創(chuàng)新點
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全面系統(tǒng)闡述了我國煤炭工業(yè)對短壁開采的技術需求,系統(tǒng)回顧和總結了連續(xù)采煤機短壁機械化開采的工藝、理論及裝備的發(fā)展歷程。
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基于回采方式、通風方式和頂板管理等方面，總結了房柱式、旺格維利式和塊段式3種短壁采煤法工藝特點，明確指出塊段式短壁采煤法是短壁開采的高級階段。
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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了短壁開采理論的研究進展。
（4）系統(tǒng)介紹連續(xù)采煤機、錨桿鉆車、梭車、連續(xù)運輸系統(tǒng)、給料破碎機、履帶行走式液壓支架、鏟車、柔性連續(xù)運輸系統(tǒng)等系列化、成套化的短壁機械化開采裝備。
（5）分析了連續(xù)采煤機短壁機械化開采技術發(fā)展過程中的問題，圍繞煤礦智能化建設主題，提出了短壁開采技術的發(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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煤炭科學研究總院；2. 中國煤炭科工集團；3. 中國煤炭科工集團 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,長壁綜采技術的應用使我國煤炭開采效率和安全水平顯著提升,但同時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,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)則塊段或地質構造較復雜煤層,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、實現(xiàn)煤炭安全綠色高效開采的瓶頸問題。
續(xù)采煤機短壁機械化開采技術(以下簡稱“短壁開采技術”)是基于現(xiàn)代房柱式采煤法、使用連續(xù)采煤機及其后配套裝備進行煤炭開采的方法,具有采掘合一、機動靈活、投資小、見效快、適應范圍廣等特點,因短壁工作面布置較靈活,可實現(xiàn)“即進即退”機械化回采,對斷層、褶曲、陷落柱等構造的應變能力強,因此,該技術適用于煤礦井下邊角煤、“三下”壓煤和不規(guī)則塊段開采。
為進一步完善和推廣連續(xù)采煤機短壁機械化開采技術,《煤礦安全規(guī)程》(2016)版第116條詳細規(guī)定了連續(xù)采煤開采在通風、防滅火、頂板管理等方面的要求,但因對短壁開采技術認識不足、相關開采工藝措施不健全等原因,我國短壁開采技術主要在陜蒙地區(qū)進行了一定范圍的推廣,難以滿足我國對煤炭資源采出率的需求,甚至,一些煤礦以連續(xù)采煤機開采為名,進行國家明令禁止的巷道式采煤,造成了重大傷亡事故,使短壁開采技術推廣陷入困境。
4摘 要連續(xù)采煤機短壁機械化開采技術在提高煤炭資源采出率、促進我國煤炭工業(yè)高質量發(fā)展等方面發(fā)揮著重要作用。改革開放以來,我國連續(xù)采煤機短壁機械化開采技術實現(xiàn)了“由弱到強” 的發(fā)展歷程,依靠相關技術與裝備科技的創(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、中小煤礦采煤機械化升級改造和延長礦井服務年限等方面,全面系統(tǒng)闡述了我國煤炭工業(yè)對短壁開采的技術需求,并系統(tǒng)回顧和總結了連續(xù)采煤機短壁機械化開采的工藝、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械化開采技術體系。從回采方式、通風方式和頂板管理等方面總結了3種工藝的特點,并指出塊段式采煤是短壁開采的高級階段。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了短壁開采理論的研究進展。裝備方面,研制了連續(xù)采煤機、錨桿鉆車、梭車、連續(xù)運輸系統(tǒng)、給料破碎機、履帶行走式液壓支架、鏟車、柔性連續(xù)運輸系統(tǒng)等系列化、成套化的短壁機械化開采裝備,促進了煤礦短壁裝備的國產(chǎn)化進程及其技術進步,形成了適應我國不同煤層賦存地質條件和開采條件、具備自主知識產(chǎn)權的短壁開采裝備體系,最后,分析了連續(xù)采煤機短壁機械化開采技術發(fā)展過程中的問題,圍繞煤礦智能化建設主題,提出了短壁開采技術的發(fā)展方向及建議。
5部分圖片
連續(xù)采煤機房柱式采煤法工作面布置
旺格維利采煤法雙翼對拉式工作面布置
旺格維利采煤法雙翼對拉式工作面布置
塊段式采煤法工作面布置
EML340-13/25型連續(xù)采煤機
CMM2-25型錨桿鉆車
MZHB6-1200/20型錨桿轉載機組
自動錨索鉆機
全自動兩臂錨桿鉆車
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機
柔性連續(xù)運輸系統(tǒng)
作者簡介
張彥祿，男，1964年，黑龍江勃利人，研究員。中國煤炭科工集團有限公司總工程師，兼煤科總院和集團中央研究院院長，享受國務院特殊津貼，中-德煤炭工作組中方主席，煤礦采掘機械裝備國家工程試驗室主任，中國煤炭學會副理事長，短壁專委會主任，中國煤炭建設協(xié)會副理事長。獲得國家科學進步二等獎1項，中國煤炭工業(yè)科學技術特等獎1項、一等獎2項、二等獎5項，其他省部級科技進步獎10余項。
研究方向
煤礦采掘技術與裝備
主要成果
長期從事煤礦掘進技術與裝備研究，取得多項創(chuàng)新性成果。在國內率先開展短壁機械化開采技術探索，形成適應國內條件的短壁開采技術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成套技術體系，為煤礦提供了高效安全的快速掘進技術。
來源：煤炭學報
