《煤矿12层煤试验刨煤机组可行性分析研究报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤矿12层煤试验刨煤机组可行性分析研究报告（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、XX集团滨湖煤矿12层煤试验刨煤机组可行性分析研究报告刨煤机课题组二一一年五月九日XX集团滨湖煤矿12层煤试验刨煤机组可行性分析研究报告刨煤机课题组为落实集团公司主要领导关于在12层煤分析论证刨煤机工艺的行性，解决12层煤底板泥岩影响煤质难题的指示，提高薄煤层开采自动化水平，提高效率，由生产处牵头组织机电处、物流中心、鲁南装备公司、滨湖煤矿等有关单位，分别于2011年1月1315日 、2011年4月2124日赴铁煤集团、沈阳三一重装公司调研德国进口及国产刨煤机现场使用情况，邀请三一重装刨煤机设计专家团队到滨湖矿答疑，并到井下实地考察。课题组根据调研及考察情况多次座谈讨论，结合滕北煤田12层煤赋
2、存情况，对滨湖矿12层煤试验刨煤机组可行性进行详细分析论证，现将有关情况汇报如下。一、国内外刨煤机开采技术发展概况（一）国外刨煤机开采技术发展现状及趋势分析刨煤机成套开采技术是实现薄煤层安全、高效、自动化开采的主要发展方向。自20世纪40年代在德国问世以来，很快得到推广和发展，成为薄煤层机械化采煤的主流。欧洲主要产煤国德国、波兰、俄罗斯、法国、西班牙等，使用刨煤机开采的煤炭产量占薄煤层总产量的50以上。在德国，1.6 m以下的薄煤层中，几乎全部采用刨煤机开采，在1.6 2.2 m中厚煤层中也大量采用刨煤机工艺。当煤层厚度超过2.5 m时，则以滚筒采煤机成为主。据了解，德国薄煤层1.8 m以下的
3、30多个高产工作面中，只有1个滚筒采煤机工作面，其余全是刨煤机工作面，刨煤机的日产量可达5000 t以上，年产量达200万t以上。在波兰，每年使用刨煤机的工作面平均65个。在俄罗斯，每年使用刨煤机的工作面达到150多个。澳大利亚、南非等主要产煤国薄煤层工作面也都使用了全自动化刨煤机。使用刨煤机效率最高的是美国，它的薄煤层刨煤机工作面年产量可达300万t以上。德国DBT公司是世界上研制刨煤机最早、技术水平最高的一家公司。目前刨煤机的技术水平已发展到了采高0.63 m，截深最大可达300 mm，可刨煤硬度f=4，刨速最高可达3 m/s，刨链达42 mm，装机功率最大可达 2800 kW，设计长度达
4、400 m。目前世界刨煤机技术呈现出两大特点:一是刨煤机的装机功率越来越大，以德国为代表，80年代中期最大功率也只有500kW，目前已达到800-1600kW，其体积向着紧凑型方向发展，可靠性、自动化控制程度更高。由于功率的增大，使刨煤机的生产能力，刨削硬煤的能力有了明显提高，适应性增强，使工作面过小地质构造能力增强，给生产管理带来方便。其二是刨煤机的适用范围不断扩大，刨煤机不但用于采煤，还用于开采油母页岩等其他有用矿物，并取得较好的效果。（二）国内刨煤机发展现状在国内，从20世纪50年代末开始，也先后进行了几次刨煤机的研制，但由于设计、制造技术及配套设备等方面的诸多原因，在井下试验时出现了不
5、能控制漂刀啃底及刨头强度不够等诸多难题，仅半个月就升井了，这样的结果导致国产刨煤机开采设备的发展受到沉重打击。近年来，刨煤机开发在我国基本处于停滞状态，与世界发达国家的差距也越来越大。2000年，我国首次引进刨煤机开采系统，是由铁法集团小青矿从德国DBT公司引进，目前国内共有七套，分别在铁法集团的小青矿和晓南矿、西山煤电公司马兰矿、晋城煤业公司凤凰山矿。主要设备均由德国DBT公司制造，刨煤机功率除凤凰山矿为2400KW外，其余均为2315KW，其中，小青矿工作面运输机有两套为端卸布置，其余均为交叉侧卸布置。 2007年，三一重装与铁法煤业集团、中国矿大开始进行薄煤层安全、高效、自动化开采设备的
