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附录一

长壁采矿方法在煤炭工业的的重要性

赛巴斯蒂安.特洛伊&斯图尔特.文森特

长壁采矿方法技术在二十世纪六十年代早期内进入美国，用在沥青的开采矿。

这些技术逐渐地推广在二十世纪七十年代期间。

在1983，长壁采矿方法在山顶矿井应用的调查,在美国的79个煤矿中共有118个生产的长壁工作面。

从1984年开始，长壁工作面的应用开始减少。

在二十世纪八十年代早期之前,长壁工作面进入存在矿井地面区划之后进行改进。

他们认为是一些煤矿或区段的工作单位。

在一些例证中，在一种单位变化基础方面的长壁工作面生产只是连续的采矿方法单位。

长壁采矿方法盛行的时期在二十世纪八十年代期间进一步发展。

煤矿开始应用长壁工作面来开采。

连续的采矿方法只用在一个工作面中,长壁工作面增加了煤的产出量。

这一现象当时没接受，在二十世纪九十年代早期,连续采矿方法因为长壁采矿方法发展需求而少应用,除了一些中央的阿帕拉契山脉地区还在使用以外,快要从美国工业消失。

新的开采方法的发展呈现强烈的趋势，长壁工作面操作最出名地以外墙在二十世纪八十年代早期内开始—矿井在匹兹堡缝合线中。

最好例子它的时间盛行的长壁采矿方法矿井操作，设计是最大的和最能生产的长壁采矿方法之一在国家中开采。

它成功超过所有的期待。

开采来自这一个时期的设计在,之所以使用长壁开采法安装,在附近集中焦点在矿井设计长壁工作面操作。

系统内各部分按规定尺寸制作适应长壁开采法生产。

典型的长壁开采法仪器表现超过了期待，而且矿井系统内各部分充分的利用时间。

长壁采煤法在地下开采煤矿生产中占较高的百分比的。

在1980年，依照约翰T.博伊德公司的估计，长壁采煤法生产在美国占有20%地下的生产。

2000年之前，长壁采煤在美国的地下的生产超过一半的比例。

在2004年，对长壁采矿的应用调查是52%的总计地下的生产。

虽然长壁开采法矿井生产已经自从1998年以后是本质上平坦，但是连续的采矿方法生产自从1997以后已经衰退22%。

（图一）

平均的生产开采使用长壁开采法技术已经与长壁开采法生产的全部生长平行。

在2004的时候它增加到3.8Mt，

图一

从二十世纪八十年代到二十世纪九十年代,生产力在美国煤采矿操作戏剧地成长。

采矿操作经历相似的趋势在所有的类型,不顾的采矿方法矿井大小或操作技术。

生产力增益多种操作的，科技的和财政的因素驱使了:

1.有利的生意环境以竞争的力量和成熟的,富有经验的劳动力的安定联合。

2.仪器和系统内各部分的投资。

3.有效的管理,将预备品的制造时间表和最佳化了。

4.制造操作的集中。

5.比较不能生产操作的终止,提高了平均生产力剩余的开采。

6.增加百分比的长壁采矿方法生产。

7.预定的操作时间的最大值。

长壁开采法矿井生产力回采效率,自从1980年以后已经经过一些时期.趋势是矿井生产力在下列各项图解中显示的美国地下。

从1980年到1992年，长壁开采法矿井生产力接近了连续的采矿方法生产力。

这在那时支援了长壁工作面产生区段的连续采矿煤之中的老套产生的区段。

开始在1993年，长壁开采法矿井从在方法之间的连续采矿生产力趋势线和分歧些微地分歧的生产力增加。

改良长壁开采法矿井生产力的趋势在1990年代期间加速。

连续的采矿方法矿井生产力是逐渐增加的但是长壁开采法开采正在以较高的比率改良生产力。

2000年之前，长壁开采法矿井生产力比连续的采矿方法矿井生产力高40%或1.45t/工时。

自从2000以后，长壁开采法矿井生产力已经有些跌落。

这与连续的采矿方法生产力的相似衰微平行了而且断掉在20年的时期期间从1980年到2000年出现.（图二）

图二

长壁开采法矿井生产力区域改变。

然而,西方区域的生产力比美国东部的和中西部更加比较高。

长壁开采法开采的西方人的较高生产力是高的能力应用的技术结果长壁开采法齿轮,和支援高的能力输送带系统。

这做采取比较厚的西方煤的最大利益需要在售卖前的简直没有清洁的缝合线。

自从2001年以后,长壁开采法东方人的生产力和美国区域西部已经些微地将衰退变平而且。

为提高长壁开采法矿井生产力的效果有一些解释。

在二十世纪八年代到九十年代期间支援在地下的生产力方面的提高大部份因素已经开课他们的课程。

他们不可能是重复或其它的广大未来。

举例来说,落实“困境变化”或广大的变化长度,提高地下的生产力20%到35%在二十世纪八十年代到九十年代期间。

既然这是常见的工业做法,没有能力未来重复这一个增益。

其他的解释自从2000以后为提高的效果包括:

1.系统内各部分限制。

虽然长壁开采法仪器能生产的能力改良,升级要处理较高的矿井，表现工作面系统内各部分是时常困难的或不可能。

如一些开采可能在他们的能生产的到期能力的实际界限操作到系统内各部分限制,虽然那里是用比较高的操作速度和可变的速度液体耦合器提高输送带表现的机会。

2.提高的效果反映那很多成熟的，由于扩张系统内各部分需要开采从他们的主要表面的煤促进操作的设备和通路点。

。

3.已经有很少的新长壁采矿方法在最后五年期间开采建造代替耗尽开采。

典型地，新的长壁采矿方法开采已经最近的长壁采矿方法技术和较高的能力系统内各部分系统比较可比较的资深者对他们的有限制的大小开采并且降低劳动力量到期的需求。

4.确定的开采已经经历比较不有利采矿情况。

而且预备品质量正在减少,尤其在中央的阿帕拉契山区。

5.提高生产力也可能指出减少在长壁开采法上的材料科技的进步。

长壁工作面技术的发展有也肯定地影响地下的生产和安全趋势。

长壁开采法采矿藉着它的自然比连续的采矿方法更安全。

而且长壁开采法安全表现在时间以来开采以失去-时间意外事件的频率口吻改良。

自从1988以后，长壁开采法开采已经减少失去-时间意外事件的影响之方式60%。

意外事件严重率也已经衰退但是已经自从1996以后是通常平坦的。

长壁工作面的发展

长壁开采法生产的一个主要的因素得到，而且操作的效率进步已经是比较大的长壁采矿方法顶板的进化。

在二十世纪八十年代中期，有有180m的宽度和1,525m的长度长壁采矿方法顶板不是不寻常的。

今天可能有320m的宽度和有3,350m的长度典型的长壁采矿方法顶板。

长壁开采法大小的增加顶板在时间以来已经顺利地挤入长壁采矿方法生产力。

长壁开采法顶板大小让长壁开采法顶板吨位的比变成连续的采矿方法发展需求。

用相同的缝合线特性比较1990年平均顶板和典型的2005年顶板,连续的采矿方法发展吨位的比长壁工作面顶板吨位衰微至少35%和可能地多,仰赖预备品结构要嵌镶板吨位的贵和耗时的发展需求的比这减少为设计最大的可能顶板保持一个强壮的原理以可能与可得的技术和采矿练习一起开采。

同样地，较大的顶板已经增加每一长壁工作面移动开采的吨位,虽然长壁开采法数字工作面在一个特定的时期上方移动没有多衰退预定长壁工作面工作面和系统内各部分进步。

较大的顶板典型地开采当很快地而且由于较高的生产率之时比较年长的,比较小的顶板。

然而,减退贵的和非生产性的长壁工作面移动也是较大的顶板一个主要驾驶者。

在1990年平均顶板的例子和2005年典型的顶板中，2005年长壁开采法顶板吨位会比1990年顶板吨位更棒三倍,假定相同的缝合线特性。

这暗示长壁开采法移动费用在一种单位费用基础上因此减少。

（图三）

图三

这些在长壁开采法顶板结构方面的改变主要地发生如仪器变得更健康和更可靠的工作面。

向较大的顶板趋势。

长壁开采法顶板457m宽的而且接近4,572m为立即的未来计画在至少一矿井。

为通风计划有这些尺寸姿势操作的挑战煤壁顶板,修剪而且举行载入程序中间的-顶板变化出自,输送带和力量系统,可能包含5.4Mt。

其他的主修科目长壁工作面特性在过去20年以来已经进展包括:

1.相对电压。

长壁工作面电压已经从到2,300V的1,000V到4,160V促进而且根据传说促进到7,200V支援电力需求,尤其为较高的工作面运送装置马达马力。

2.保护宽度。

挡板宽度已经从1.5增长到1.75m。

而且2m挡板安装正在开始发生。

3.减低了深度。

切深度藉着对965mm的平均大约254mm现在有增加。

最深的切是1,065mm。

4.面对运送装置宽度。

工作面运送装置宽度已经与对1,015mm的平均也逐渐增加的254mm减低深度的增加平行。

最宽的运送装置是1,345mm。

视野经过长壁工作面发展的继续进化为长壁开采法附加的进步矿井生产力混合。

长壁工作面仪器将会以能力前进和机械。

工业的记录在过去20年期间是清楚的在这点上。

曾经较宽的顶板将会有积极的生产力冲击。

然而，工业以顶板涂上胶水可能接近实际的极限，而且长壁工作面的一些方面操作的特征,像是挡板宽度,减低了深度而且面对运送装置宽度。

除了匹兹堡缝合线预备品以外和一些预备品中西部的,比较长的顶板区段长度地质的情况，财产边界或预先排除最新颖的庞大顶板的天然特征强迫。

如此的生产力和效率推进以致于比较大的长壁采矿方法顶板负担可能平飞。

有不确定有关是否长壁开采法齿轮将会够健康来经得起较甚至比较长的工作面长度和适宜产生的力量事在以在之中缝合线采矿情况开采。

一般预期较宽的顶板设计将会导致较2m的挡板安装。

但是看来当很多的和底板一样多的和用力拖拉道路将会宽容的时候,2m的挡板重量和大小可能是。

另外的不确定是挡板的数字以可能捆一起而且有效地操作。

有一个界限到一个工作面可能是而且仍然是实际的多久，其他的长工作面议题包括工作面管理而且面对在顶板完成后的恢复。

当较长的工作面除去门发展的时候,一个较长的工作面将会有较低的休息寓所率。

要很快地前进远离不利的地板及盖屋顶情况的能力是德行以不能够作过高的评价。

除去人类的操作员谎言的动力不如此多在改良面对表现如工业的持续不断的探索自动化可能自动化,藉此曾经解救较贵的劳动费用的东西。

附加地,减少长壁开采法上的人类出现面对住址继续的健康和为灰尘，噪音和其他的危险安全关心。

长壁开采法自动化已经稳定地促进,特别地由于修剪在周期中前进挡板的开始出现由于那修剪切程序。

自动化那也修剪操作已经促进。

但是它没有扼要前进哪里一修剪为在变化长度上的广大时期—可能在自动的控制上留下,举例来说。

甚至在从人类的操作员的观点认为公平一致的采矿情况中,有充份的变化引起一面长壁工作面在时段以来迷路。

在比较不一致采矿情况中，一面无随员的长壁工作面很快地可以陷入失去的缝合线的问题地平线。

从博伊德的远景，很有可能地,使用的长壁工作面自动化技术修剪切断将会对工作面正在机器人的控制之下为它的大部分操作时间的点改良。

当要完成这一件工作的体格是至少10年之久的时候。

当由于比较不有利情况的预备品开发的时候,工作将会在时间以来做更困难。

附录二

Importanceoflongwallminingtothecoalindustry

Sebastian.troy&Stewart.Vincent

LongwallminingtechniqueswereintroducedintoU.S.bituminouscoalminingoperationsintheearly1960s.Thesetechniquesweregraduallyadoptedbymanyminesduringthe1970s.By1983,consideredtobethepeakofthelongwallminecensus,therewere118activelongwallfacesin79coalminesthroughouttheUnitedStates.Beginningin1984,longwallfacesbeganadeclineinnumbersthathascontinuedtothepresentday.

Beforetheearly1980s,longwallfaceswereretrofittedintoexistingminelayouts.Theywereconsideredasoneunitinacomplementofseveralcoalproductionunitsorsections.Insomeinstances,longwallfaceoutputonaunitshiftbasiswasonlyafactoroftwoorthreetimesthatattainedbyacontinuousminingunit.

