創(chuàng)新點(diǎn)
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全面系統(tǒng)闡述了我國煤炭工業(yè)對(duì)短壁開采的技術(shù)需求,系統(tǒng)回顧和總結(jié)了連續(xù)采煤機(jī)短壁機(jī)械化開采的工藝、理論及裝備的發(fā)展歷程。
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基于回采方式、通風(fēng)方式和頂板管理等方面，總結(jié)了房柱式、旺格維利式和塊段式3種短壁采煤法工藝特點(diǎn)，明確指出塊段式短壁采煤法是短壁開采的高級(jí)階段。
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從短壁開采的煤柱穩(wěn)定性、地表沉陷控制、頂板控制等方面總結(jié)了短壁開采理論的研究進(jìn)展。
（4）系統(tǒng)介紹連續(xù)采煤機(jī)、錨桿鉆車、梭車、連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)、給料破碎機(jī)、履帶行走式液壓支架、鏟車、柔性連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)等系列化、成套化的短壁機(jī)械化開采裝備。
（5）分析了連續(xù)采煤機(jī)短壁機(jī)械化開采技術(shù)發(fā)展過程中的問題，圍繞煤礦智能化建設(shè)主題，提出了短壁開采技術(shù)的發(fā)展方向及建議。
1作 者
張彥祿1,2,王步康3,張小峰3,李發(fā)泉3
2單 位
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煤炭科學(xué)研究總院；2. 中國煤炭科工集團(tuán)；3. 中國煤炭科工集團(tuán) 太原研究院有限公司
3研究背景
我國煤炭以井工開采為主,長壁綜采技術(shù)的應(yīng)用使我國煤炭開采效率和安全水平顯著提升,但同時(shí)開采后遺留了大量的煤柱和殘采煤區(qū),此外,不規(guī)則塊段、“三下”壓煤(建筑物下、鐵路下和水體下)、邊幫壓煤等資源因開采經(jīng)濟(jì)性、地表環(huán)境制約等因素不適合長壁綜采,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國現(xiàn)有煤炭資源中只有60%適合長壁綜采,且采后遺留20%殘采煤區(qū)和煤柱,40%不適合長壁綜采(其中17%為不規(guī)則塊段或地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜煤層,均不具備長壁綜采的條件;23%屬“三下”壓煤),如何有效回收上述煤柱、不規(guī)則塊段和“三下”壓煤等資源已成為制約我國煤炭資源采出率提升、實(shí)現(xiàn)煤炭安全綠色高效開采的瓶頸問題。
續(xù)采煤機(jī)短壁機(jī)械化開采技術(shù)(以下簡(jiǎn)稱“短壁開采技術(shù)”)是基于現(xiàn)代房柱式采煤法、使用連續(xù)采煤機(jī)及其后配套裝備進(jìn)行煤炭開采的方法,具有采掘合一、機(jī)動(dòng)靈活、投資小、見效快、適應(yīng)范圍廣等特點(diǎn),因短壁工作面布置較靈活,可實(shí)現(xiàn)“即進(jìn)即退”機(jī)械化回采,對(duì)斷層、褶曲、陷落柱等構(gòu)造的應(yīng)變能力強(qiáng),因此,該技術(shù)適用于煤礦井下邊角煤、“三下”壓煤和不規(guī)則塊段開采。
為進(jìn)一步完善和推廣連續(xù)采煤機(jī)短壁機(jī)械化開采技術(shù),《煤礦安全規(guī)程》(2016)版第116條詳細(xì)規(guī)定了連續(xù)采煤開采在通風(fēng)、防滅火、頂板管理等方面的要求,但因?qū)Χ瘫陂_采技術(shù)認(rèn)識(shí)不足、相關(guān)開采工藝措施不健全等原因,我國短壁開采技術(shù)主要在陜蒙地區(qū)進(jìn)行了一定范圍的推廣,難以滿足我國對(duì)煤炭資源采出率的需求,甚至,一些煤礦以連續(xù)采煤機(jī)開采為名,進(jìn)行國家明令禁止的巷道式采煤,造成了重大傷亡事故,使短壁開采技術(shù)推廣陷入困境。
