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1、短壁综合机械化技术与装备,煤科总院太原研究院 二O一一年一月,欢迎西山煤电马兰矿各位领导莅临我院指导工作,目 录,概述,1,短壁综合机械化装备特点与参数,2,我国短壁综合机械化开采工艺发展现状,3,4,5,短壁综合机械化技术与装备在我国的发展前景,短壁综合机械化技术与装备应用工程实例,概 述,面临的问题,长壁开采后的残留煤柱、不规则块段等煤炭储量在逐年上升 矿区煤田的边缘地带、小的地质构造附近、露天煤矿边坡下压煤 小煤窑滥采后造成无法布置长壁工作面，导致资源浪费 三下压煤量巨大，仅生产矿井下压煤量就达200亿t以上,解决途径,以连续采煤机为龙头的短壁综合机械化开采技术体系，具有采掘合一、机动灵
2、活、设备投资少、适应范围广等特点，可为煤柱及不规则块段等煤炭资源的回收、“三下”压煤的开采提供有效的技术途径和技术支撑，可提高矿井资源整体回采率。,国外短壁机械化开采技术与装备发展现状,世界每年有超过3.5亿吨煤炭采用连续采煤机短壁开采,南非短壁机械化开采量占井工开采的92%，美国占45%，澳大 利亚占15%。,目前,概 述,上世纪中期，国外就开始了以连续采煤机为龙头配套方式的短壁开采，这些短壁开采装备均是集机、电、液为一体的自移式设备，根据不同地质条件和采煤工艺配合使用，可实现采煤、支护、运输、转载、辅运等一条龙机械化作业。,国内短壁机械化开采技术与装备发展现状,上世纪中期，传统的短壁开采在
3、我国使用比较普遍，但存在回采工艺落后、通风不合理等问题。上世纪末我国部分矿区借鉴了国外的短壁开采工艺，取得了较好的效果。上世纪90年代，煤科总院太原研究院开始对连续采煤机及其后配套设备进行研制，并相继成功研制出连续运输系统、给料破碎机、锚杆钻车、履带行走支架、连续采煤机、梭车、铲车等成套产品。,概 述,目 录,概述,1,短壁综合机械化装备特点与参数,2,我国短壁综合机械化开采工艺发展现状,3,4,5,短壁综合机械化技术与装备在我国的发展前景,短壁综合机械化技术与装备应用工程实例,连续采煤机为龙头的短壁机械化开采，可实现采掘合一、 “即进即退”回采，不但可以实现采准巷道的快速掘进，而且可以进行短
4、壁机械化回采。 连续采煤机短壁综合机械化开采技术的适用条件如下：（1）适用于埋藏深度较小的煤层。（2）适用于近水平煤层。（3）适用于顶底板较稳定的煤层。（4）适用于低瓦斯煤层。（5）适用于“三下”采煤及不适宜布置长壁综采工作面的区域。,我国短壁综合机械化开采工艺发展现状,为缓解综采工作面接续紧张的局面，减少综采工作面搬家倒面次数，提高设备开机率，实现高产高效，现在煤矿工作面的推进长度比较大，神东一些矿井工作面连续推进长度已达6000m。这就对掘进设备提出了更高的要求，高效掘进设备其重要性日益突出。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（如下图所示）。,我国短壁综
5、合机械化开采工艺发展现状,巷道快速掘进,我国短壁综合机械化开采工艺发展现状,1辅运顺槽；2主运顺槽；3联络巷；4连续采煤机；5梭车； 6锚杆钻车；7铲车；8给料破碎机；9皮带；,连采机切槽、采垛工序,我国短壁综合机械化开采工艺发展现状,连续采煤机；2掘进巷道；,a)间断运输系统设备配套,巷道快速掘进设备配套,连续采煤机梭车给料破碎机,锚杆钻车铲车带式输送机,我国短壁综合机械化开采工艺发展现状,b）连续运输系统配套设备,连续采煤机连续运输系统,锚杆钻车铲车,带式输送机,巷道快速掘进设备配套,我国短壁综合机械化开采工艺发展现状,20世纪5060年代，房式、柱式和房柱式等短壁采煤方法在我国使用的比较
