连采机应用
煤炭开采的前景
⏹ 煤炭是我国主要的一次性能源，在国民经济中有重要的战略地位。在我国生产和消费的一次性商品能源中煤炭约占74%，煤炭提供了78%的发电能源、70%的化工原料和60%的民用商品能源，在探明的化石资源中煤炭占94. 3%，石油天然气仅占5. 7%。在未来50-60年内，随着新能源和可再生能源、水电和核电的发展和推广，将使煤炭在一次性能源中的消费比例逐年下降，但却不足以动摇煤炭的主导地位。中国的这种资源条件，决定了我国在走可持续发展的历史时期，只能选择以煤为主的一次性能源结构。
短壁机械化开采技术推广应用前景
⏹ 随着大规模粗放性开采，适合长壁开采的煤炭资源日益减少，且长壁开采后的残留煤柱、不能布置长壁的残采煤区、不规则块段等煤炭储量却在逐年上升，“三下”压煤量也很大（建筑物下、铁路下和水体法的统称 ）。据资料显示，每布置一个长壁工作面，就会留下一个20～50m 的煤柱，全国98个国有重点煤矿，474处生产矿井，基本均采用长壁式开采，每年要开采出约大量的煤炭，会留下几千个煤柱；另一方面，处于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，均不能用正常的长壁开采技术来回收，为了提高煤炭回采率，必须进行回收。
例如鄂尔多斯地区的情况
⏹ 神东矿区井田范围内存在有大量不规则边角块段及部分小型井田，其可采储量约为53219万吨，占矿区总可采储量的约17. 24%，难以采用正规的长壁工艺开采，在神东矿区现代化生产和建设中，高产高效集约化综采的稳定发展和不断的提高，使神东矿区在煤炭产量和机械化成套设备及现代化管理手段上，都处于世界领先地位；现代化矿井的生产和建设，需要的是全面生产手段和管理手段的现
⏹
⏹ 代化。矿区残留的不规则边角块段及小型井田，如何高效、安全、合理地进行开采，是神东公司在技术上面临的课题之一。采用传统的短壁简单机械化开采工艺，不仅回收率低，而且会影响矿区总体效益和科技进步，若要采用机械化开采，其技术关键不仅仅是生产设备，主要技术关键是生产工艺和支护设备。只有解决了支护设备和生产工艺，矿区的不规则边角煤才可能实现高效回采和回收。按照这一思路，神东公司经过两年多的研究，自主开发了我国第一台履带行走式液压支架（自移支架），适用于连续采煤机及后配套设备，在我国传统的房柱式短壁采煤工艺基础上，经过不断研究、摸索，独创了一套“连续采煤机、履带行走式液压支架短壁机械化开采技术”，形成了一种新型短壁机械化采煤方法。 自1995年神东矿区开始将连续采煤机及配套设备应用短壁开采以来，通过几年的实践、研究与探索，结合神东煤层实际条件，将连续采煤机短壁机械化开采技术不断改进和完善，形成了具有神东特色的连续采煤机短壁机械化开采模式，实现了工作面落煤、运输及回收煤柱等各工序的机械化作业，为不适合采用长壁机械化开采工艺的煤矿提供了一种高效、安全成套的采煤技术，该技术作为长壁采煤技术的重要补充，在神东矿区煤炭开采中发挥着重要作用。2002年神东矿区连续采煤机在用台数为22台，用于巷道掘进和短壁机械化开采，连续采煤机短壁机械化开采产量达到609. 5万t ；上湾矿连续采煤机短壁化开采工作面年产达220万t 。主要的开采方法式旺格维利采煤法。 神华集团、神华集团神东煤炭分公司、神华万利煤炭分公司、神华集团准格
尔能源公司 、伊泰煤炭集团公司、内蒙古伊东煤炭集团、万正集团、乌兰煤炭、内蒙古汇能煤电集团公司 、聚能集团、鄂尔多斯市蒙泰煤电集团、内蒙古满世煤炭集团、内蒙古棋盘井矿业集团 、准格尔旗蒙南煤炭有限责任公司等大型煤炭生产企业14家 。随着鄂尔多斯地区的不断开采，长壁开采后的残留煤柱、不能布置长壁的残采煤区、不规则块段等煤炭储量却在逐年上升，短壁机械化采煤法在各集团的煤矿中得到应用较多。
短壁机械化开采技术的应用前途
⏹
⏹
