薄煤层开采技术与装备_中国煤炭行业知识服务平台

薄煤层开采技术与装备

我国煤层规定小于1.3m属于薄煤层，薄煤层煤炭资源储量约占总储量的20％，薄煤层储量达3500亿吨左右，85％以上的矿区均赋存有薄煤层，有些矿井全部是薄煤层。由于开发难度大、空间小、成本高、效率低等问题，薄煤层开采一直是制约煤炭企业生产可持续发展的难题。为了开发促进薄煤层开采研究，特组织本专题。

行业视野: 智能化
类别; 38个
关键词; 16位
专家; 8篇
论文; 4178IP
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薄煤层开采与成套装备技术的发展趋势

作者(Author)：杨生华, 周永昌, 芮丰, 张世洪

摘要：为了实现我国薄煤层高效开采，根据煤矿科学开采发展的要求，介绍了薄煤层开采与成套装备技术发展和应用情况；指出滚筒采煤机、自动化刨煤机和连续采煤机以及无人工作面螺旋钻机开采是薄煤层综合机械化开采技术，因此全面发展综采装备、尽快国产化是发展趋势，创新发展是薄煤层开采和装备的发展方向；全面掌握刨煤机开采技术，加快刨煤机装备国产化，实现开采装备智能化；提高薄煤层滚筒采煤机装备的创新速度，实现工作面装备高适应性、高性能和高可靠性以及智能化和无人化；研制薄煤层连续采煤机，完成薄煤层开采装备充分国产化；推广螺旋钻机极薄煤层开采，进一步完善螺旋钻机开采装备。薄煤层开采技术向自动化无人工作面高产高效生产发展，而且薄煤层无煤柱开采是发展趋势。研究和发展高产高效工作面无人化薄煤层开采装备是当前的主要任务，高速高效自动化、智能化、无人化滚筒采煤机开采装备和工作面巷道煤岩掘进装备是重要工作，为煤矿数字化绿色开采、智能开采和可持续发展打下基础。

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煤炭科学技术

2020年第03期

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薄煤层智能化无人工作面成套装备与技术

作者(Author)：周开平

摘要：薄煤层开采存在工作面环境恶劣，劳动强度大，人员无法直立行走，生产效率低，跟机作业难，成套装备性差，自动化程度低，系统协控困难大，易造成生产安全事故等问题，目前薄煤层自动化开采技术主要有刨煤机组和电牵引滚筒采煤机组2种典型方式，刨煤机组自动化开采技术具有结构简单、截深浅、运行速度快等特点，但对煤层条件要求高，过断层适应性差、应用范围窄，硬煤开采困难，电牵引滚筒采煤机组自动化开采技术具有适应性强、适应范围大等特点，但结构尺寸大、截割功率低、经济效益低。为了有效解决薄煤层开采存在的难题，提出一种新的链牵引薄煤层采煤运输支护成套装备与技术，它有别于刨煤机组和摇臂式采煤机组开采技术，主要包括截割部、输送部、支护系统、牵引部、拖缆部、转载破碎部、输送带输送部、移动变电站、乳化液泵站及相应的智能控制系统，通过链牵引系统牵引截割部完成垂直进刀、强力割煤、调高挖底等功能，实现工作面煤炭的快速截割、快速装载、快速输送、及时移架、推移刮板输送机，完成割煤、牵引、运输、移架的联动控制，最终实现薄煤层开采的生产自动化、割煤智能化、管理信息化和工作面无人化。

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煤炭科学技术

2020年第03期

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神东矿区薄煤层安全高效开采技术研究

作者(Author)：罗文, 杨俊彩

摘要：为解决神东矿区薄煤层安全高效开采问题，对国内外薄煤层技术装备发展进行了调研，分析了薄煤层开采中面临的巷道断面大、割岩多、掘进效率低、设备适应性差、可靠度低等5大矛盾问题，提出了集薄煤层掘进、切顶成巷、工作面优化布置于一体的巷道布置方案，解决了薄煤层万吨掘进率高、掘进效率低的难题。在分析目前主流的滚筒采煤机、刨煤机采煤技术装备优劣的基础上，提出了采煤装备方案。等高式采煤机机身短、装煤效果好、截割能力大、煤厚适应性好，集滚筒采煤机、刨煤机两者优势于一身，可在巷道内远程控制和检修，破解了薄煤层设备检修难题。通过对波兰矿井的应用实践和神东矿区补连塔矿开采方案的技术经济分析可知，等高式采煤机及配套装备可实现月产12.4万t，年产150万t的高产量，为国内外薄煤层的安全高效开采提供了有益参考。