6、普遍。但其回采工艺的缺点是通风系统不合理，通风管理困难，回采率低 。旺格维利采煤法开始于上世纪50年代末期，由澳大利亚采矿专家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，如下图所示（以间断运输系统为例）。,短壁开采,我国短壁综合机械化开采工艺发展现状,我国短壁综合机械化开采工艺发展现状,1主运中巷；2辅运中巷；3主运顺槽；4辅运顺槽；5支巷； 6采硐；7支巷间保护煤柱；8联络巷,我国短壁综合机械化开采工艺发展现状,1支巷；2已采采硐；3未采采硐；4连续采煤机； 5梭车；6履带行走液压支架A、B；,短壁开采设备配套,a) 间断运输系统设备配套,连续采煤机梭车给料破碎机,锚杆钻车铲车履
7、带行走液压支架,带式输送机,我国短壁综合机械化开采工艺发展现状,b）连续运输系统配套设备,连续采煤机连续运输系统履带行走液压支架,锚杆钻车铲车带式输送机,短壁开采设备配套,我国短壁综合机械化开采工艺发展现状,目 录,概述,1,短壁综合机械化装备特点与参数,2,我国短壁综合机械化开采工艺发展现状,3,4,5,短壁综合机械化技术与装备在我国的发展前景,短壁综合机械化技术与装备应用工程实例,连续采煤机主要应用于煤巷快速掘进和短壁开采，进行破煤、落煤和装煤。,短壁综合机械化装备特点与参数,EML340型连续采煤机是国内首台连续采煤机，已销售7台。该机具有整机通过性好、牵引能力强、 截割能力强、运行平稳
8、、除尘效果好、电气系统安全可靠等特点。,短壁综合机械化装备特点与参数,短壁综合机械化装备特点与参数,行走机构,采用交流变频调速技术，该技术在履带式驱动装置上的应用在国内尚属首次。矢量控制技术。,短壁综合机械化装备特点与参数,集尘系统,短壁综合机械化装备特点与参数,连续采煤机主要技术参数,短壁综合机械化装备特点与参数,连续运输系统是短壁机械化采煤作业的关键装备，它可以与连续采煤机和带式输送机配套实现落煤、装煤、运煤机械化。,LY系列连续运输系统，已有16套在矿井中投入使用 ，收到了良好的效果。掘进工作面最高日掘进进尺超过200m，最高月掘进进尺达5000m以上，创造了短壁机械化开采的世界纪录 。
9、,短壁综合机械化装备特点与参数,技术特点,具有破碎、转载、运输和行走的功能，结构紧凑，移动灵活等特点。 2) 具有较强的适应巷道转弯和底板起伏功能。 3) 控制系统采用PLC控制技术，各单元之间通信方便、可靠，具备状态显示和故障诊断功能。,短壁综合机械化装备特点与参数,连续运输系统主要技术参数,短壁综合机械化装备特点与参数,梭车是短壁机械化开采工作面后配套主要运输设备之一，往返于连续采煤机与给料破碎机之间运输煤炭。,SC15/182梭车具有系统稳定、运行速度快、转向灵活、转弯半径小，运行过程中整机系统稳定可靠，故障率低，能承受一定范围内的超载,有较好的运输能力等特点。,短壁综合机械化装备特点与
10、参数,梭车主要技术参数,短壁综合机械化装备特点与参数,锚杆钻车是锚杆支护作业中专门用于实现自动成孔、自动安装并紧固锚杆的设备。锚杆钻车是煤矿短壁开采，多巷掘进所必需的主要配套设备。,CMM4-25型锚杆钻车研制成功后，煤科总院太原研究院根据我国煤矿使用条件的不同推出了系列化产品，市场在用约20台。在神东、伊泰、晋神、陕煤等矿区推广使用，受到用户的好评，现已替代进口设备。,短壁综合机械化装备特点与参数,技术特点,适应巷道范围广，工作可靠性和稳定性高。 2) 锚钻过程自动化程度高，钻机可靠性高、振动小。 3) 除尘系统效果好，噪声低。 4) 实现了电缆的自动收放且与钻车行走同步。 5) 液压系统集
11、成度高、系统温度低、便于操作。,短壁综合机械化装备特点与参数,锚杆钻车主要技术参数,短壁综合机械化装备特点与参数,履带行走式液压支架可为煤柱回收提供安全高效的工作环境，实现旺采工作面机械化支护。,ZX7000/25.5/50履带行走液压支架研制成功后，已有16台在神东等矿区陆续投入使用。该机具有油箱容量大、遥控距离远、逃逸功能强、安全性高等特点。,短壁综合机械化装备特点与参数,履带行走式液压支架主要技术参数,短壁综合机械化装备特点与参数,矿用防爆胶轮铲车是连续采煤机后配套主要设备之一，其作用是清理巷道中的浮煤、搬运机电设备和物料、拖拽机车及其他设备等，较大幅度地提高生产效率，减轻工人的劳动强度
