房柱式采煤重获青睐！NEPEAN Longwall新项目或将颠覆传统采矿模式

房柱式采煤再次成为讨论热点，澳大利亚NEPEAN Longwall公司正在通过一个雄心勃勃、具有创新性的项目向质疑者证明其正确性。据该公司表示，该项目可能引发行业变革，通过提供将长壁采煤和房柱式采煤方法相结合的系统，延长地下矿山开采的寿命。

总部位于澳大利亚的NEPEAN Longwall在长壁采煤设备各方面均有建树，包括铠装工作面输送机、梁式阶段装载机、采煤机、驱动装置、电液控制系统、链刮板输送机、软管、电缆和其他特定组件。

该公司因其优秀的工程能力而享誉全球，该最新项目号称“世界首创”也将名副其实。

“我们与行业其他的主要参与者有所不同，因为我们更大程度上采用了为客户量身定制的解决方案”，NEPEAN Longwall业务发展经理马克·奥图尔告诉国际矿业网（International Mining）。 “我们并不试图保护僵化的供应链，这使我们能够为每位客户设计最佳解决方案。”

NEPEAN Longwall认识到澳大利亚市场正在发生变化，新矿山的审批比以往任何时候都更加困难，投融资受到限制，客户正在寻找成本效益高的解决方案，以最大限度地利用地下储量。

正是新南威尔士州百年煤炭公司（Centennial Coal）的克拉伦斯矿（Clarence mine）及其板岩和支柱提取项目，为NEPEAN Longwall提供了专注于利用现有技术进行创新采矿方法的机会。百年煤炭公司的项目始于克拉伦斯矿工程部经理罗伯特·兰福德提出的概念，NEPEAN Longwall通过新系统将其变为现实。

“如今，澳大利亚涌现出许多新的边界煤柱开采项目，露天开采作业正在寻求进入更深层的储量并转向地下开采，”奥图尔说。“边界煤柱作业可以相当有效地开采资源，但在某些条件下，例如较低煤层的开采中，其开采效率会有所下降。”

另一方面，长壁矿井依赖于盘区布置中煤炭的完全开采。随着盘区被开采，上覆岩层的完全下沉或崩落发生在工作采矿面后面的采空区中。

20世纪90年代末，由于对采矿时顶板行为不可预测性的安全担忧，房柱式开采在很大程度上从澳大利亚矿山消失了。奥图尔说：“在所有矿权上回采煤柱是不可能的，但在可以选择的情况下，我们现在有一个概念，可以为安全采矿提供一个受控区域。”

这种新概念被称为资源开采系统（Resource Extraction System），简称RES。

该系统是长壁技术和房柱式技术的结合体。它使用电动顶板支架来控制采矿区域的顶板，并使用连续采煤机在顶板支架前方采煤。为电动顶板支架供电的设备能够安装在中心巷道中，支架向右侧和左侧延伸。在简单的系统中，可能只需要使用14个顶板支架。

在简单的基于RES的系统中，可能只需要使用14个顶板支架

“在与客户和地质人员的讨论中，有一种观点认为，由于工作面较窄，顶板支架永远不会进入屈服状态，开采可能被视为亚临界状态——不会导致地表塌陷”，该公司表示。

对于采煤工作，采用连续采煤机和梭车。连续采煤机向右破煤，在顶板支架前方切割约12米的距离，在切割过程中，顶梁在切割头后面推进，并将前支柱伸向工作面。连续采煤机从切割处撤回，顶板支架向前推进到工作面。然后重复左侧操作。这样，系统通过两个支柱向前推进，形成采空区。

在某些应用中，可以移除整个煤柱，这对工作面的通风有利；在其他应用中，可以部分移除煤柱，留下残余部分。

该公司表示，与购买新连续采煤机的资本支出相比，该矿场可以通过提高资源产量、最大化现有生产机械的价值来获益。

RES旨在在房柱式环境中安全地移除全部或部分煤柱，操作员和设备在顶板支架顶梁的保护下，以及通过传统长壁顶板支护方法支撑的顶板下作业。

该公司表示，这项受专利保护的系统还为长壁重新定位期间或长壁生产中断期间的连续生产提供了新机会，并具备开采以前被认为是高风险的矿权区域的能力。

“从我们的第一个项目中吸取教训，我们意识到必须改变对电动顶板支护的看法，”奥图尔说。“这不是长壁采煤。应用情况完全不同，操作顶板支护的方法也完全不同。这种认识促使我们开发了结构更轻、液压方式不同、移动速度更快的设备。采用这种方法，顶板支护的成本将低于典型的长壁采煤设备。”

灵活性仍将是这种解决方案的独特卖点，但也有一些固定要求需要考虑。

按照目前的设想，为确保连续采煤机有效作业，需要一种窄头采煤机。采矿作业还必须有适当的通风设备以支持作业。RES的应用最适合地质稳定区域，需要借助具有承重顶梁前支柱和端面撑子的顶板支护。

灵活性来自设备的模块化设计，以及根据待开采区域的大小和固有地质情况定制系统的能力。运行顶板支护、配电、泵和电机、液压油箱、卸压阀和滤清器等设备的装置都安装在一个模块化滑轨上，该滑轨由系统沿巷道向前推进。在系统的其他应用中，这些设备可安装在单轨或集装箱拖车上。

根据盘区布局，可以添加顶板支护以增加宽度，或移除以缩小工作面。

首个项目中融入了先进的技术，从生产之初就计划从地下控制舱进行远程控制。这个控制舱位于工作面数百米外，可控制顶板支护和连续采煤机。项目中还融入摄像头、红外传感器、测斜仪、传感器、Wi-Fi、隔爆屏、气体监测器等。NEPEAN Longwall表示，让操作员留在地下，可以让他们身兼数职，根据需要执行维护和检查工作。

“我们与NEPEAN Conveyors合作，开发该概念的其他应用，”奥图尔说。“使用连续采煤机时，一些煤层无法满足‘端面对端面’的要求，因此我们也有一个基于单臂采煤机的系统，切割能力为500-800吨/小时。”

“如果这些系统可以作为推进工作面运行，那就很有吸引力，因为这消除了成本高昂的巷道开发。工作面从主巷道中延伸出来，然后立即开始采煤。我们目前的项目正在解决推进工作面的清煤、通风和服务需求。这是一个令人兴奋的进展，因为预计的资本支出明显低于需要连续采煤机和连续运输系统的支出。”

他总结道：“我们致力于地下煤炭开采行业已有25年，将这些系统纳入我们的产品组合，使我们能够满足未来25年该行业不断变化的需求。”