煤矿采煤工艺及其应用研究_2

２００７年第８期　煤炭工程　

“一刀双硐＂新型旺格维利采煤工艺在　

大海则煤矿的应用研究　

周成军　，汪华君　

（１．神华集团神东煤炭分公司，陕西神木７１９３１５；２．山东科技大学资源与环境工程学院，山东青岛２６６５１０）　

摘　要：通过对“一刀双硐”新型旺采工艺的研究和应用，提高了工作面的支巷煤柱回采　

率和回采速度，保证了安全回采。通过较长时期的现场实践，证明该回采工艺的应用具有较好的　

经济和社会效益，具有较高的推广应用价值。　

关键词：旺格维利采煤法；支巷煤柱；回采率；连续采煤机　

中图分类号：ＴＤ８２３．９　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７１—０９５９（２００７）０８－０００５￣４　

大海则煤矿，井田面积３７．７５ｋｉｎ　，工业储量５５６８万ｔ。　

主采煤层为３　煤层，平均厚度２、１４ｍ，埋深８０～１ｌＯｒｅ，　

煤层赋存稳定。该煤层煤质为“三低一高”（低灰、低硫、　

低磷，中高发热量）的优质煤炭，是良好的动力、气化、炼　

油用煤。　

根据井田火烧区边界不规则、地质勘探程度低的特点，　

考虑布置综合机械化采煤工作面投入大、准备时间长、设　

备的互换性差等原因，采用在大巷两侧直接布置连采工作　

面，使用旺格维利采煤法（以下简称旺采）实现快速生产。　

１原有旺采工作面回采工艺特点及缺点　

１．１原有回采工艺特点　

１）旺采法的煤房掘进与房柱式基本相同，由连续采煤　

机和锚杆钻机交替进行掘进与支护作业。作业循环进度不　

大于７ｍ。　

２）当煤房掘进到设计位置后即可进行煤柱回收。煤柱　

回收一般分为双翼进刀和单翼进刀回收两种方式。单翼进　

刀如图１所示，双翼进刀如图２所示。双翼进刀时，连续　

采煤机从煤房一端后退式依次按４５。斜切进刀，回收煤房左　

右两侧煤柱，斜切进刀参数是：深度约１ｌｍ，宽度３．３ｍ，　每条煤房的回采宽度约２５ｍ（含煤房宽度），两台履带行走　

式液压支架在煤房内迈步式向前移动，及时支护连续采煤　

机后方的悬空顶板。单翼进刀时，连续采煤机从采空区一　

第５Ｏ卷第１Ｏ期　煤炭　工程　

Ｃ０ＡＬ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　Ｖ０ｌＩ　５０．Ｎｏ．１０　

ｄｏｉ：１０．１　１７９９／ｃｅ２０１８１Ｏ０２１　

连续采煤机双向截割工艺研究及其应用　

周成军　

（神东煤炭集团有限公司，陕西神木７１９３１５）　

摘　要：基于连续采煤机单向截割工艺，提出了连续采煤机双向截割工艺，并进一步研究　

了双向截割工艺流程、工艺步骤操作要求、巷道高度对双向截割的影响等，总结出双向截割工　

艺区别于单向截割工艺的优点。并在乌兰木伦矿１２３０７运输巷及１２３０６回风巷掘进现场进行了应　

用。结果表明。双向截割工艺每循环进尺作业时间缩短了１５ｍｉｎ，与单向截割工艺比较，每班多　

完成了一个循环进尺．加快了连续采煤机掘进速度，提高巷道成形质量。　

关键词：连续采煤机；双向割煤工艺；单向截割工艺；截割循环　

中图分类号：ＴＤ８２３．９　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１－０９５９（２０１８）１０－００９２－０４　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　