12、。,CLX3型防爆胶轮铲车具有通过性能好、运转灵活、可靠性高、污染小等特点。适用于掘进工作面、短壁回采工作面等短距离辅助运输。,短壁综合机械化装备特点与参数,防爆胶轮铲车主要技术参数,短壁综合机械化装备特点与参数,防爆柴油铲运机,短壁综合机械化装备特点与参数,转弯半径小，通过性好，关键部件采用先进进口元件，整机性能稳定可靠。具有功能扩展的接口，可一机多用 。,防爆柴油铲运机技术参数,短壁综合机械化装备特点与参数,给料破碎机是将梭车卸给给料破碎机原煤中的大块煤破碎，并均匀地将煤输入带式输送机。,GP460/150型给料破碎机行走地隙大、安全可靠 、牵引力大、输送系统和履带行走机构传动比大、传动效
13、率高。到目前为止，已推广应用73台。,短壁综合机械化装备特点与参数,技术特点,整机结构紧凑，布置合理，高度和宽度可以调节。 2) 破碎机构采用双重保护, 破碎能力强。 3) 行走机构采用液压马达驱动履带行走，牵引力大。 4) 输送系统和履带行走机构，传动比大，体积小，传动效率高。,短壁综合机械化装备特点与参数,给料破碎机主要技术参数,短壁综合机械化装备特点与参数,目 录,概述,1,短壁综合机械化装备特点与参数,2,我国短壁综合机械化开采工艺发展现状,3,4,5,短壁综合机械化技术与装备在我国的发展前景,短壁综合机械化技术与装备应用工程实例,2009年5月至12月，煤科总院太原研究院与神东煤炭集
14、团公司合作，在乌兰木伦矿建立工程示范点，在其61205、61204和南集中辅运巷短壁工作面回采进行国产短壁开采成套设备的工业性试验。试验累计生产227天，期间由于搬家倒面等原因，有效工作192天,掘进进尺5251m，采硐1059个，总折合掘进进尺12377m，累计产煤48.5万吨。,工程实例 一,短壁综合机械化技术与装备应用工程实例,短壁综合机械化技术与装备应用工程实例,双翼采硐,短壁综合机械化技术与装备应用工程实例,工程实例 二,EML340型连续采煤机2008年在神东矿区活鸡兔矿井进行工业性试验（双巷掘进），掘进过程中班最高进尺35米，日最高进尺64米。 在掘进中遇到了冲刷断层，未放震动炮
15、，先后掘进全岩（f5）巷道100余米。,工程实例 三,铁法煤业集团使用煤科总院太原研究院生产的EML340A型连续采煤机于2010年4月27日分体下井，目前正在进行块段煤柱回收准备巷道的掘进。,短壁综合机械化技术与装备应用工程实例,巷道布置,短壁综合机械化技术与装备应用工程实例,单翼采硐,短壁综合机械化技术与装备应用工程实例,工程实例 四,目前，山西中煤东坡煤业正在使用煤科总院太原研究院生产的成套短壁开采装备进行回采。现在成套设备已经顺利下井正在进行短壁回采准备巷道的掘进。,短壁综合机械化技术与装备应用工程实例,目 录,概述,1,短壁综合机械化装备特点与参数,2,我国短壁综合机械化开采工艺发展
16、现状,3,4,5,短壁综合机械化技术与装备在我国的发展前景,短壁综合机械化技术与装备应用工程实例,煤炭是我国重要的基础能源，2010年煤炭在一次性能源生产和消费中占约60；到2050年，煤炭所占比例不会低于50。 目前，在我国进行长壁回采的同时留下了大量的残采煤柱，有关调查显示，我国煤矿的回采率平均只有32%左右，小煤矿的资源回收率更低，平均只有15%，资源浪费十分严重，整合煤炭资源，提高煤炭回采率成为当前最急迫的任务，“三下”压煤的回收也是我们面临的紧迫课题。,短壁综合机械化技术与装备在我国的发展前景,短壁综合机械化开采技术与装备的推广应用，可以最大限度地回收矿井边角煤、残留煤、“三下”压煤等资源，可以缓解采掘失调，保证矿井安全生产，延长矿井服务年限，不断提高煤炭企业经济效益。随着短壁开采工艺的推广、完善，将形成长壁综采与短壁开采相互补充的现代矿井的最佳生产模式，因此短壁机械化开采成套技术及其装备也是我国煤炭企业安全、高效、和谐发展必不可少的技术与装备。,