6、立项论证工作，经过多次论证、调研、方案设计等，于2009年立项，开始研制全自动刨煤机成套开采设备，样机于2010年7月份成功下线，并于11月开始在铁煤集团晓明煤矿进行井下工业性试验。目前该项目产品已申请了17项国家专利，其中发明专利6项，三一重装拥有自主的知识产权。二、刨煤机成套设备推广使用情况（一）进口刨煤机组在国内使用情况1、刨煤机组现场使用情况铁煤集团小青矿w2712工作面切眼长度212m，工作面走向1547 m，煤层厚度1.151.8m，煤层倾角210。煤层含矸率3.65%左右，煤层硬度3左右。该面共揭露断层4条，其中落差04米的断层3条，落差1米的断层1条，地质构造相对简单。上、下顺
7、槽采用三心拱断面，设计宽度为5.6m ，直墙高2.0m，中高3.3m，断面积17m2。采用钢带+锚杆+金属网+锚索联合支护。工作面可采储量57.2万吨，设计月产量9.3万吨，可采期6.2个月。该面为小青矿引进的第四套刨煤机组工作面，采用德国DBT公司DBT-98VE5.7N全自动化刨煤机、PRT-GH-PF3/822运输机及计算机远程控制系统等装备，其他配套设备由国内各生产厂家协助制造，转载机型号为SZZ-800/315，破碎机型号为PCM-160，液压支架型号为ZY4800/06/16.5D（Y98、北京煤机厂），乳化液泵站BRW315/31.5。工作面运输机为端卸式。德国全自动刨煤机工作面
8、设备配备（详见表1）。w2712刨煤机组工作面系小青矿二个主采工作面之一，另一个工作面为综采面，该矿年产240万吨左右，刨煤机组年产量占二分之一，单产维持在10万吨左右，最高达到月产14万吨水平，在该矿使用情况较好。据该矿工程技术人员反映，地质条件相对简单的薄煤层工作面适合采用该工艺，尤其是煤厚1.4米左右的薄煤层非常适合刨煤机。2、影响刨煤机工作面正常生产的因素及处理方法（1）煤层变薄或遇断层如果煤层变薄或遇断层，刨煤机通过困难，不能正常刨削，为预防机械设备的损坏（如，刨链断等），主要是采取打眼放炮的方法进行预处理。（2）顶底板起伏变化大遇到顶底板起伏变化较大时，为防止丢煤或削顶板，可用调斜
9、千斤顶对运输机进行微调。当底板岩石割得很厚，为防止对刨链造成损坏，采高允许时可以把运输机吊起，底下垫上木料，采高不能满足要求时，只能采取打眼放炮的方法处理底板。（3）PM4自动控制系统的使用和维护情况对刨煤机工作面正常生产影响极大PM4自动控制参数一般是不变的，但有些参数也是可调的，如刨深，选择多大的刨深要根据实际情况而定，如果顶、底板状态比较好，煤壁比较松软，可以选择较大刨深，如果煤壁比较硬或局部顶、底板刨削岩石，可适当减少刨深，以防由于刨深过大造成阻力增大而断链；又如成组推移运输机的组数，能够执行自动拉架的压力值等等都可以根据现场的实际情况进行调整。合理地调整PM4参数可以提高生产效率，减
10、少工人的劳动强度，相反由于PM4一些参数没有进行合理调整或对PM4控制系统检修没有达到完好标准，不能实现自动控制就会减慢工作面的正常推进速度，增加工人的劳动强度。（二）国产首台套刨煤机使用情况 1、工作面煤层赋存条件铁煤集团晓明矿N2419工作面切眼长度159m，工作面走向472 m，下顺槽尺寸5.2m2.8m（宽高），上顺槽尺寸4.5m2.5m（宽高），煤层厚度1.31.4m，煤层倾角35。煤质硬度普氏硬度系数f小于3，局部夹矸，矸石硬度普氏硬度系数f小于4，煤岩成分以暗煤为主，亮煤次之，煤岩类型为亮暗煤，煤质牌号为二号气煤，属低灰、低硫、低砷、低磷，高发热量之煤种，是良好的动力用煤和炼焦配
