刨煤机开采技术研究

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1、两硬薄煤层开釆技术研究与实践摘要：通过开采设备选型配套、开采工艺与方法、围岩控制技术等方面的研究与实践，解决大同煤炭集团公司“两硬”薄煤层的机械化综采开采难题，为类似条件下的薄煤层开采提供了新的技术途径。关键词：两硬；薄煤层；刨煤机；开采1.前言1.1概述人同矿区煤层坚硬、顶底板坚硬，开采难度较大。经过多年的实践两硬厚及中厚煤层机械化开采难题已经解决，但0.8-1.3m米两硬薄煤层机械化开采效果一直不很理想。在普通地质条件下的薄煤层机械化开采方面，国内外利用刨煤机开采已得到充分肯定，是一种经济性好、效率高的设备。但经过实际考察和调研，在两硬条件下原引进刨煤机设备和技术远远不能满

2、足开采要求。1.2需解决的关键技术(1)、通过试验研究，捉出适应大同两硬条件的大功率高速刨煤机的技术参数和进行液压支架及电液控制系统的合理配套设计，实现薄煤层工作面的自动化开采。(2)、研究两硬条件薄煤层刨煤机开采的矿山压力规律与围岩控制技术。掌握与利用两硬条件薄煤层开采的矿山压力显现规律，实施有效的围岩控制。(3)、研究两硬条件薄煤层高效综采工艺和方法，分析工作面系统的运行状况，实现高产、高效、高回收率开采。1.大同薄煤层的可刨性试验研究结论坚硬煤层实现有效益的薄煤层刨煤机开采，技术难度很大，国内外没有开采先例，因此可刨性测试是开采可行性和设计方案的基础，是决策的重要依据。通

3、过多次现场测试表明在增大电机功率、提高刨头速度的情况下，即使有夹石，坚硬煤层的可刨性也会人大增强。2.试验工作面技术特征刨煤机试验工作面为同煤集团晋华宫矿10#层301盘区8118工作面，工作面采用双巷布置，两巷均采用沿底挑顶掘进。工作面可采走向长度1050m,倾斜长度200m,o该工作面煤层赋存稳定，煤层厚度平均1.29米，煤层倾角平均7°。煤层直接顶、老顶为：灰色粉细砂岩，厚17.30〜24.44米，直接底为：灰色细砂岩，厚1・76米。煤层普氏硬度仁3,属典型的两硬煤层。3.两硬条件薄煤层刨煤机开采的三维数值模拟研究结论对试验工作面进行三维数值模拟的主要目的在于计算研究两硬

4、条件下刨煤机工作血开采时的三维矿山压力显现规律；研究两硬条件卜•刨煤机工作面顶板三维移动与破坏规律，以及对工作面支护的影响；研究工作面煤壁的稳定性，支架和围岩相互作用的关系以及刨煤机截深对煤壁稳定性的影响；研究强制放顶对顶板破坏和顶板来压的影响。通过三维数值模拟计算，得出的结论为：(1)、在坚硬顶板情况下开采薄煤层，工作面初次来压步距大约在50米左右，周期来压步距人约在15米左右，来压显现明显，顶板需进行弱化处理。(1)、坚硬顶板下的薄煤层开采和中厚煤层开采相比，顶板来压强度明显降低，动载系数减小。(2)、开釆薄煤层时，煤壁片帮相对较小，支架上方围岩应力集中区域范围相应减小，支

5、架对顶板支撑力合力作用点发生前移，对使用两柱掩护式液压支架较为有利。1.相似材料模拟研究结论根据相似理论和现场综合柱状具体条件，模拟8118工作面开釆确定模型，对上覆岩层、采空区、上位老顶、老顶、直接顶、煤层和基本底7个层位进行模拟试验。模拟试验结果显示：直接顶初次跨落步距38.4米，老顶初次跨落步距53.4米，模拟开采经历了10次周期跨落,平均跨落步距16.3米，老顶呈倒台阶跨落，跨落前后形状对称，跨落角50度左右。2.设备配套及参数6.1刨煤机及运行轨道创煤机选用德国DBT公司生产的GH9-38Ve/5.7型创煤机运输机及运行轨道为德国DBT公司廊坊分厂制造。刨煤机主要参数

6、表表3-1型号创头功率生产能刨链创速创体高度KWt/hm/smmGH9-38Ve/5.72X200/400700038X1371.47/2.94800-1645运行轨道主要参数表表3-2刨头功率生产能力链速中部槽氏度型巧链KWt/hm/smmPF3/8222X200/40016002X034X1260.66/1.3215056.2其它设备及主要参数1、液压支架：根据三维数值模拟计算和相似材料模拟试验结果，选择适用的两柱掩护式液压支架，基本架为ZY4600/7.5/16.5型液压支架，端头支架为ZZ5800/16/30型液压支架，2、其它设备：转载机:SZZ800/250输送量1

7、800t/h；破碎机：PCM160通过能力2000t/h；乳化液泵:BRW-400/31.5；喷雾泵:KJB320/2.5；Promos系统、PM4系统；皮带运输机:SSJ—1200/2X200输送量1800t/h7.开采工艺7.1作业方式与工艺技术1、刨煤机受力刨头分析结论：(1)刨头受力的人小，主要在于刨头结构是否合理。(2)摩擦阻力对刨头运行阻碍非常大，应尽可能采取各种措施,降低摩擦力的影响。另外，根据国家采煤机检测中心整机实验室截割假煤壁试验结果发现对于硬度相同的煤层，减小截割深度则