58刨煤机可行性研究报告1Word文件下载.docx
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二、刨煤机成套设备推广使用情况
（一）进口刨煤机组在国内使用情况
1、刨煤机组现场使用情况
铁煤集团小青矿w2－712工作面切眼长度212m，工作面走向1547m，煤层厚度1.15～1.8m，煤层倾角2～10°
。
煤层含矸率3.65%左右，煤层硬度3左右。
该面共揭露断层4条，其中落差0－4米的断层3条，落差1米的断层1条，地质构造相对简单。
上、下顺槽采用三心拱断面，设计宽度为5.6m，直墙高2.0m，中高3.3m，断面积17m2。
采用钢带+锚杆+金属网+锚索联合支护。
工作面可采储量57.2万吨，设计月产量9.3万吨，可采期6.2个月。
该面为小青矿引进的第四套刨煤机组工作面，采用德国DBT公司DBT-98VE5.7N全自动化刨煤机、PRT-GH-PF3/822运输机及计算机远程控制系统等装备，其他配套设备由国内各生产厂家协助制造，转载机型号为SZZ-800/315，破碎机型号为PCM-160，液压支架型号为ZY4800/06/16.5D（Y98、北京煤机厂），乳化液泵站BRW315/31.5。
工作面运输机为端卸式。
德国全自动刨煤机工作面设备配备（详见表1）。
w2－712刨煤机组工作面系小青矿二个主采工作面之一，另一个工作面为综采面，该矿年产240万吨左右，刨煤机组年产量占二分之一，单产维持在10万吨左右，最高达到月产14万吨水平，在该矿使用情况较好。
据该矿工程技术人员反映，地质条件相对简单的薄煤层工作面适合采用该工艺，尤其是煤厚1.4米左右的薄煤层非常适合刨煤机。
2、影响刨煤机工作面正常生产的因素及处理方法
（1）煤层变薄或遇断层
如果煤层变薄或遇断层，刨煤机通过困难，不能正常刨削，为预防机械设备的损坏（如，刨链断等），主要是采取打眼放炮的方法进行预处理。
（2）顶底板起伏变化大
遇到顶底板起伏变化较大时，为防止丢煤或削顶板，可用调斜千斤顶对运输机进行微调。
当底板岩石割得很厚，为防止对刨链造成损坏，采高允许时可以把运输机吊起，底下垫上木料，采高不能满足要求时，只能采取打眼放炮的方法处理底板。
（3）PM4自动控制系统的使用和维护情况对刨煤机工作面正常生产影响极大
PM4自动控制参数一般是不变的，但有些参数也是可调的，如刨深，选择多大的刨深要根据实际情况而定，如果顶、底板状态比较好，煤壁比较松软，可以选择较大刨深，如果煤壁比较硬或局部顶、底板刨削岩石，可适当减少刨深，以防由于刨深过大造成阻力增大而断链；
又如成组推移运输机的组数，能够执行自动拉架的压力值等等都可以根据现场的实际情况进行调整。
合理地调整PM4参数可以提高生产效率，减少工人的劳动强度，相反由于PM4一些参数没有进行合理调整或对PM4控制系统检修没有达到完好标准，不能实现自动控制就会减慢工作面的正常推进速度，增加工人的劳动强度。
（二）国产首台套刨煤机使用情况
1、工作面煤层赋存条件
铁煤集团晓明矿N2419工作面切眼长度159m，工作面走向472m，下顺槽尺寸5.2m×
2.8m（宽×
高），上顺槽尺寸4.5m×
2.5m（宽×
高），煤层厚度1.3～1.4m，煤层倾角3～5°
煤质硬度普氏硬度系数f小于3，局部夹矸，矸石硬度普氏硬度系数f小于4，煤岩成分以暗煤为主，亮煤次之，煤岩类型为亮暗煤，煤质牌号为二号气煤，属低灰、低硫、低砷、低磷，高发热量之煤种，是良好的动力用煤和炼焦配煤，煤层赋存较稳定，结构简单。