Theconceptofdedicatedlongwallminesevolvedduringthe1980s.Asinglelongwallfacebegantobetheengineofcoalproduction.Continuousminingunitswereusedonlyinasupportingrole,producingcoalasaconsequenceofdevelopmentforthelongwallfaces.Thisconceptdidnottakeoverimmediately.Butbytheearly1990s,continuousminingproductionexclusiveoflongwalldevelopmentrequirementswasdiminishedand,exceptforsomeCentralAppalachianapplications,haddisappearedfromtheU.S.industry.

Developmentofnewminesdedicatedtolongwalloperationsbeganintheearly1980s—mostfamouslywiththeBaileyMineinthePittsburghSeam.Thebestexampleforitstimeofdedicatedlongwallmineoperations,Baileywasdesignedtobeoneofthelargestandmostproductivelongwallminesinthecountry.Itsucceededbeyondallexpectations.

Minedesignsfromthisperiodon,usinglongwallinstallations,focusedtheminedesignaroundlongwallfaceoperations.Infrastructurewassizedtoaccommodateanticipatedlongwalloutput.Typically,however,longwallequipmentperformanceexceededexpectationsandmineinfrastructureprovedinadequateovertime.

Despitethis,longwallcoalmineoutputcontinuedtoaccountforincreasinglyhigherpercentagesofoverallundergroundoutput.In1980,accordingtoestimatesbyJohnT.BoydCo.,longwallmineoutputwas20percentoftheU.S.undergroundoutput.By2000,longwallminesproducedmorethanhalfoftheU.S.undergroundoutput.And,in2004,longwallmineswere52percentoftotalundergroundoutputdespitealowerlongwallfacecensus.Althoughlongwallmineoutputhasbeenessentiallyflatsince1998,continuousminingoutputhasdeclinedby22percentsince1997（Fig.1）.

Theaverageoutputofminesusinglongwalltechniqueshasparalleledtheoverallgrowthoflongwalloutput.Ithasincreasedto3.8Mtduring2004from910ktin1980（Fig.2）.

Throughoutthe1980sand1990s,productivityatU.S.coalminingoperationsgrewdramatically.Similartrendswereexperiencedatalltypesofminingoperations,irrespectiveofminingmethodminesizeoroperatingtechniques.Productivitygainsweredrivenbyavarietyofoperational,technologicalandfinancialfactors:

1.Favorablebusinessenvironmentcombinedwithcompetitiveforcesandthestabilityofmature,experiencedworkforce.

2.Investmentinequipmentandinfrastructure.

3.Effectiveminemanagement,optimizedproductionschedulesand“high-grading”ofreserves.

4.Concentrationofproductionoperations.

5.Closureoflessproductiveoperations,whichraisedthe“average”productivityofremainingmines.

6.Increasedpercentageoflongwalloutput.

7.Maximizingofscheduledoperatingtime.

Longwallmineproductivity,asmeasuredbyreportedtonsperemployee-hour,hasgonethroughseveralphasessince1980.TrendsisU.S.undergroundmineproductivityareshowninthefollowingchart.From1980to1992,longwallmineproductivityapproximatedcontinuousminingproductivity.Thissupportedtheviewatthetimethatthelongwallfacewasjustanotherproducingsectionamongthecontinuousminingcoalproducingsections.

Beginningin1993,longwallmineproductivitydivergedslightlyfromthecontinuousminingproductivitytrendlineandthedivergencebetweenthemethodscontinuedtoincrease.Thetrendofimprovinglongwallmineproductivityacceleratedduringthe1990s.Continuousminingmineproductivitywasincreasingbutlongwallmineswereimprovingproductivityathigherrates.

By2000,longwallmineproductivitywas40percentor1.45t/employeehourhigherthancontinuousminingmineproductivity.Since2000,longwallmineproductivityhasfallenslightly.Thisparalleledasimilardeclineincontinuousminingproductivityandbrokeariseduringthe20-yearperiodfrom1980to2000。

Longwallmineproductivityvariesbyregion.However,productivityintheWesternregionismuchhigherthanthatoftheeasternU.S.andMidwest.Itwasmorethandoubleduring2004,4.03versus8.41t/employeehour.

Thehigherproductivityofwesternlongwallminesisaconsequenceofappliedtechnologyforhighcapacitylongwallgear,aswellassupportinghighcapacitybeltconveyorsystems.ThiswasdonetotakemaximumadvantageofthethickerWesterncoalseamsthatrequirelittleornocleaningbeforesale.Since2001,longwall