⏹ 短壁机械化开采技术的推广应用，可以最大限度地回收不可再生的煤炭资源，保证矿井安全正常生产，延长矿井服务年限，不断提高煤炭企业经济效益，促进煤炭经济结构调整，带动相关传统产业升级改造，对加强能源基地建设，保持煤炭工业的可持续发展有着极其重要的意义。 对行业来讲，该项目的实施，将打破长壁综采一统天下的局面，形成长壁综采与短壁机械化开采相互补充的现代大型矿井的最佳生产模式。同时，由于短壁机械化开采的灵活性，也为中小型矿井实现机械化开采成为可能。 我国煤炭工业现正在采取加快技术进步、推动传统产业升级换代、实现减人
提效的技术政策，发展高效集约化矿井是煤炭产业必然的发展趋势。随着煤矿现代化的发展，其开采强度不断加大，矿井适宜长壁综采布置的采区越来越少。随着矿区生产的不断进行，煤炭资源总量和适宜长壁开采的储量比例都在不断减少，这些资源的回收问题将日益突出，像潞安、晋城、大同及兖州等大型矿区都急需短壁开采成套装备与开采技术，用于解放大量的呆滞煤量。潞安矿业集团公司正在进行短壁开采技术与设备方面的探索；晋城煤业集团公司也有这方面的意向；兖矿集团在“十五”科研重点中指出：矿区“三下”压煤开采的任务非常繁重，适
宜长壁开采的煤炭储量逐步减少，亟待开发相适应的采煤方法，解决兖州煤田3上、3下煤及济东煤田绝大多数3#煤不规则区域的开采问题。因此短壁机械化开采技术不仅在神东矿区有很好的推广价值，在全国也有广阔的推广应用前景。 旺格维利采煤法工作面设备配置
连续采煤机短壁机械化开采工作面设备配置按工作面运输方式一般分为两种：一种是间断式运输方式，工作面配置为连续采煤机、运煤车或梭车、给料破碎机、锚杆机、铲车、履带行走式支架及胶带输送机；另一种是连续运输方式，工作面配置为连续采煤机、锚杆机、连续运输系统、铲车、履带行走式支架及胶带输送机。
第一节 连续采煤机组成
连采机：是一种综合掘进、短壁开采设备，集切割、行走、转运、喷雾灭尘于一体。
连续采煤机组成 截割机构、装运机构、行走机构、液压系统、电气系统、冷却喷雾除尘装置以及安全保护装置等。
连续采煤机适于薄、中厚及厚煤层，最大截高6m 。不同截高的连续采煤机结构虽有区别，但其结构基本特点一致。
1．多电机驱动，模块式布置
多电动机分别驱动截割、装运、行走、冷却喷雾除尘及液压系统等，电动机可以多达6～8台。
总体布置上将各机构的电动机、减速器及其控制装置全部安设在机架外侧，便于维护检修。
工作机构及其驱动系统分开，构成简单独立的模块式组合件，便于拆运、安装、维护及故障处理。
2．横轴式滚筒，强力截割机构
横轴式滚筒截割机构，滚筒宽度大，截割煤体面积宽，落煤能力强，生产能力大。
截割滚筒上装有按螺旋线布置的齿座和镐形截齿，左右截割滚筒分别由2台交流电动机经减速器减速后同步驱动。
电动机、减速器和截割滚筒安装在截割臂上，截割臂铰接在机架上并由2个升降液压缸驱动实现上、下摆动，滚筒截割落煤。
水平布置截割滚筒宽度大(3m 左右) ，分成左、右外侧及中间三段。
左、右外侧滚筒由里向外，愈靠近端盘截齿密度愈大。截齿排列方式一般按相反的螺旋线方向布置，目的使截落的煤炭向滚筒的中间段推移，以便直接落入滚筒下方的装载机构。
中间段型式：截链式和普通滚筒式。
截链式利用截割机构的减速器在左、右外侧滚筒之间所占用的距离，布置相应
宽度的截链，保证截割机构在轴线方向的整个三段部分截割的连续性。
截割机构减速器的输出轴同时带动左、右外侧滚筒和截链机构回转。截链式机构可以有效地截落左、右外侧滚筒之间的煤体，但截割阻力较大，截割效率较低，维修量较大。截链式的滚筒适合截割较坚硬煤体。
3．侧式装载，刮板运输机构
装运机构由侧式装载机构、装煤铲板、刮板输送机及其驱动装置组成。
侧式装载机构在装煤铲板上收集从滚筒截落的煤炭，再经刮板输送机机内转载至连续采煤机机后卸载。
侧式装载机构采用侧向取料连续装载方式，有扒爪和圆盘耙杆两种。
扒爪或圆盘耙杆布置在装煤铲板两侧，形成左、右装载机构，取料装载面宽，机构高度小，清底干净，动作连续，生产率高，适于配合横置滚筒宽面截落煤炭的工作。
运输机构为单链刮板输送机，机头部分与装煤铲板铰接，机尾部分在升降液压缸和摆动液压缸作用下，可实现上下升降和左右摆动，以调整机后卸载时的高度和左右位置。
