1、 中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司贺安民贺安民连续采煤机双巷快速掘进连续采煤机双巷快速掘进工艺介绍工艺介绍 概概 述述 12连续采煤机与综掘机工艺系统技术经济分析连续采煤机与综掘机工艺系统技术经济分析连续采煤机双巷掘进工艺特点连续采煤机双巷掘进工艺特点34几几 点点 体体 会会l 巷道快速掘进是煤矿实现高产高效的前提和基础巷道快速掘进是煤矿实现高产高效的前提和基础 是保障采掘接续，维持采掘平衡的重要手段是保障采掘接续，维持采掘平衡的重要手段。可以大幅度减少矿井的掘进队伍数量，有利于减员提效可以大幅度减少矿井的掘进队伍数量，有利于减员提效。神东分公司1
2、000万吨矿井，年生产准备工程量平均3万m，配备2个连续采煤机掘进队伍。国内500万吨以上矿井，年生产准备工程量约2.5万m，配备4个掘进队伍。圈定工作面时间短，有利于后期综采工作面的安全高效圈定工作面时间短，有利于后期综采工作面的安全高效生产。生产。例如：超前巷探，防范地质构造；预先探放水，减少水害威胁；预抽排瓦斯；制定煤质保证措施；实施矿务准备工程。一、概一、概 述述l 神东矿区连续采煤机应用背景神东矿区连续采煤机应用背景 连续采煤机的特性是采掘合一连续采煤机的特性是采掘合一 连续采煤机起源于美国等先进采煤国家，其主要用途是进行短壁房柱式回采和巷道掘进。20世纪80年代，我国先后引进了20
3、多套连续采煤机，在西山、鸡西、大同、黄陵等矿区进行了试验，取得了一定的经验和经济效果。高效开采系统的需要高效开采系统的需要F神东矿区巷道布置特点：神东矿区巷道布置特点：1.主要巷道和硐室均布置在煤层中，如主要运输大巷、辅助运输大巷、总回风大巷、井下主要水泵房及变电所、盘区巷道等。2.综采工作面上下顺槽均为双巷布置，兼顾着工作面胶轮车辅助运输方式、通风、安全通道、排水系统及下一工作面接续巷等多项因素。3、综采工作面顺槽与大巷联接处多数采用平交方式联接，井下准备巷道岩巷及半煤岩巷工程量很少。概概 述述F神东矿区巷道断面及支护方式特点：神东矿区巷道断面及支护方式特点：巷道断面，宽度5m，断面积一般1
4、7m2，巷道顶板支护普遍采用锚杆支护方式。回风平巷1运输平巷1回风大巷辅运大巷主运大巷回风平巷2运输平巷2巷道布置平面图概概 述述 矿井边角煤进行短壁开采的需要矿井边角煤进行短壁开采的需要 矿井在生产过程中，为使不适合布置长壁综采工作面的块段得到安全开采，提高资源回收率，连续采煤机采掘合一的特点，适宜于进行短壁回采。神东煤田开采地质条件适合使用连续采煤神东煤田开采地质条件适合使用连续采煤机机 神东煤田煤层倾角以08的近水平煤层为主；煤层厚度主要以中厚煤层、厚煤层为主；煤层直接顶多为类中等稳定顶板和稳定顶板，煤层底板为类较软底板，这种地质条件适合连续采煤机作业。概概 述述l 连续采煤机在矿区的应
5、用现状连续采煤机在矿区的应用现状 19941994年年1111月大柳塔煤矿月大柳塔煤矿1 1-2-2煤掘进开始使用连续采煤机，煤掘进开始使用连续采煤机，19951995年年原活鸡兔矿将连续采煤机作为建井设备，掘进主要大巷；原活鸡兔矿将连续采煤机作为建井设备，掘进主要大巷；19991999年连年连续采煤机进入补连塔煤矿替代了佳木斯综掘机续采煤机进入补连塔煤矿替代了佳木斯综掘机，20002000年随着乌年随着乌兰木伦矿连续采煤机的入井施工，公司煤巷掘进全部由连续采煤机兰木伦矿连续采煤机的入井施工，公司煤巷掘进全部由连续采煤机替代了综掘机。替代了综掘机。连续采煤机在神东矿区全面推广应用，获得了巨大成