2、工作面主要设备配套情况
工作面所用采煤设备为BH38/2×
400刨煤机、SGZ-800/800式刮板输送机、SZZ-800/400型转载机、PLM-1800型锤式破碎机、ZY5200/08/18D型掩护式液压支架、ZGY5200/12/25.5D型过渡液压支架、ZT6200/18/32D型端头液压支架。
三一重装刨煤机工作面设备配置，（详见表2）。
三一重装刨煤机主要技术参数，（详表3）三一重装刨煤机采煤工艺技术参数，（详表4）。
在生产过程中，刨深推荐值：
上行70mm，下行30mm，往返100mm；
刨速推荐值：
上行1.7m/s,下行1.2m/s。
3、试验情况
BH38/2×
400型刨煤机2010年11月在铁法晓明矿进行工业性试验，截止到2011年2月28日，产煤14万吨，有效工作时间83天，平均日产量1687吨，目前按三八制生产，每天生产16小时，折合有效工作日为66天，平均日产量2121吨。
其中1月27日达到最大进尺量和最大出煤量，进尺8.5米，出煤3100吨。
4、存在问题
该套刨煤机运行状况总体上没有出现大的问题，基本可实现自动化操作，但受各种因素影响，仍然存在一些问题：
（1）因刨煤机及刮板运输机机头、尾传动部尺寸大，造成巷道断面大，支护困难，支护质量要求高。
（2）工作面生产过程中，机头、机尾处（安全出口）容易堆积大量浮煤，造成安全出口不畅通，影响通风和刨煤机电机散热，需人工清理。
（3）受地质条件变化影响较大，工作面遇断层、顶底板不平和煤层中出现夹石的情况下，不能实现自动化，生产效率低，刨头、刨刀消耗量大。
（4）工作面三机配套后，工作面最低采高下限为0.8米。
（5）刨煤机组在以下几个方面仍待改进
a、卸载方式上采用交叉侧卸，适应地质条件的能力较差；
b、机械加工质量有待提高，机头过渡槽有开裂的现象；
c、材质的选择上要最高标准或者进口；
d、滑靴设计结构要更具合理性才可以稳定运行。
e、适当增加刨煤机功率
5、三一重装公司下一步对刨煤机组的改进
（1）机械部分
对DBT刨头进行标杆研究，优化设计刨头结构；
更改交叉侧卸的方式为端卸，适应恶劣地质条件；
对具有可焊性要求的零部件，通过焊接强度及质量控制增强其抗拉强度；
采用合金铸钢ZG35CrMnSi替代合金铸钢ZG30MnSi，增强非可焊性零部件的耐磨强度及使用寿命；
加强质量过程控制，明确热处理工艺为调质处理。
通过金相组织来检测铸锻件的热处理工艺、物理性能、机械性能，确保铸锻件的质量。
（2）电气部分
增强电气元器件及插头的可靠性；
增加电缆的保护，增强其可靠性和使用寿命。
（3）液压部分
增加过滤站，提高乳化液的过滤精度，防止滤芯、阀芯堵塞。
（4）控制部分
参考德国DBT公司成功案例，选用德国Marco产品，达到铁煤集团引进的第三套DBT刨煤机技术标准。
三、枣矿集团推广试验刨煤机开采工艺可行性分析
（一）风险因素分析
1、地质条件是试验成败关键。
与铁煤集团小青矿相比，滕北煤田12层煤地质条件相对较差，断层较多，煤层局部有褶曲，底板为极为坚硬的灰岩，对试验影响极大。
刨煤机组工作面过断层等地质构造必须放炮破岩石，爆破工作对电液控系统影响较大，造成维修、维护成本增加。
2、人员素质至关重要。
刨煤机开采工艺，控制系统先进复杂，自动化程度高，对现场生产管理及职工技术业务素质要求极高，需要进行系统的培训，滨湖矿建矿时间短，工人的业务素质及操作技能偏低，增加了试验难度。
从铁煤小青矿多年刨煤机开采实践看，受地质条件及设备等因素影响，刨煤机组开采工作面仍需100人左右，与国外相比差距明显。