装运机构驱动系统：①1台交流电动机经减速器后同时驱动装载和运输机构； ②2台交流电动机经各自减速器后分别驱动左、右两侧装载机构，然后经同步轴驱动运输机构。
4．履带行走机构
履带行走机构具有接地面积大、接地压力小、转弯半径小等特点适宜煤矿巷道地板起伏不平的环境。
自移式液压支架
长壁式回采工作面支撑掩护式液压支架架型移植到履带行走式液压支架上，形成了第三代履带行走式液压支架。神东煤炭公司与煤炭科学研究总院太原分院合作，根据神东矿区的地质条件及开采状况研制了自动化支护设备——X Z 7000/24/45型履带行走式液压支架。随后，又根据不同地质条件的要求，研制开发了新的机型，研制了X Z 4500/15/27型履带行走式液压支架。目前，该成果己在神东、兖州等矿区推广应用。
旺格力采煤法
连续采煤机短壁机械化工作面主要设备配置情况见表
矿区短壁工作面设备配备表
序号 设备名称 型 号 数量 使用地点 1 连续采煤机 12C M -120D V G 1 工作面 2 锚杆钻机 H D D R -A C 1 工作面 3 履带行走式支架 X Z 7000/24/45 2 工作面 4 连续运煤系统 2000 1 工作面、顺槽 5 胶带输送机 D S P -1040/800 1 运输顺槽 6 铲车 L A 488 1 工作面、顺槽
短壁开采设备配套图（连续运输系统）
连续运输方式，工作面配置为连续采煤机、锚杆机、连续运输系统、铲车、履带行
走式支架及胶带输送机。
短壁开采设备配套图（连续运输系统）
备注：当使用运煤车运煤系统时，取消后配套中的连续运煤系统，增加运煤车（梭车）、给料破碎机
间断式运输方式，工作面配置为连续采煤机、运煤车或梭车、给料破碎机、锚杆机、铲车、履带行
走式支架及胶带输送机；
运煤车或梭车
运煤车或梭车
给料破碎机
连续运输机械
连采机应用
煤炭开采的前景
⏹ 煤炭是我国主要的一次性能源，在国民经济中有重要的战略地位。在我国生产和消费的一次性商品能源中煤炭约占74%，煤炭提供了78%的发电能源、70%的化工原料和60%的民用商品能源，在探明的化石资源中煤炭占94. 3%，石油天然气仅占5. 7%。在未来50-60年内，随着新能源和可再生能源、水电和核电的发展和推广，将使煤炭在一次性能源中的消费比例逐年下降，但却不足以动摇煤炭的主导地位。中国的这种资源条件，决定了我国在走可持续发展的历史时期，只能选择以煤为主的一次性能源结构。
短壁机械化开采技术推广应用前景
⏹ 随着大规模粗放性开采，适合长壁开采的煤炭资源日益减少，且长壁开采后的残留煤柱、不能布置长壁的残采煤区、不规则块段等煤炭储量却在逐年上升，“三下”压煤量也很大（建筑物下、铁路下和水体法的统称 ）。据资料显示，每布置一个长壁工作面，就会留下一个20～50m 的煤柱，全国98个国有重点煤矿，474处生产矿井，基本均采用长壁式开采，每年要开采出约大量的煤炭，会留下几千个煤柱；另一方面，处于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，均不能用正常的长壁开采技术来回收，为了提高煤炭回采率，必须进行回收。
例如鄂尔多斯地区的情况
⏹ 神东矿区井田范围内存在有大量不规则边角块段及部分小型井田，其可采储量约为53219万吨，占矿区总可采储量的约17. 24%，难以采用正规的长壁工艺开采，在神东矿区现代化生产和建设中，高产高效集约化综采的稳定发展和不断的提高，使神东矿区在煤炭产量和机械化成套设备及现代化管理手段上，都处于世界领先地位；现代化矿井的生产和建设，需要的是全面生产手段和管理手段的现