ｍｉｎｅｒ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　

ＺＨＯＵ　Ｃｈｅｎｇ—ｊｕｎ　

（Ｓｈｅｎｄｏｎｇ　Ｃｏａｌ　Ｇｒｏｕｐ，Ｓｈｅｎｍｕ　７１９３１５，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｏｎｅ—ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｍｉｎｅｒ，ｔｈｅ　ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｍｉｎｅｒ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｓｔｅｐｓ，ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｒｏａｄｗａｙ　ｈｅｉｇｈｔ　ｏｎ　ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ａｒｅ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｉｓ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｏｎｅ—ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｉｔ　ｗａｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　１２３０７　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｌａｎｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　１２３０６　ｒｅｔｕｒｎ　ａｉｒｗａｙ　ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｓｉｔｅ　ｏｆ　Ｗｕｌａｎ　Ｍｕｌｕｎ　Ｍｉｎｅ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ，ｔｈｅ　ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｓｈｏｒｔｅｎｅｄ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｐｅｒ　ｆｏｏｔａｇｅ　ｄｒｉｖｉｎｇ　ｃｙｃｌｅ　ｂｙ　１５　ｍｉｎｕｔｅｓ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｏｎｅ—ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｅａｃｈ　ｓｈｉｆｔ　ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ　ｏｎｅ　ｍｏｒｅ　ｃｙｃｌｅ，ｔｈｅ　ａｄｖａｎｃｅ　ｓｐｅｅｄ　ｏｆ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｃｏａｌ　ｍｉｎｅｒ　ｗａｓ　ｅｎｈａｎｃｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｏａｄｗａｙ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｗａｓ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｍｉｎｅｒ；ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ｃｏａｌ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ；ｏｎｅ—ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ；ｃｕｔｔｉｎｇ　ｃｙｃｌｅ　

煤矿技术　

井工矿井采煤工艺及其选择应用研究　

李博　（皖北煤电集团五沟煤矿通防事业部，安徽淮北２３５０００）　

【摘要】由于我国现在煤矿开采在深井开采技术、“三下”采　煤、乡镇煤矿低的开采技术、缓倾斜薄煤层单一长壁综采技术等方　面存在问题，所以解决这些问题将是我国煤矿开采技术的发展趋势，　同时跟踪煤矿开采技术前沿，缩小和先进技术的差距，开发具有自主　知识产权的采煤技术。该文笔者介绍了我国目前主要使用的采煤工　艺，并阐述了如何根据具体情况选择合适的采煤工艺，具有一定借　鉴意义。　【关键词】采煤技术；炮采；普采；综采；应用研究　