3、三一重装生产刨煤机组在设计、设备材质等方面与国外比仍有较大差距。
第一套刨煤机组仅在铁煤集团晓明进行了首次试验，目前该公司正在针对试验中暴露的问题进行改进、加工，改进后设备预计8月份可再次下井进行试验，期望能达到小青矿引进的第三套德国DBT公司刨煤机技术标准。
4、两巷断面过大，对安全和单进影响较大。
刨煤机组主要驱动装备布置在工作面两巷，因此轨道、运输顺槽断面（宽*高，5.5*2.8m＝15.4m2）均较大，滨湖矿12层煤底板为八灰，硬度大，需破顶板掘进，巷道支护及回采期间超前维护难度加大，影响单进水平，顶板管理较为困难。
5、与薄煤层综采相比初期投资较大。
薄煤层综采工作面包括支架、采煤机、运输机、转载设备、泵站、电器等成套装备总投资在3000万元左右。
而三一重装成套设备报价为1.68亿元！
（二）可行性分析
1、技术工艺先进
刨煤机开采技术在理论、技术上已经比较成熟，发达国家使用刨煤机开采的煤炭产量已经占到薄煤层总产量的50％以上。
刨煤机成套开采技术已经成为薄煤层安全、高效、自动化开采的主要发展方向。
比如：
在波兰也大量使用刨煤机。
其技术工艺优势主要表现在以下几个方面
一是与滚筒采煤机工艺相比较，刨煤机自动化程度高，用人少，速度快，更容易实现超长工作面安全高效开采，本质安全程度大大提高，降低了职工劳动强度；
二是与滚筒采煤机相比，刨煤机工艺更容易实现不破坏12层煤底板泥岩，解决该层泥岩进入煤流影响煤质的难题，有利于提高煤质，提高经济效益；
三是操作简便，在工作面顺槽或地面控制室配备人机对话界面，使自动化系统更加灵活，反应迅速。
截深与刨速参数程序控制可任意组合，提高了刨煤机的适应性，并能实现远程自动控制。
2、安全上可靠
一是完全实现了自动化，保证了薄煤层开采条件下的安全、高效；
二是浅截深截割，推溜速度快，液压支架空顶距是采煤机的三分之一，可实现较破碎顶板的开采。
三是不需要操作人员在工作面内跟随设备行走，确保了人员安全。
刨头运行速度快、截深浅，降低了瓦斯的积聚，刨煤时产生的粉尘量比滚筒采煤机小，改善了工作面的作业环境和通风条件。
瓦斯释放量低，是采煤机的十分之一，工作面通风量要求不大。
粉尘量低，是采煤机的五分之一。
3、经济上可行
条件适宜的工作面，与现有滚筒采煤机相比，工作面单产可以实现年产100～200万吨水平，工效可以提高一倍；
解决12层煤底板泥岩进入煤流难题，煤质可以大大提高；
两个方面都有利于提高经济效益。
4、国内铁法煤业集团等企业已经有成功经验
经过多年引进、消化和实践，铁煤集团小青矿刨煤机组开采工艺使用效果良好。
目前小青矿薄煤层全部采用刨煤机工艺，先后引进4套德国刨煤机、运输机，与国产支架配套，一个面年产120万吨，创出了月产14万吨水平。
三一重装公司研发生产的国内首台套刨煤机，在铁法煤业集团晓明矿进行了工业性实验，从目前使用情况看，有自己独到之处，尽管发现不少问题，但试验基本达到预期效果，改进后有望替代德国进口产品。
兄弟单位的经验，降低我们实验推广的风险。
5、枣矿集团有较为可观、适合刨煤机开采的储量
滨湖矿、新安矿12层煤储量约2000万吨，其它矿井0.8-1.0m的煤层储量也较大；
外部绿塘煤矿7层煤可采储量也很可观。
四、滨湖煤矿12层煤刨煤机试验面规划方案
（一）12层煤基本情况
12层煤位于太原组的中部，煤层厚度0.20～1.95m，平均1.24m，煤层倾角3－5°
，12下煤普氏硬度系数f＝1.5，煤厚变异系数为35%，煤层结构较简单，局部含2-3层夹矸，夹矸厚度0.01～0.41m，夹矸有泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩，普氏硬度系数f＝2-3。