6、功：连续采煤机在神东矿区全面推广应用，获得了巨大成功：神东分公司目前现有连续采煤机神东分公司目前现有连续采煤机4646台，后配套设备台，后配套设备4242套，各矿井套，各矿井及生产准备处共有连续采煤机施工队伍及生产准备处共有连续采煤机施工队伍2828支，其中，从事巷道掘进支，其中，从事巷道掘进的队伍有的队伍有2424支，从事短壁开采的队伍有支，从事短壁开采的队伍有4 4支。支。20052005年全公司连续采年全公司连续采煤机掘进巷道煤机掘进巷道万万m m，占全公司年掘进巷道总量的，占全公司年掘进巷道总量的90.3%90.3%。20062006年年公司连采进尺将达公司连采进尺将达4040万万m
7、m。创造的中国企业纪录：创造的中国企业纪录：20002000年大柳塔煤矿连采二队年掘进年大柳塔煤矿连采二队年掘进2234122341米，米，被中国煤炭工业被中国煤炭工业协会命名为协会命名为20002000年度创水平掘进队年度创水平掘进队；20042004年上湾矿连采二队掘进进年上湾矿连采二队掘进进尺尺2938829388米（包括支巷米（包括支巷4895.44895.4米）月进尺米）月进尺3070.23070.2米，均创国内煤矿米，均创国内煤矿单机大断面双巷掘进进尺速度新纪录。单机大断面双巷掘进进尺速度新纪录。概概 述述l工艺系统划分工艺系统划分 一个典型的连续采煤机掘进工作面设备主要包一个典型
8、的连续采煤机掘进工作面设备主要包括：括：1台连续采煤机；1台锚杆机；两台运煤设备；1台给料破碎机；1台蓄电池铲车；1套移动变电站；充电设备和备用蓄电池。根据运煤设备和支护设备的不同，神东分公司连续采煤机掘进工艺系统可划分为以下四种工艺系统：、连续采煤机连续运输工艺系统、连续采煤机运煤车工艺系统、连续采煤机梭车工艺系统三种工艺系统的适用条件：三种工艺系统的适用条件：1、连续采煤机连续运输工艺系统适用于，顶板在中等稳定以上，大断面巷道，一般要求胶带运输巷宽度在5.86m，煤层倾角一般不超过13。2、连续采煤机运煤车工艺系统适用于，顶板中等稳定以上，底板不易泥化的砂岩、致密页岩等，煤层倾角在5以下最
9、适合。3、连续采煤机梭车工艺系统对坡度、底板的适应性较强，在煤层倾角7以下的条件可良好运行，也可用于单巷掘进。l掘进工艺介绍掘进工艺介绍 连续采煤机掘进是通过掘巷、支护两种工序交替平行作业而实现的。以下掘进工艺演示图，直观表示了掘进工艺中掘进和支护作业情况以及运煤车运行情况。下面以连续采煤机运煤车工艺系统为例对掘进工艺作简要介绍风筒铲车局部通风机破碎机锚杆机运煤车连采机 1 9 为掘进序号 双巷掘进设备布置及掘进顺序示意图密闭墙顺槽胶带机充电柜移动变电站2、连采机采出的煤炭用连采机采出的煤炭用818818运煤车转载至给料破碎机上，运煤车转载至给料破碎机上，由给料破碎机二次破碎再转由给料破碎机二
10、次破碎再转载至顺槽皮带将煤炭运出。载至顺槽皮带将煤炭运出。掘进工序：掘进工序：1 1、掘进时采用连续采煤机进行、掘进时采用连续采煤机进行割、落煤，并实现自装煤。割、落煤，并实现自装煤。3、掘进的同时另一条巷掘进的同时另一条巷道内，采用四臂锚杆机进道内，采用四臂锚杆机进行锚杆支护。行锚杆支护。4 4、工作面支护材料的运输，、工作面支护材料的运输，巷道浮煤、淤泥的清理在调巷道浮煤、淤泥的清理在调机时由铲车来完成。机时由铲车来完成。l掘进工艺掘进工艺连续采煤机切槽工序采垛工序连续采煤机连续采煤机切槽采垛工序图落煤、装煤、运煤落煤、装煤、运煤 采用连续采煤机进行截割落煤和装煤。在每次巷道掘进前，连续采
