鮑戰(zhàn)軍

（山西焦煤西山煤電東曲煤礦機(jī)電科， 山西　太原　030200）

引言

該煤礦是2005年建成的新型煤礦，主要通過(guò)開(kāi)采雙層的薄煤層來(lái)進(jìn)行取碳。在實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中，為了提高開(kāi)采效率，保證開(kāi)采質(zhì)量，經(jīng)過(guò)多次探討研究，決定在開(kāi)采中選用薄煤層綜采開(kāi)采技術(shù)[1]。

1　首采工作面地質(zhì)條件

在該煤礦的雙層開(kāi)采中，位于下煤層厚度大概在1.25～1.68 m之間，平均為1.53 m，因此下煤層可以稱(chēng)之為薄煤層。此層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，局部有其他礦物雜質(zhì)。上煤層頂部呈現(xiàn)重度灰色，中部有裂縫，內(nèi)部巖石堅(jiān)硬，硬度為9.5，頂層有明顯凹凸，厚度為3.7 m，底部質(zhì)地比較松軟，層次分明，硬度為2.79，厚度為4.9 m，傾斜角度在5°～8°之間，平均為6°。上煤層屬于氣肥煤，屬于特低的磷煤，傾斜面為70 m左右，平均高1.7 m，儲(chǔ)量60 487 t。

2　三機(jī)配套及技術(shù)特征

三機(jī)配套指的就是采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)這三個(gè)機(jī)械設(shè)備的聯(lián)合使用。三機(jī)配套技術(shù)是綜采機(jī)組在開(kāi)采過(guò)程中的重要技術(shù)手段，對(duì)于煤礦開(kāi)采有著十分重要的意義。在薄煤層的開(kāi)采中，三機(jī)配套技術(shù)工程圖如圖1所示。在工程進(jìn)行過(guò)程中，要選擇先進(jìn)前衛(wèi)的機(jī)器來(lái)配合運(yùn)作，以保證施工的高效高產(chǎn)。

1）液壓支架與薄煤層開(kāi)采公司隸屬同一廠家生產(chǎn)，在設(shè)備選擇中，選擇ZY2500-11/21型的兩柱掩護(hù)式，支撐的高度在1～2 m之間，支架的寬度在1.49～1.57 m之間，中心距離長(zhǎng)為2 m左右，工作阻力為2 500 kN，傾斜角度應(yīng)小于35°，最小外形的尺寸為4 300 mm×1 430 mm×790 mm，推溜/拉架力為122/267 kN，操作方式為鄰架控制，支架重量為7.7 t。

2）刮板輸送機(jī)也為同公司旗下生產(chǎn)的機(jī)器設(shè)備，在工程開(kāi)采選擇設(shè)備的環(huán)節(jié)中，應(yīng)選擇型號(hào)為SGB730/318型的刮板輸送機(jī)。其長(zhǎng)度為153 m，輸送量為710 t/h，機(jī)器的功率為3×158 kW，鏈條速度為1.5 m/s，緊鏈方式為閘盤(pán)式緊鏈，牽引方式為齒輪一銷(xiāo)軌式，中間槽孔1 480 mm×750 mm×290 mm，采取鑄焊方式完成其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的施工。

3）在三級(jí)設(shè)備進(jìn)行開(kāi)采中，還要用到橋式轉(zhuǎn)載機(jī)來(lái)進(jìn)行輔助施工。在橋式轉(zhuǎn)載機(jī)的選擇方面，應(yīng)選擇產(chǎn)地為山西忻州，型號(hào)為SZB630/122的設(shè)備。這種設(shè)備在工作時(shí)長(zhǎng)度可以達(dá)到42 m，輸送量可達(dá)705 t/h，工作功率為1×128 kW，刮板鏈速為1.37 m/s，緊鏈的方式同樣是閘盤(pán)緊鏈?zhǔn)剑劭椎拇笮? 680 mm×950 mm×250 mm。

4）采礦機(jī)選擇遼源MG2*72/350BWDI型號(hào)，其生產(chǎn)率為600 t/h，采高在2 m左右，適應(yīng)傾斜角小于30°，適應(yīng)硬度小于3.6，滾筒轉(zhuǎn)速60 r/min[2]。

圖1　薄煤層綜采設(shè)備三機(jī)配套圖

3　工藝參數(shù)優(yōu)化及技術(shù)改造

3.1　工藝參數(shù)確定

3.1.1截深的選擇

在現(xiàn)場(chǎng)勘查中，通過(guò)對(duì)工作地面地質(zhì)情況和設(shè)備的綜合對(duì)比，確定其截深為0.61 m。

3.1.2支架與移架方式

在支架與移架方式的選擇中，選取鄰架順豐的工作流程，并及時(shí)進(jìn)行支護(hù)。在采煤機(jī)截?cái)嘀?，要用支架將頂部支撐起?lái)，再進(jìn)行輸送機(jī)的移動(dòng)。在頂板狀況良好的情況下，可以將移動(dòng)支架和隔架一起操作，保證支架移動(dòng)的速度，滿(mǎn)足采煤機(jī)對(duì)速度的要求。

3.1.3進(jìn)刀及截割方式

在截煤工序進(jìn)行時(shí)，選用端頭斜切的方式進(jìn)行進(jìn)刀，從兩個(gè)方向一同截煤，前面進(jìn)刀截?cái)囗敹嗣禾?，后面進(jìn)刀截?cái)嗟锥嗣禾?。根?jù)工作面的實(shí)際情況，調(diào)整輸送機(jī)的機(jī)頭和機(jī)尾位置，保證截煤效率。