煤层直接顶板以泥岩为主，普氏硬度系数f＝3.86，中粒砂岩、细粒砂岩或粉砂岩次之，局部含0.25～0.30m的泥岩伪顶；
底板为八灰，普氏硬度系数f＝13.4，普遍见0.2-0.3米厚泥岩伪底，开采过程中受水影响极易泥化进入煤流，对12层煤质产生极大影响。
普氏硬度系数f＝2-3。
（二）当前开采工艺及设备配套情况
滕北煤田12层煤开采工艺为薄煤层综采，工作面设备配套为MG200/456WD采煤机、SGZ-730/400式刮板输送机、SZB-630/75型转载机、ZY2400/09/20型液压支架；
工作面回采工效24.8t/工，平均单产为6万吨/月。
（三）存在的主要问题
1、自动化程度低，职工跟机作业较为困难，劳动强度大。
2、因煤层薄，采高低，作业空间小，不利于实现超长工作面开采。
3、煤机装煤效果差，易造成面溜上漂，有时需人工清理。
4、12层煤底板普遍有一层0.2-0.3mm泥岩，使用滚筒采煤机割煤，难以保证泥岩不被破坏，大面积破坏、较长时间暴露、受防尘水影响，导致泥化，进入煤流对煤质影响极大。
5、对煤厚变化的适应性差，当煤厚小于1.0米时，受煤机过煤高度，作业空间、装煤效果等因素影响，薄煤层综采的优势很难发挥，具体表现为职工操作困难，工效较低。
6、顶板破碎时，机道端面顶板较难控制，不利于顶板管理。
（四）刨煤机试验工作面规划方案
通过对滨湖矿121、122采区的综合分析，拟在122采区12216工作面作为刨煤机试验首采面，该块段煤层赋存条件相对简单，断层少，较为适合刨煤机组开采。
1、试验工作面基本情况
12216工作面范围内12层煤厚度一般在1.27—1.48m之间，平均1.38m，设计走向长350m，倾斜宽230m，可采储量14.5万吨。
该工作面位于122采区末端，走向长度不长，倾斜长度适中，煤层赋存稳定，构造相对简单、断层少；
同时该工作面系统相对独立，对矿井主采工作面影响小，试验期间能保证矿井生产稳定。
因此，比较适合进行刨煤机开采试验。
2、工作面设备配套方案
以三一重装公司为例，选择BH38/2×
400型刨煤机；
综合考虑埋藏深度、顶板条件、自动化对可靠性要求较高等因素，建议选用ZY4000/08/18D电液阀支架。
滨湖12216刨煤机工作面成套设备，（详见表5）。
3、三一重装公司生产刨煤机成套装备总投资
以面长230m的刨煤机工作面为例，包括工作面支架（149个）、端头支架（5个）、过渡支架（4个）、刨煤机组、运输机、转载机、破碎机、泵站、喷雾泵等装备，三一重装公司总报价为1.68亿元。
五、课题组意见和建议
通过两次调研，多次座谈讨论，结合滨湖矿12层煤实际情况，课题组提出以下意见和建议。
（一）技术工艺优势明显，有试验推广的必要性、可行性。
针对薄煤层开采，特别是1.4m左右的煤层，较滚筒采煤机具有明显优势，代表了薄煤层的主流发展方向，有试验推广的必要性、可行性。
目前，滨湖、新源12层煤厚度、顶板岩性、倾角、断层构造等与前期调研的铁法集团晓明煤矿非常类同。
有望彻底解决12层煤底板泥岩进入煤流影响煤质的难题，大幅度提高煤质，提高经济效益。
（二）建议优先考虑三一重装改进后的产品
德国产品在稳定可靠性方面明显优于三一重装，但考虑到售后服务、技术壁垒和性价比等因素，为降低风险，建议枣矿集团首台套刨煤机成套设备选用三一重装公司的产品，同时要求三一重装方面为枣矿集团试验工作面量身定做，价格上通过商务谈判进一步优惠。