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煤炭科学技术

2020年第03期

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薄煤层低矮型铰接式自卸胶轮车关键技术研究

作者(Author)：赵海兴

摘要：为解决薄煤层开采的辅助运输问题，针对薄煤层巷道掘进高度低于2.0 m的低矮狭小工作环境，提出了物料运输胶轮车设计为额定载荷为5 t，整车高度小于1.6 m、宽度小于1.9 m，以防爆柴油机为动力，前置前驱、前后油气悬挂、双向驾驶操纵的技术方案。前后车架之间采用摆动式铰接架和圆锥滚子轴承，实现前后车体能绕水平轴相对转动，以确保车辆行驶中四轮着地，有效提高了行车可靠性与安全性。阐述了整车总体方案设计、额定载荷的确定、轴荷估算、驱动桥及制动系统设计、运行路面及工况的确定、动力传动系统匹配设计、摆架设计和工作装置设计等关键技术。应用以上技术的胶轮车在神东保德煤矿和中煤平朔安家岭一矿完成了使用验证，试验结果表明：整车技术性能完全满足了生产条件的要求。薄煤层低矮型铰接式自卸胶轮车关键技术、设计思路及方法的研究，可解决薄煤层自卸胶轮车的低矮车身、驱动能力和快速运输等难题，可加速煤矿薄煤层智能开采新装备的推广使用，有效降低工人劳动强度，提高煤炭开发利用效率。

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煤炭科学技术

2020年第03期

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薄煤层刮板输送机技术现状与改进

作者(Author)：赵卫强

摘要：针对目前我国中厚煤层资源日渐减少的现状，提出利用机械化开采薄煤层煤炭资源，着重讨论了铸焊薄煤层专用刮板输送机替代常用的轧制刮板输送机实现机械化采煤工作面，通过对整机外形尺寸、结构形式以及使用寿命等方面进行比较，以验证替代方案的可行性。结果表明：在外形尺寸上薄煤层专用铸焊刮板输送机完全能适用于薄煤层工作面；在结构强度上以及使用寿命上，铸焊刮板输送机采用的封底式结构铸造槽帮以及耐磨中底板，结构强度也强于普通轧制刮板输送机开放式焊接结构，铸造槽帮以及耐磨中板使用寿命也远高于轧制槽帮以及低合金中板的使用寿命。研究结论得出专用薄煤铸焊刮板输送机完全可以实现薄煤层机械化开采。

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煤炭科学技术

2020年第03期

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大功率较薄煤层采煤机关键技术研究

作者(Author)：翟雨生, 乐南更, 魏升

摘要：针对国内对较薄煤层高效开采的迫切需求，而国内外又没有合适采煤机机型的现状，开发了一款MG2X250/1200-WD型大功率较薄煤层采煤机，并重点对采煤机的关键技术难点进行研究。通过采用温度场分析与结构优化相结合的方法，合理布置了摇臂冷却水路等，解决了高功率密度摇臂齿轮传动系统温升过高的问题。通过对摇臂行星机构关键零件行星架的仿真分析与结构优化，使行星架的最大应力降低了20%以上，可靠性大幅提高。应用多体动力学软件ADAMS对行走轮和销齿啮合参数进行仿真分析，进而对齿形进行优化；同时通过严格控制温度、时间和气相碳势等工艺参数，增加了行走轮的渗碳层深度，提高了行走轮接触疲劳强度。通过对导向滑靴受力求解及分析对其进行结构优化，并对7种不同的耐磨材料试样进行了磨损试验，找出最优的耐磨材料。通过上述研究，有效解决了大功率较薄煤层高效开采采煤机的关键技术难点，大幅提高了该型采煤机的整机可靠性。开发的MG2X250/1200-WD型采煤机，在机面高度最低为890 mm的情况下，装机功率达到1 200 kW，为国内外最大，具备较薄煤层高效开采的能力。

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煤炭科学技术

2020年第03期

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薄煤层采煤机鼓形滚筒装煤性能研究

作者(Author)：徐盼盼, 刘送永, 刘洋洋

摘要：为解决薄煤层采煤机装煤效果差的问题，对鼓形滚筒进行优化设计，提出将累积装煤率作为评价采煤机装煤能力的指标，采用离散元法对传统滚筒与鼓形滚筒进行装煤效果的仿真研究，分析了传统滚筒与鼓形滚筒的装煤效率，最后对2种滚筒装煤效率和块煤率进行试验研究。试验结果表明：随着鼓形滚筒筒毂锥顶半角β的增大，其装煤效率呈现出先增大后减小的趋势，且当筒毂锥顶半角β=10°时，鼓形滚筒的装煤效率最高；与普通形滚筒相比，所优化设计的鼓形滚筒的截割比能耗更小、块煤率更大、装煤效率更高。研究结果可为薄煤层采煤机滚筒的选择和设计提供参考依据。

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煤炭科学技术

2020年第03期

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适应层厚0.8 m薄煤层的高效开采采煤机研究

作者(Author)：李庆亮

摘要：针对目前开采0.8 m左右煤层的采煤机装机功率、机面高度、过煤空间以及运行稳定性之间不能兼顾的矛盾，介绍了一种截割部全悬，机身半悬的整机布置方式。并针对开采0.8 m煤层的特殊工况，对采煤机进行了整机布置结构适应性研究、摇臂壳体适应性研究、行走部适应性研究、电控系统适应性研究。研究结果表明：研制的开采0.8 m煤层的薄煤层采煤机，装机功率可达445.5 kW，机面高度≤600 mm，过煤空间≥200 mm，采煤机重心在槽帮上方，运行稳定，摇臂壳体采用CrNiMo系高强度材料，电控系统采用非机载控制和分段遥控控制，对于开采0.8 m左右的煤层具有良好的适应性，可满足中小煤矿0.8 m左右薄煤层工作面年产30万t的需求。

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煤炭科学技术

2020年第03期

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