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⏹ 代化。矿区残留的不规则边角块段及小型井田，如何高效、安全、合理地进行开采，是神东公司在技术上面临的课题之一。采用传统的短壁简单机械化开采工艺，不仅回收率低，而且会影响矿区总体效益和科技进步，若要采用机械化开采，其技术关键不仅仅是生产设备，主要技术关键是生产工艺和支护设备。只有解决了支护设备和生产工艺，矿区的不规则边角煤才可能实现高效回采和回收。按照这一思路，神东公司经过两年多的研究，自主开发了我国第一台履带行走式液压支架（自移支架），适用于连续采煤机及后配套设备，在我国传统的房柱式短壁采煤工艺基础上，经过不断研究、摸索，独创了一套“连续采煤机、履带行走式液压支架短壁机械化开采技术”，形成了一种新型短壁机械化采煤方法。 自1995年神东矿区开始将连续采煤机及配套设备应用短壁开采以来，通过几年的实践、研究与探索，结合神东煤层实际条件，将连续采煤机短壁机械化开采技术不断改进和完善，形成了具有神东特色的连续采煤机短壁机械化开采模式，实现了工作面落煤、运输及回收煤柱等各工序的机械化作业，为不适合采用长壁机械化开采工艺的煤矿提供了一种高效、安全成套的采煤技术，该技术作为长壁采煤技术的重要补充，在神东矿区煤炭开采中发挥着重要作用。2002年神东矿区连续采煤机在用台数为22台，用于巷道掘进和短壁机械化开采，连续采煤机短壁机械化开采产量达到609. 5万t ；上湾矿连续采煤机短壁化开采工作面年产达220万t 。主要的开采方法式旺格维利采煤法。 神华集团、神华集团神东煤炭分公司、神华万利煤炭分公司、神华集团准格
尔能源公司 、伊泰煤炭集团公司、内蒙古伊东煤炭集团、万正集团、乌兰煤炭、内蒙古汇能煤电集团公司 、聚能集团、鄂尔多斯市蒙泰煤电集团、内蒙古满世煤炭集团、内蒙古棋盘井矿业集团 、准格尔旗蒙南煤炭有限责任公司等大型煤炭生产企业14家 。随着鄂尔多斯地区的不断开采，长壁开采后的残留煤柱、不能布置长壁的残采煤区、不规则块段等煤炭储量却在逐年上升，短壁机械化采煤法在各集团的煤矿中得到应用较多。
短壁机械化开采技术的应用前途
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⏹ 短壁机械化开采技术的推广应用，可以最大限度地回收不可再生的煤炭资源，保证矿井安全正常生产，延长矿井服务年限，不断提高煤炭企业经济效益，促进煤炭经济结构调整，带动相关传统产业升级改造，对加强能源基地建设，保持煤炭工业的可持续发展有着极其重要的意义。 对行业来讲，该项目的实施，将打破长壁综采一统天下的局面，形成长壁综采与短壁机械化开采相互补充的现代大型矿井的最佳生产模式。同时，由于短壁机械化开采的灵活性，也为中小型矿井实现机械化开采成为可能。 我国煤炭工业现正在采取加快技术进步、推动传统产业升级换代、实现减人
提效的技术政策，发展高效集约化矿井是煤炭产业必然的发展趋势。随着煤矿现代化的发展，其开采强度不断加大，矿井适宜长壁综采布置的采区越来越少。随着矿区生产的不断进行，煤炭资源总量和适宜长壁开采的储量比例都在不断减少，这些资源的回收问题将日益突出，像潞安、晋城、大同及兖州等大型矿区都急需短壁开采成套装备与开采技术，用于解放大量的呆滞煤量。潞安矿业集团公司正在进行短壁开采技术与设备方面的探索；晋城煤业集团公司也有这方面的意向；兖矿集团在“十五”科研重点中指出：矿区“三下”压煤开采的任务非常繁重，适
宜长壁开采的煤炭储量逐步减少，亟待开发相适应的采煤方法，解决兖州煤田3上、3下煤及济东煤田绝大多数3#煤不规则区域的开采问题。因此短壁机械化开采技术不仅在神东矿区有很好的推广价值，在全国也有广阔的推广应用前景。 旺格维利采煤法工作面设备配置
连续采煤机短壁机械化开采工作面设备配置按工作面运输方式一般分为两种：一种是间断式运输方式，工作面配置为连续采煤机、运煤车或梭车、给料破碎机、锚杆机、铲车、履带行走式支架及胶带输送机；另一种是连续运输方式，工作面配置为连续采煤机、锚杆机、连续运输系统、铲车、履带行走式支架及胶带输送机。
第一节 连续采煤机组成
连采机：是一种综合掘进、短壁开采设备，集切割、行走、转运、喷雾灭尘于一体。
连续采煤机组成 截割机构、装运机构、行走机构、液压系统、电气系统、冷却喷雾除尘装置以及安全保护装置等。
