运输工艺系统。
工作面主要设备配置见表1。
表1 工作面主要设备设备名称规格型号数量连续采煤机/台E M L 3401梭车/台10S C -48B-51锚杆机/台C M M 4-201给料破碎机/台G P 460/1501铲车/台U N-4881行走液压支架/架X Z 7000/24.5/4642.2 回采工艺2.2.1 掘进工艺[2]中巷、支巷掘进采用双巷掘进。
根据需要,每隔50m 施工1条联络巷。
中巷、支巷设计宽度为5.4m ,高为3.8m 。
掘进循环长度为11m 。
连续采煤机掘进过程可分为“切槽”和“采垛”2个工序。
司机在激光指向仪的导向下,进行“切槽”和“采垛”2个工序(图1)。
图1 连续采煤机支巷切槽与采垛2.2.2 旺格维利回采工艺连续采煤机采用双翼斜切进刀后退式采煤法对煤柱进行回收。
回采每条支巷时,必须按左右各1刀、先左后右的后退式回采顺序进行回采,严禁随意调整。
连续采煤机双翼开采工艺布置见图2。
左翼块段采用完全垮落法控制顶板,采用4台线性支架,采硐间煤柱留0.3m ,1,2支巷间煤柱为13.5m 。
右翼块段采用不完全垮落法控制顶板,采用2台线性支架回采,采硐间留设1m 保护煤柱,1,2支巷间煤柱为15m。
图2 连续采煤机双翼开采工艺布置回采时,进刀深度11m ,采硐与支巷呈39°夹角,采硐宽3.3m 、高4.4m ,顶板状况不好时,单刀回采长度可缩减为6m 。
当左右各采完1刀后,将工作面行走液压支架往后移动1次。
3 回采工艺过程分析3.1 掘进工艺过程分析3.1.1 掘进小循环连续采煤机掘进在割煤时,同时运用装载机构和其中部运输机构进行装煤。
把连续采煤机从开始往梭车上装煤到下一次(往梭车上)装煤作为1个掘进小循环,现场对连续采煤机在(梭车)不同运距下掘进小循环进行了记录,见表2。
表2 掘进小循环统计梭车运距/m10507080110120平均值连续采煤机装车时间/s 14286100821101111051个小循环时间/s 235207275287311320272装车时间占百分比/%60423629353540测试结果表明:连续采煤机在梭车平均运距105m 情况下,1个掘进循环平均需要272s ,其装车时间占整个循环的40%。
3.1.2 掘进施工正规循环时间连续采煤机在掘进巷道包括“破煤”、“装煤”、“运煤”、“清煤”、“调机”5个过程(支护过程是平行作业),完成这一循环算作1个正规作业循环。
整个过程包括切槽、清理浮煤、调机到采垛位置、采垛、清理浮煤、调机至另一巷道内掘进。
不同运距下,正规循环过程分解后实测得到的数据见表3。
表3 掘进施工正规循环统计序号切槽时间/m i n 小循环数/个清理底煤/m i n 采垛时间/m i n 小循环数/个调机时间/m i n 循环时间/m i n 运距/m 1761644810321606025515850928141703601612581125155120478169601040187110570161050115018080675161052113717490平均6916952103516588总第97期煤 矿 开 采2010年第6期 结果表明:E M L340连续采煤机在掘进5.4m ×3.8m断面巷道平均运距88m,完成1个正规循环(掘进进尺11m)需要165m i n。
其中切槽(槽宽3.3m)平均69m i n,掘进小循环16个;从切槽、清理底煤到调机至采垛处平均需要9m i n;采垛(垛宽2.1m)时间平均需要52m i n,掘进小循环10个,清理底浮煤及调机至另一巷道内平均需要35m i n。
3.2 回采工艺分析连续采煤机在进行旺格维利法采煤时,把采1个硐室作为1个正规循环进行统计(包括采硐和移架工序),在梭车不同运距下统计结果如表4。