（三）建议集团公司对承担试验任务的矿井给予政策支持。
刨煤机组开采试验是一项技术含量很高的系统工程，初期肯定对矿井产量有较大影响，建议集团公司在政策、资金、人员方面的大力支持，鼓励创新，宽容失败。
（四）高度重视风险因素
综合分析，刨煤机对煤层赋存条件要求较高，在地质条件复杂、断层发育的工作面使用确有一些困难，其技术工艺优势难以发挥，而滕北煤田12层煤地质条件相对复杂，断层较多，且底板为极为坚硬的八层灰岩，对刨煤机工艺影响很大。
该工艺控制系统先进、复杂，自动化程度高，对现场管理及工人操作技能均有较高的要求，试验过程中不确定因素较多。
初期投资较高。
与目前工艺初期投资3000万元相比，1.7亿元投资显然过高。
二〇一一年四月二十九日
附表1德国全自动刨煤机工作面设备配备表
使用地点
名称
规格型号
数量
单位
备注
工
作
面
工作面支架
ZY4800/06/16.5D（Y98）
136
组
国产
端头支架
ZT6200/18/32
4
过渡支架
ZY4800/06/16.5D（Y98TA）
ZY4800/06/16.5D（Y98TB）
2
刨煤机
DBT-98VE5.7N
1
台
德国
运输机
PRT-GH-PF3/822
转载机
SZZ-800/315
破碎机
PCM-160
乳化液泵站
BRW315/31.5
乳化液泵箱
RX-2500
喷雾泵站
BPW320/6.3
喷雾泵泵箱
QX-WS360/30
刨煤机馈电开关
KE-1004
刨煤机负荷开关
运输机馈电开关
KBZ-630
运输机开关
QJZ-4*315
转载机馈电开关
转载机开关
破碎机馈电开关
破碎机闭锁开关
QJZ-400/1140S
照明综保开关
ZBZ-4.0M
乳化泵开关
备用开关
控制台
AST-1
套
电表
DBS8-400
7
附表2三一重装刨煤工作面设备配置
设备名称
400
ZT6200/18/32D
5
架
ZGY5200/12/25.5D
ZGY5200/08/18D
液压支架
ZY5200/08/18D
102
刮板输送机
SGZ-800/800
运
顺
SZZ-800/400
PLM-1800
可伸缩皮带机
SSJ-1000/2×
150
FRB-400/31.5
调度绞车
JD-25
回柱绞车
JH-14
JH-20
回
替棚液压支架
ZT9200-19/35
3
JD-40
边联
水泵
DK25-50×
6
附表3三一重装刨煤机主要技术参数
刨煤机型号
生产能力（t/h）
1000
刨头高度（mm）
800～2045
设计/制造长度（m）
300/250
刨深（mm）
0～120
适应煤层高度（m）
0.8～2
牵引刨链
38×
137-C
连接销破断负荷（KN）
1810
适应煤层倾角（°
）
≤25（6°
设置防滑措施）
刨头减速器
带过载保护行星减速器
装机功率（KW）
2×
刨头减速器速比
15
刨头牵引力（KN）
323
刨链驱动链轮（mm）
6T-38
紧链方式
液压马达低速紧链
牵引链速（m/s）
1.8
刨体型式
单刨头，下链牵引
刨体尺寸（长×
宽×
高）（mm）
2712×
950×
1750
电动机（KW,V,Hz）
400，1140，50，水冷
刨头调整高度范围（mm）
0～250
喷雾方式
自动跟踪刨头
底刨刀垂直方向调整4个位置（mm）
+12，-10，-28，-43
要求顺槽尺寸（宽×
5000×
2600
附表4三一重装刨煤机采煤工艺技术参数
割煤方式
“Z”字型双向穿梭式
进刀段长度（m）
12
刨深
最大
升级会员 