连续采煤机适于薄、中厚及厚煤层，最大截高6m 。不同截高的连续采煤机结构虽有区别，但其结构基本特点一致。
1．多电机驱动，模块式布置
多电动机分别驱动截割、装运、行走、冷却喷雾除尘及液压系统等，电动机可以多达6～8台。
总体布置上将各机构的电动机、减速器及其控制装置全部安设在机架外侧，便于维护检修。
工作机构及其驱动系统分开，构成简单独立的模块式组合件，便于拆运、安装、维护及故障处理。
2．横轴式滚筒，强力截割机构
横轴式滚筒截割机构，滚筒宽度大，截割煤体面积宽，落煤能力强，生产能力大。
截割滚筒上装有按螺旋线布置的齿座和镐形截齿，左右截割滚筒分别由2台交流电动机经减速器减速后同步驱动。
电动机、减速器和截割滚筒安装在截割臂上，截割臂铰接在机架上并由2个升降液压缸驱动实现上、下摆动，滚筒截割落煤。
水平布置截割滚筒宽度大(3m 左右) ，分成左、右外侧及中间三段。
左、右外侧滚筒由里向外，愈靠近端盘截齿密度愈大。截齿排列方式一般按相反的螺旋线方向布置，目的使截落的煤炭向滚筒的中间段推移，以便直接落入滚筒下方的装载机构。
中间段型式：截链式和普通滚筒式。
截链式利用截割机构的减速器在左、右外侧滚筒之间所占用的距离，布置相应
宽度的截链，保证截割机构在轴线方向的整个三段部分截割的连续性。
截割机构减速器的输出轴同时带动左、右外侧滚筒和截链机构回转。截链式机构可以有效地截落左、右外侧滚筒之间的煤体，但截割阻力较大，截割效率较低，维修量较大。截链式的滚筒适合截割较坚硬煤体。
3．侧式装载，刮板运输机构
装运机构由侧式装载机构、装煤铲板、刮板输送机及其驱动装置组成。
侧式装载机构在装煤铲板上收集从滚筒截落的煤炭，再经刮板输送机机内转载至连续采煤机机后卸载。
侧式装载机构采用侧向取料连续装载方式，有扒爪和圆盘耙杆两种。
扒爪或圆盘耙杆布置在装煤铲板两侧，形成左、右装载机构，取料装载面宽，机构高度小，清底干净，动作连续，生产率高，适于配合横置滚筒宽面截落煤炭的工作。
运输机构为单链刮板输送机，机头部分与装煤铲板铰接，机尾部分在升降液压缸和摆动液压缸作用下，可实现上下升降和左右摆动，以调整机后卸载时的高度和左右位置。
装运机构驱动系统：①1台交流电动机经减速器后同时驱动装载和运输机构； ②2台交流电动机经各自减速器后分别驱动左、右两侧装载机构，然后经同步轴驱动运输机构。
4．履带行走机构
履带行走机构具有接地面积大、接地压力小、转弯半径小等特点适宜煤矿巷道地板起伏不平的环境。
自移式液压支架
长壁式回采工作面支撑掩护式液压支架架型移植到履带行走式液压支架上，形成了第三代履带行走式液压支架。神东煤炭公司与煤炭科学研究总院太原分院合作，根据神东矿区的地质条件及开采状况研制了自动化支护设备——X Z 7000/24/45型履带行走式液压支架。随后，又根据不同地质条件的要求，研制开发了新的机型，研制了X Z 4500/15/27型履带行走式液压支架。目前，该成果己在神东、兖州等矿区推广应用。
旺格力采煤法
连续采煤机短壁机械化工作面主要设备配置情况见表
矿区短壁工作面设备配备表
序号 设备名称 型 号 数量 使用地点 1 连续采煤机 12C M -120D V G 1 工作面 2 锚杆钻机 H D D R -A C 1 工作面 3 履带行走式支架 X Z 7000/24/45 2 工作面 4 连续运煤系统 2000 1 工作面、顺槽 5 胶带输送机 D S P -1040/800 1 运输顺槽 6 铲车 L A 488 1 工作面、顺槽
短壁开采设备配套图（连续运输系统）
连续运输方式，工作面配置为连续采煤机、锚杆机、连续运输系统、铲车、履带行
走式支架及胶带输送机。
短壁开采设备配套图（连续运输系统）
备注：当使用运煤车运煤系统时，取消后配套中的连续运煤系统，增加运煤车（梭车）、给料破碎机
间断式运输方式，工作面配置为连续采煤机、运煤车或梭车、给料破碎机、锚杆机、铲车、履带行
走式支架及胶带输送机；
运煤车或梭车
运煤车或梭车
给料破碎机
连续运输机械