11、煤机司机根据激光指向仪确定位置，首先将煤机调整在巷道前进方向左侧，开始向前方煤壁切割直至割入深度达一个循环进度，这一工序称为切槽，然后退出煤机，仍依靠激光指向仪，将煤机调整到巷道右侧，开始截割剩余部分，这一工序称为采垛，连采机就是以切槽和采垛工序来完成巷道的掘进。截割落煤由运煤车运到破碎机，破碎转载到胶带机运走。升刀扫顶进刀升刀拉底割煤 连续采煤机截割方式及截割循环图支护工艺支护工艺 选用四臂锚杆机来完成打选用四臂锚杆机来完成打眼和安装工作。眼和安装工作。打眼，打眼，打眼前打眼前依据激光中心线，将锚杆机调依据激光中心线，将锚杆机调整在巷道的正中心位置，根据整在巷道的正中心位置，根据设计锚杆的排
12、距，将锚杆机停设计锚杆的排距，将锚杆机停在恰当位置，然后用临时支撑在恰当位置，然后用临时支撑架掩护好顶板。钻箱上装好钻架掩护好顶板。钻箱上装好钻杆，摆动阀使钻头刚好顶在打杆，摆动阀使钻头刚好顶在打眼的位置上，然后轻轻动作给眼的位置上，然后轻轻动作给进阀杆，使钻头能顶到顶板，进阀杆，使钻头能顶到顶板，接着操作快速给进阀，钻眼达接着操作快速给进阀，钻眼达到要求深度时退出钻杆。支护到要求深度时退出钻杆。支护参数见右图参数见右图巷道支护形式剖面图 安装锚杆安装锚杆，先上好锚杆搅拌杆，再给打好的眼孔内装入一支树脂，用已上好托板和螺母的锚杆将树脂顶入锚杆眼内，并将锚杆的尾部套在搅拌杆上，慢慢升钻臂把锚杆同
13、树脂送入孔底，当托盘与巷道顶板在5-10mm时停止升钻臂,开始搅拌，搅拌时间为1015秒，搅拌到时间后使托盘与顶板紧贴,停止推进与旋转,等待15-20秒后,只给旋转力不给推进,直至螺母将销子切断并紧固到位,完成自动紧固工作。调机工艺调机工艺 当掘进和支护工序完成后，即完成了一个作业循环，连续采煤机和锚杆机相互调位进行下一个作业循环。通常情况下调机时，先将连续采煤机煤机后退至破碎机前，然后将锚杆机从一条巷道移动到另一条巷道，再将连续采煤机前进移动到刚支护过的巷道。调机时必须注意人员和设备的安全，防止损坏电缆等设备和挤压人员。l局部通风方式局部通风方式 掘进工作面通风方式采用全风压与局部通风相结合
14、的方掘进工作面通风方式采用全风压与局部通风相结合的方法。即掘进期间一条巷道进风，一条巷道回风，在距离掘进法。即掘进期间一条巷道进风，一条巷道回风，在距离掘进头头500m500m范围内利用两台局扇向施工地点供风，其他区域形成范围内利用两台局扇向施工地点供风，其他区域形成系统通风。具体方式见下图系统通风。具体方式见下图 l工作面主要配套设备参数工作面主要配套设备参数技术特征技术特征主要参数主要参数技术特征技术特征主要参数主要参数技术特征技术特征主要参数主要参数12CM15-10D12CM15-10D连续采煤机连续采煤机 长长宽宽高高 11.00511.0053.33.31.702m 1.702m
15、生产能力生产能力 15-15-27t/min 27t/min 总功率总功率 553KW 553KW ARO-40-AWT ARO-40-AWT 型锚杆机型锚杆机 长长宽宽高高6.876.872.352.351.95 m1.95 m行走方式行走方式 履带履带 总功率总功率90KW90KWGP460/150GP460/150给料破碎机给料破碎机 长长宽宽高高9.9849.9843.753.751.950 1.950 卸载能力卸载能力 450t/h 450t/h 总功率总功率 130.5KW 130.5KW CHC818 CHC818 运运 煤煤 车车长长宽宽高高10.4610.463.1 3.1
