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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
美国长壁开采的特点及发展趋势是什么?

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匿名 提出于2021-01-21
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  1. 美国长壁工作面适用的煤田比较集中。三分之二以上的长壁工作面位于北阿巴拉契亚煤田,其余的长壁工作面位于阿拉巴马、伊利诺伊和犹他州。

  2. 地质条件简单。煤层平缓、厚度均匀和埋藏浅,大部分煤层的埋藏深度在640 m以内,且顶板易于垮落。实际开采深度介于61 m~915 m之间,大部分开采深度为101 m~400 m,近些年来开采深度没有什么变化。

  3. 工作面尺寸逐步增大。工作面平均长度从1976年的140 m增加到2019年的360 m。近年来,在没有地质构造或其它条件限制时,尽可能布置大尺寸工作面。历史上工作面长度曾经在2013~2015年间达到503 m,但是2019年的最大长度为482 m。工作面平均推进长度从1976年的1128 m增加到2019年的3659m,2019年最大的推进长度为6860 m。

  4. 以开采中厚煤层为主。所有长壁面都开采水平或近水平煤层,采用单一分层或一次开采煤层全厚。一般情况下,煤层的厚度就是开采高度。大多数工作面的采高为1524~2438 mm,2019年的实际最小采高为1674 mm。

  5. 采用先进的采矿设计和布置。所有长壁工作面都采用多巷布置,有2到4条进风巷(大多数为3条)。巷道形状为矩形,由连续采煤机掘进,锚杆支护。工作面之间的煤柱不再回采。

  6. 设备先进可靠。所有设备都是重型和高可靠性的,个别子系统的可靠性大于90%,甚至接近100%,与行业/制造商建立了密切合作的服务制度。

  7. 工作面安装技术先进。对于一个366 m长的工作面搬家只需要5到7天时间(注:采煤机、刮板机和转载机已经预安装在新工作面的情况下)。整个工作面搬家一般需要2周时间。

  8. 设备冗余,投资大,用人少。为了保证生产接续和高效生产,一般矿井除了支架以外,均会投资一套完整设备和一套没有整装设备,“一采一备”。一套完整的设备(液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机)用于主动生产,另一套没有整装的设备(采煤机、刮板输送机、转载机)预先安装在下一个工作面。一个长壁开采的矿井,包括地面选矿厂的职工人数介于350~600人之间。

  9. 大型化、重型化、自动化是美国长壁工作面发展的基本方向。工作尺寸连续增加,开采设备的重量、尺寸、功率都在增大。进一步提升设备可靠性和生产系统自动化是美国长壁开采的重要发展方向。美国的井下自动化以提高开采效率、研发制约自动化开采的关键装备和提高井下安全、职业健康标准为主要目标。

参考文献:《美国煤炭地下开采与自动化技术进展》

发布于 2021-01-21 10:23
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