前言　我国是世界上煤矿储量最大的国家之一，煤矿的总储量达到　９０００亿ｔ以上，具有巨大的经济效益，而煤矿效益的好坏主要取决于　煤矿开采技术的适应性和先进性。我国的开采技术结构呈现多层次．　国家重点煤矿实现机械化生产，地方国有煤矿是半机械化生产，而乡　镇煤矿基本采用手工劳动开采。落后的生产技术既增加了事故的发　生率，又降低了生产效率，为了改变这种现状，经过“七五”到“九五”　的科技攻关，我国的煤矿开采技术如大采高综采技术、综合机械化放　顶煤等都取得巨大进步，例如通过采用９００　ｋＷ电牵引采煤机，开发应　用快速移架系统等，综放队的年常量达到５００万ｔ。　１采煤技术分析　１．１炮采　炮采即爆破采煤工艺，其特点是爆破落煤，爆破后人工装煤，　机械化运煤．用单体支柱支护工作空间顶板。　（１）打眼和放炮。落煤要求保证规定的循环进度，工作面平直，　不留底煤和顶煤，以减轻对顶板的破坏，降低炸药和雷管消耗。因　此，要根据煤层的硬度、厚度、节理和裂脱的发育状况及顶板条件，　确定打眼爆破参数，包括炮眼排列、角度、眼深、装药量、一次起　爆的炮眼数量以及爆破次序等。　（２）炮采工作面支护和采空区处理。目前，我国部分炮采工作　面仍采用金属摩擦支柱和单体液压支柱支护，其布置方式主要有单　柱、对柱和密集支柱３种形式。最小控顶距应保留３排支柱，以保　证足够的工作空间，最大控顶距一般不超过５排支柱。随着采煤工　作面不断向前推进，顶板悬露面积越来越大，为了工作面的安全和　正常生产，需要及时对采空区进行处理。由于顶板特征、煤层厚度　和保护地表的特殊要求等条件不同，采空区有多种处理方法，但最　常用的是全部垮落法。　１．２普通机械化采煤工艺　普通机械化采煤工艺，简称“普采”，其特点是用采煤机械同时　完成落煤和装煤工序，而运煤、项板支护和采空区处理与炮采工艺　基本相同。普采面使用单滚筒和双滚筒两种采煤机工作方式　单滚　筒采煤机的滚筒一般位于工作面下端头，这样可缩短工作面下缺口　的长度，使货量不通过机体下方，装煤效果好。双滚筒采煤机解决　了工作面两头做缺口的工作量，有利于工作面技术管理。采煤机有　单向和双向两种割煤方式。双向割煤，往返进两刀。中厚煤层单滚　筒采煤机常采用单向割煤，往返进一刀，它适合于采高在ｌ＿５　ｍ以　下的薄煤层，滚筒直径接近采高、顶板较稳定、煤层粘顶性不强等　条件。　１．３综采工艺　综合机械化采煤工艺（简称综采工艺）是指采煤工作面中全部生　产工序都实现了机械化连续作业的采煤工艺系统。综采工艺大幅降　低了劳动强度，提高了单产及安全性；因此，是目前最先进的采煤　工艺，是采煤工艺的重要发展方向。　（１）割煤。割煤工序包括破煤与装煤。完成割煤工序的采煤机　有滚筒式采煤机和刨煤机两种类型，滚筒式采煤机又分为单滚筒采　煤机和双滚筒采煤机。为了适应采高的变化及煤层顶底板的起伏，　通常采用可调高双滚筒采煤机割煤。双滚筒采煤机无论上行还是下　行，一般均采用前滚筒在上割顶煤。后滚筒在下割底煤。采煤机滚　筒式在割煤的同时，利用滚筒的螺旋叶片和滚筒旋转的抛掷作用，　把煤直接装入刮板输送机。　（２）运煤。采煤机割下的煤炭被装入刮板输送机，从工作面运　出后经工作面运输巷中的桥式转载机、可伸缩带式输送机运出综采　工作面。刮板输送机的运送能力必须与采煤机的生产能力相匹配，　一般情况下输送机的输送能力略大于采煤机的生产能力。　（８）工作面支护和采空区处理。工作面使用的液压支架是以高　压液体为动力，自行完成对工作面顶板的支撑、切顶、挡矸、护帮、　前移、推移刮板输送机和采空区处理等工序。　１．４连采工艺　煤房工作面使用连续采煤机完成破煤和装煤，用梭车或可伸缩　输送机运煤，采用锚杆支护顶板，使用铲车搬运物料和清理工作面，　破、装、运、支等工艺过程全部实现了机械化作业。这种工作面的　机械化采煤工艺习惯称为连续采煤工艺（简称连采工艺）。实践证明，　连采工艺作为综合机械化采煤的一种补充，在适宜的条件下，可取　得良好的技术经济效果。　２采煤工艺的选择　２．１适于采用炮采工艺的条件　炮采工艺具有技术装备投资少、适应性强、操作技术容易掌握、　生产技术管理比较简单等优点；但是其单产和效率低，劳动条件差，　根据我国的技术政策，凡条件不适于机采的煤层，可采用炮采工艺。　目前，我国炮采采煤多应用于急倾斜煤层和地质构造较复杂的煤层。　２．２适于采用普采工艺的条件　普采设备价格便宜，ｌ套普采设备只相当于１套综采设备的１／４，　而产量可达到综采产量的１／３～ｌ／２　而且普采对地质变化条件适应　性比综采强，工作面搬迁容易。对推进距离短、形状不规则、小的　地质构造较发育的工作面，综采的优势难以发挥，而采用普采则可　取得较好的效果。而且，普采操作技术易于掌握，组织生产比较容　易。因此，普采是我国中小型矿井发展采煤机械化的重点。　２．３适于采用综采工艺的条件　综采工艺具有高产、高效、安全、低耗及劳动条件好、劳动强　度小的优点。但是综采设备价格昂贵，综采生产优势的发挥有赖于　全矿井良好的生产系统，较好的煤层赋存条件以及较高的操作和管　理水平。　２．４适于采用连采工艺的条件　连采工艺的主要优点是投资少、出煤快、适应性较强、机械化　程度高、效率高、安全好等，但其通风条件差，煤炭资源回收率较　底，仅高于炮采采煤。连续采煤机房柱式开采对煤层地质条件要求　较高，主要适用于以下条件：开采深度较浅，构造简单，煤质中硬　或硬，开采技术条件简单，煤层倾角不超过ｌ５。的薄及中厚煤层。　近水平煤层最为适宜，但其采出率较低，不适用近距离煤层群开采。　从近几年我国连采工艺的应用情况来看，该方法作为大中型矿井的　辅助采煤方法为宜。　３结论　煤矿开采技术随着煤层赋存条件的不同而有很大的差异。２Ｏ世　纪８Ｏ年代以来采煤方法得到迅速发展，生产技术指标明显改善，普　通机械化采煤工作面的装备发展较快，综合机械化采煤工作面向大　功率、电牵引、程序化发展。随着国民经济的发展，煤矿安全条件　将进一步得到改善，采煤生产技术必将达到国际先进水平。　参考文献：　…魏学贵．现代采煤工艺探析Ｕ】．中国集体经济（下半月），２００７（ｏ５）．　ｆ２１宫炫耀．浅谈采煤技术与采煤方法的选择卟科技信息（科学教　研），２００７５４）．　『３］３包福林，薛峰．采煤技术及采煤方法的选择卟煤炭技术，２００６０８）．　ｆ４１尹春恒，廖为康．浅议煤矿开采技术与工艺发展Ⅱ】．中国高新技术企　业。２００９（２２）期．　（５］４荐其．采煤技术进化的路径依赖与学习Ⅱ】．中国煤炭，２００７（０２）．　