16、1.66m1.66m最大载荷最大载荷18t18t充电运转充电运转时时 间间8-10h/8-10h/次次UN-488UN-488型型 铲铲 车车 长长宽宽高高8.3658.3652.792.790.927m0.927m载载 重重 4t4t充电运转充电运转时时 间间 8-10h/8-10h/次次 l劳动组织劳动组织 掘进工作面劳动组织一般采用掘进工作面劳动组织一般采用“三八三八”制作业，两班生产，检制作业，两班生产，检修班生产修班生产2 2小时，检修小时，检修6 6小时。正规作业循环进度为小时。正规作业循环进度为11m11m，一个圆班，一个圆班共计共计7 7个循环，平均进尺个循环，平均进尺77m7
17、7m。具体人员情况见劳动组织表，表中三。具体人员情况见劳动组织表，表中三个生产班总有一个在轮休。个生产班总有一个在轮休。生产一班生产二班生产三班检修班小计工长（兼瓦检员）1 1114煤机司机 2 2217锚杆机司机 2 2217运煤车司机 2 2214破碎机司机 1兼 1兼1兼11皮带机司机 1 1114电 钳 工 1兼 1兼1兼69辅 助 工22副队长(技术员)11125材 料 员11队 长11合 计999164545三、连续采煤机与综掘机工艺系统技术经济分析三、连续采煤机与综掘机工艺系统技术经济分析l在掘进施工条件相同的前提下，两者对比情况如下：在掘进施工条件相同的前提下，两者对比情况如下
18、：月进尺：连续采煤机平均月进尺在月进尺：连续采煤机平均月进尺在2200m2200m左右，综掘机为左右，综掘机为400m400m左右。左右。年平均进尺：连续采煤机在年平均进尺：连续采煤机在26000m26000m左右，综掘机在左右，综掘机在4800m4800m左左右。右。掘进工效：连续采煤机为掘进工效：连续采煤机为1.75m/1.75m/工，综掘机为工，综掘机为0.42m/0.42m/工。工。掘进方式：连续采煤机双巷，综掘机单巷。掘进方式：连续采煤机双巷，综掘机单巷。单一综采工作面掘进工程量：连续采煤机双巷掘进时，双单一综采工作面掘进工程量：连续采煤机双巷掘进时，双巷之间每间隔巷之间每间隔50m
19、50m有一条联络巷，联络巷长度一般为有一条联络巷，联络巷长度一般为20m20m。这样一。这样一个综采工作面顺槽采用综掘机掘进与采用连续采煤机掘进工程量个综采工作面顺槽采用综掘机掘进与采用连续采煤机掘进工程量比值为比值为1:1.21:1.2，连续采煤机掘进工程量增加，连续采煤机掘进工程量增加20%20%，增加的工程量是，增加的工程量是联络巷。联络巷。掘进成本：考虑设备使用费、材料费和通风设施费掘进成本：考虑设备使用费、材料费和通风设施费等，连续采煤机沿米掘进费用高于综掘机掘进费用。等，连续采煤机沿米掘进费用高于综掘机掘进费用。l综上所述，连续采煤机由于工艺的需要，导致掘进回采综上所述，连续采煤机
20、由于工艺的需要，导致掘进回采巷道时工程量增加巷道时工程量增加20%20%，而且成套设备初期投入费用较高，而且成套设备初期投入费用较高（约（约0.350.35亿元人民币），但是其掘进速度是综掘机的亿元人民币），但是其掘进速度是综掘机的5.55.5倍，年平均进尺约倍，年平均进尺约2.62.6万万m m，相当于，相当于6 6个综掘队能力总和，个综掘队能力总和，其设备的使用寿命一般达其设备的使用寿命一般达300300万万t t煤，折合进尺约煤，折合进尺约13.213.2万万m m。从技术、经济和安全方面综合比较，在开采条件许可的从技术、经济和安全方面综合比较，在开采条件许可的前提下，使用连续采煤机更具