4摘 要連續(xù)采煤機(jī)短壁機(jī)械化開采技術(shù)在提高煤炭資源采出率、促進(jìn)我國煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展等方面發(fā)揮著重要作用。改革開放以來,我國連續(xù)采煤機(jī)短壁機(jī)械化開采技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“由弱到強(qiáng)” 的發(fā)展歷程,依靠相關(guān)技術(shù)與裝備科技的創(chuàng)新,支撐著煤炭資源采出率持續(xù)提升。首先從煤柱及不規(guī)則塊段開采、“三下”壓煤開采、露天邊幫壓煤回收、中小煤礦采煤機(jī)械化升級(jí)改造和延長礦井服務(wù)年限等方面,全面系統(tǒng)闡述了我國煤炭工業(yè)對(duì)短壁開采的技術(shù)需求,并系統(tǒng)回顧和總結(jié)了連續(xù)采煤機(jī)短壁機(jī)械化開采的工藝、理論及裝備的發(fā)展歷程。工藝方面,連續(xù)采煤機(jī)短壁采煤法從房柱式發(fā)展到旺格維利式,再到以塊段式采煤為代表的現(xiàn)代房柱式采煤法,形成了具有中國特色的短壁機(jī)械化開采技術(shù)體系。從回采方式、通風(fēng)方式和頂板管理等方面總結(jié)了3種工藝的特點(diǎn),并指出塊段式采煤是短壁開采的高級(jí)階段。理論方面,從短壁開采的煤柱穩(wěn)定性、地表沉陷控制、頂板控制等方面總結(jié)了短壁開采理論的研究進(jìn)展。裝備方面,研制了連續(xù)采煤機(jī)、錨桿鉆車、梭車、連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)、給料破碎機(jī)、履帶行走式液壓支架、鏟車、柔性連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)等系列化、成套化的短壁機(jī)械化開采裝備,促進(jìn)了煤礦短壁裝備的國產(chǎn)化進(jìn)程及其技術(shù)進(jìn)步,形成了適應(yīng)我國不同煤層賦存地質(zhì)條件和開采條件、具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的短壁開采裝備體系,最后,分析了連續(xù)采煤機(jī)短壁機(jī)械化開采技術(shù)發(fā)展過程中的問題,圍繞煤礦智能化建設(shè)主題,提出了短壁開采技術(shù)的發(fā)展方向及建議。
5部分圖片
連續(xù)采煤機(jī)房柱式采煤法工作面布置
旺格維利采煤法雙翼對(duì)拉式工作面布置
旺格維利采煤法雙翼對(duì)拉式工作面布置
塊段式采煤法工作面布置
EML340-13/25型連續(xù)采煤機(jī)
CMM2-25型錨桿鉆車
MZHB6-1200/20型錨桿轉(zhuǎn)載機(jī)組
自動(dòng)錨索鉆機(jī)
全自動(dòng)兩臂錨桿鉆車
SC15/185F型梭車
ZX7000/25.5/50型履帶行走式液壓支架
WJX-10FB防爆鉛酸蓄電池鏟運(yùn)機(jī)
柔性連續(xù)運(yùn)輸系統(tǒng)
作者簡(jiǎn)介
張彥祿，男，1964年，黑龍江勃利人，研究員。中國煤炭科工集團(tuán)有限公司總工程師，兼煤科總院和集團(tuán)中央研究院院長，享受國務(wù)院特殊津貼，中-德煤炭工作組中方主席，煤礦采掘機(jī)械裝備國家工程試驗(yàn)室主任，中國煤炭學(xué)會(huì)副理事長，短壁專委會(huì)主任，中國煤炭建設(shè)協(xié)會(huì)副理事長。獲得國家科學(xué)進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，中國煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)5項(xiàng)，其他省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)10余項(xiàng)。
研究方向
煤礦采掘技術(shù)與裝備
主要成果
長期從事煤礦掘進(jìn)技術(shù)與裝備研究，取得多項(xiàng)創(chuàng)新性成果。在國內(nèi)率先開展短壁機(jī)械化開采技術(shù)探索，形成適應(yīng)國內(nèi)條件的短壁開采技術(shù)體系并完成成套裝備的研制，為煤柱及不規(guī)則塊段、“三下”壓煤等難采資源提供了有效的開采途徑；形成了巷道快速掘進(jìn)成套技術(shù)體系，為煤礦提供了高效安全的快速掘進(jìn)技術(shù)。
來源：煤炭學(xué)報(bào)