臣置圈　露天采矿技术　２０１３－＃－－￣１期　・９・　

露天煤矿剥离半连续开采工艺系统及其应用的研究　

张洪，贺永军，刘梅　

（中国煤炭科工集团沈阳设计研究院，辽宁沈阳１１００１５）　

摘要：论述了露天矿半连续开采工艺的技术特点以及在我国露天矿的应用情况和发展前景，并以沙尔　

湖煤田东一区露天矿为案例，从技术可行、经济合理方面分析了本矿剥离可能采用的开采工艺。　

关键词：露天煤矿；剥离；半连续；工艺系统；应用；研究　中图分类号：ＴＤ　８２４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７１—９８１６（２０１３）Ｏ１—０００９—０６　

１　半连续开采工艺技术特点及应用前景　

１．１　露天矿开采工艺基本类型　露天矿开采工艺系统是露天矿工程设计、建设　

以及生产组织和技术管理的核心内容。露天采矿的　

技术进步是与开采工艺和装备的不断更新发展密切　

相关的。国内外露天矿常用开采工艺系统主要有单　斗一卡车间断工艺、拉斗铲无运输倒堆工艺、轮斗挖　

掘机一带式输送机（一排土机）连续工艺和半连续工　艺４种类型。半连续通常分为２种典型类型：单斗一　

卡车＋半移动式破碎站一带式输送机（一排土机）半　

连续工艺和单斗一自移式破碎机一带式输送机（一　

排土机）半连续工艺。　１．２露天矿半连续开采工艺的技术特点　半连续工艺是指采掘环节为间断式，运输环节　

一种形式为工作面至破碎站为卡车间断式运输，破　碎站后为连续式运输；另外一种形式为全连续式运　

输。前者在技术上综合了单斗一卡车工艺适应性强、　

机动灵活的优点和带式输送机连续运输爬坡能力　大、效率高、运输成本低的优点，是近年来发展较快　

的开采工艺（工艺技术和装备水平）。两种半连续开　

采工艺应用广泛、技术上比较成熟，二者的共同点是　

少用或不用卡车，以带式输送机运输替代或部分替　

代卡车运输，从而达到降低生产成本和减少环境污　

染的目的。半连续开采工艺的优缺点见表１。　１．３我国露天矿应用半连续开采工艺的技术条件　

１）地质条件。地质条件是选择半连续开采工艺