21、有优势。前提下，使用连续采煤机更具有优势。连续采煤机与综掘机工艺系统技术经济分析连续采煤机与综掘机工艺系统技术经济分析四、几四、几 点点 体体 会会l 神东矿区引进连续采煤机及其工艺系统神东矿区引进连续采煤机及其工艺系统1212年来，从表面上年来，从表面上看是一种适合神东矿区生产实际的先进工艺取代传统工艺看是一种适合神东矿区生产实际的先进工艺取代传统工艺的技术应用过程，而实际上是一次决策层观念上的重大变的技术应用过程，而实际上是一次决策层观念上的重大变革过程。为了推广应用连续采煤机，公司下决心修改矿井革过程。为了推广应用连续采煤机，公司下决心修改矿井设计、重建井筒、废除轨道绞车运输方式、改变巷
22、道布置设计、重建井筒、废除轨道绞车运输方式、改变巷道布置方式、员工整建制转岗学习。一系列的改革，为神东的快方式、员工整建制转岗学习。一系列的改革，为神东的快速发展创出了一片新天地。速发展创出了一片新天地。l 分公司连续采煤机年掘进煤量与短壁回采煤量达分公司连续采煤机年掘进煤量与短壁回采煤量达11951195万万t t，占公司总量的占公司总量的12%12%，是公司煤炭生产不可或缺的重要组成，是公司煤炭生产不可或缺的重要组成部分。部分。l 在不影响各煤矿采掘队伍基本建制的前提下，神东煤炭分在不影响各煤矿采掘队伍基本建制的前提下，神东煤炭分公司成立生产准备处，实行连续采煤机专业化施工管理，公司成立生
23、产准备处，实行连续采煤机专业化施工管理，活化了公司的掘进设备和人力资源，为公司集中精力抓接活化了公司的掘进设备和人力资源，为公司集中精力抓接续、建新井创造了良好的条件。续、建新井创造了良好的条件。l 连续采煤机掘进需要注意掘支平衡问题，特别是使用连续连续采煤机掘进需要注意掘支平衡问题，特别是使用连续运输系统工艺时，一个循环的掘进速度远大于支护速度，运输系统工艺时，一个循环的掘进速度远大于支护速度，掘支容易失衡。神东分公司目前的解决方案是推广使用四掘支容易失衡。神东分公司目前的解决方案是推广使用四臂锚杆机和使用机械一次性紧固锚杆，取得了一定效果。臂锚杆机和使用机械一次性紧固锚杆，取得了一定效果。
24、l 连续采煤机掘进需要注意联巷开口及抹角工艺，因为巷道连续采煤机掘进需要注意联巷开口及抹角工艺，因为巷道宽度一般在宽度一般在5m5m以上，若开口操作工艺不当，联巷交岔点跨以上，若开口操作工艺不当，联巷交岔点跨度大，不利于安全管理。同时，连续采煤机掘进工程质量度大，不利于安全管理。同时，连续采煤机掘进工程质量要坚持顶平、底平、两帮直，严格控制顶、底、帮出现台要坚持顶平、底平、两帮直，严格控制顶、底、帮出现台阶，否则将会为巷道使用留下安全隐患。神东分公司主要阶，否则将会为巷道使用留下安全隐患。神东分公司主要通过采取提高煤机司机操作水平和强化质量标准化管理，通过采取提高煤机司机操作水平和强化质量标准化管理，推行精品工程等手段，对关键生产工序和工程质量进行管推行精品工程等手段，对关键生产工序和工程质量进行管理。经过几年的严格质量标准化管理，目前公司的质量水理。经过几年的严格质量标准化管理，目前公司的质量水平有了很大的提高。平有了很大的提高。l 连续采煤机掘进时需要注意联巷及时密闭和巷道底板的日连续采煤机掘进时需要注意联巷及时密闭和巷道底板的日常维护，为形成系统通风和辅助运输创造条件。常维护，为形成系统通风和辅助运输创造条件。几几 点点 体体 会会