11、煤，煤层赋存较稳定，结构简单。2、工作面主要设备配套情况工作面所用采煤设备为BH38/2400刨煤机、SGZ-800/800式刮板输送机、SZZ-800/400型转载机、PLM-1800型锤式破碎机、ZY5200/08/18D型掩护式液压支架、ZGY5200/12/25.5D型过渡液压支架、ZT6200/18/32D型端头液压支架。三一重装刨煤机工作面设备配置，（详见表2）。三一重装刨煤机主要技术参数，（详表3）三一重装刨煤机采煤工艺技术参数，（详表4）。在生产过程中，刨深推荐值：上行70mm，下行30mm，往返100mm；刨速推荐值：上行1.7m/s,下行1.2m/s。3、试验情况BH38/
12、2400型刨煤机2010年11月在铁法晓明矿进行工业性试验，截止到2011年2月28日，产煤14万吨，有效工作时间83天，平均日产量1687吨，目前按三八制生产，每天生产16小时，折合有效工作日为66天，平均日产量2121吨。其中1月27日达到最大进尺量和最大出煤量，进尺8.5米，出煤3100吨。4、存在问题该套刨煤机运行状况总体上没有出现大的问题，基本可实现自动化操作，但受各种因素影响，仍然存在一些问题：（1）因刨煤机及刮板运输机机头、尾传动部尺寸大，造成巷道断面大，支护困难，支护质量要求高。（2）工作面生产过程中，机头、机尾处（安全出口）容易堆积大量浮煤，造成安全出口不畅通，影响通风和刨煤
13、机电机散热，需人工清理。（3）受地质条件变化影响较大，工作面遇断层、顶底板不平和煤层中出现夹石的情况下，不能实现自动化，生产效率低，刨头、刨刀消耗量大。（4）工作面三机配套后，工作面最低采高下限为0.8米。（5）刨煤机组在以下几个方面仍待改进a、卸载方式上采用交叉侧卸，适应地质条件的能力较差；b、机械加工质量有待提高，机头过渡槽有开裂的现象；c、材质的选择上要最高标准或者进口；d、滑靴设计结构要更具合理性才可以稳定运行。e、适当增加刨煤机功率5、三一重装公司下一步对刨煤机组的改进（1）机械部分对DBT刨头进行标杆研究，优化设计刨头结构；更改交叉侧卸的方式为端卸，适应恶劣地质条件；对具有可焊性要
14、求的零部件，通过焊接强度及质量控制增强其抗拉强度；采用合金铸钢ZG35CrMnSi替代合金铸钢ZG30MnSi，增强非可焊性零部件的耐磨强度及使用寿命；加强质量过程控制，明确热处理工艺为调质处理。通过金相组织来检测铸锻件的热处理工艺、物理性能、机械性能，确保铸锻件的质量。（2）电气部分增强电气元器件及插头的可靠性；增加电缆的保护，增强其可靠性和使用寿命。（3）液压部分增加过滤站，提高乳化液的过滤精度，防止滤芯、阀芯堵塞。（4）控制部分参考德国DBT公司成功案例，选用德国Marco产品，达到铁煤集团引进的第三套DBT刨煤机技术标准。三、XX集团推广试验刨煤机开采工艺可行性分析（一）风险因素分析1
15、、地质条件是试验成败关键。与铁煤集团小青矿相比，滕北煤田12层煤地质条件相对较差，断层较多，煤层局部有褶曲，底板为极为坚硬的灰岩，对试验影响极大。刨煤机组工作面过断层等地质构造必须放炮破岩石，爆破工作对电液控系统影响较大，造成维修、维护成本增加。2、人员素质至关重要。刨煤机开采工艺，控制系统先进复杂，自动化程度高，对现场生产管理及职工技术业务素质要求极高，需要进行系统的培训，滨湖矿建矿时间短，工人的业务素质及操作技能偏低，增加了试验难度。从铁煤小青矿多年刨煤机开采实践看，受地质条件及设备等因素影响，刨煤机组开采工作面仍需100人左右，与国外相比差距明显。3、三一重装生产刨煤机组在设计、设备材质等方面与国外比仍有较大差距。第一套刨煤机组仅在铁煤集团晓明进行了首次试验，目前该公司正在针对试验中暴露的问题进行改进、加工，改进后设备预计8月份可再次下井进行试验，期望能达到小青矿引进的第三套德国DBT公司刨煤机技术标准。4、两巷断面过大，对安全和单进影响较大。刨煤机组主要驱动装备布置在工作面两巷，因此轨道、运输顺槽断面（宽*高，5.5*2.8m15.4m2）均较大，滨湖矿12层煤底板为八灰，硬度大，需破顶板掘进，巷道支护及回采期间超前维护难度加大，影响单进水平，顶板管理较为困难。5、与薄煤层综采相比初期投资较大。薄煤层综采工作面包括支架、采煤机、