3.2　現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)改造及應(yīng)用

3.2.1采煤機(jī)改造

首次使用時(shí)，煤機(jī)裝煤效果較差，一刀碳往返2次，達(dá)不到裝煤預(yù)期效果，生產(chǎn)效率低。根據(jù)煤層地質(zhì)條件，對(duì)原機(jī)組滾筒進(jìn)行了改造，滾筒直徑由原來(lái)的1 200 mm增加到1 370 mm，改扁形截齒為強(qiáng)力鎬形截齒。

3.2.2推移千斤頂改造

連接器長(zhǎng)度由210 mm改為250 mm，避免了生產(chǎn)過(guò)程中煤機(jī)截前梁不好挑頂?shù)谋锥耍黾恿嗣簷C(jī)的過(guò)機(jī)高度，為實(shí)現(xiàn)快速推進(jìn)創(chuàng)造了條件。

3.2.3輸送機(jī)下滑量的控制

根據(jù)工作面傾角，結(jié)合理論計(jì)算并在實(shí)際生產(chǎn)中觀察得出：煤層傾角小于7°時(shí)，超前量不超過(guò)1～3 m，確保了煤炭順利運(yùn)出。

4　采煤工作面組織管理措施

無(wú)論是在工作準(zhǔn)備階段還是工作投入生產(chǎn)中，都需進(jìn)行以下的工作來(lái)保證工程的合理進(jìn)行。第一，加強(qiáng)技術(shù)人員的培訓(xùn)，規(guī)范操作流程，完善設(shè)備檢查。第二，加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的檢查和監(jiān)管，及時(shí)反饋存在的問(wèn)題，并有效解決[3]。

5　綜采機(jī)組性能分析

在薄煤層的開(kāi)采中，工作條件決定了綜采機(jī)組的實(shí)際投入使用狀況。不同條件下，其結(jié)果也各不相同。因此，工作人員就需對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境加以勘探，細(xì)致的測(cè)量采高、煤厚、底板比壓力等條件，根據(jù)其具體情況選擇設(shè)備和操作方式，保證施工工程的正常運(yùn)作。具體情況如表1所示。

5.1　薄煤層綜采支架

在該煤礦開(kāi)采中投入使用的支架，無(wú)論在工作面頂板支撐方面，還是周期使用方面，都展現(xiàn)了比較好的性能。在支架投入使用時(shí)，支架安全閥能夠正常使用，且支架所支撐的頂梁狀態(tài)保持平穩(wěn)，立柱鍍層沒(méi)有出現(xiàn)脫離現(xiàn)象。

5.2　工作面輸送機(jī)

工作面輸送機(jī)在生產(chǎn)期間保證了安全可靠的運(yùn)行，在與支架配合操作的過(guò)程中，做到了推得遠(yuǎn)，拉的走，各部分密切配合，滿(mǎn)足了工作面的生產(chǎn)需要。

5.3　采煤機(jī)

工作面班組最多截煤達(dá)9刀，原班截煤達(dá)18刀，最高日產(chǎn)達(dá)1 650 t，開(kāi)機(jī)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)13小時(shí)，開(kāi)機(jī)率達(dá)95%，充分體會(huì)了高產(chǎn)高效的性能，如表1所示。

表1　不同條件采煤機(jī)性能分析

6　主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果和適應(yīng)條件

因環(huán)境因素比較優(yōu)越，所以工作面由第一分隊(duì)進(jìn)行安裝，運(yùn)用5天就創(chuàng)造了相對(duì)適和施工的環(huán)境，且工作人員也在比較短的時(shí)間內(nèi)掌握了機(jī)械設(shè)備的操作技能，使工作快速的投入生產(chǎn)，進(jìn)入正常軌道。當(dāng)月23天開(kāi)采了3 000 t煤礦，最高截煤10刀。在5月份的12天中，每天的產(chǎn)量超過(guò)1 720 t，最高日產(chǎn)量高達(dá)1 910 t，提高了薄煤層綜采機(jī)組的新高度。

在這次薄煤層綜合采礦的工作中，發(fā)現(xiàn)這套三級(jí)配備設(shè)備比較適合頂板條件較好，煤層厚度為1.5 m左右，質(zhì)地結(jié)構(gòu)相對(duì)優(yōu)良的工作環(huán)境。因采煤機(jī)設(shè)備質(zhì)地比較薄，截?cái)嗔恳脖容^小，俯采時(shí)裝煤效果較差，在推煤運(yùn)煤的過(guò)程中也比較困難。所以在煤層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、開(kāi)采難度大的工程中比較難發(fā)揮其功效。

7　結(jié)語(yǔ)

這套薄煤層綜采機(jī)組在濱湖煤礦的開(kāi)采中取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，可為其他同類(lèi)薄煤層開(kāi)采提供借鑒。這不僅能夠促進(jìn)同類(lèi)綜采工藝技術(shù)的發(fā)展，還能夠在同等條件下提高開(kāi)采的生產(chǎn)水平，對(duì)于開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展起著推動(dòng)作用。

[1]王思棟，馬全禮，胡修法.薄煤層綜采機(jī)組在濱湖煤礦的實(shí)驗(yàn)研究[J].煤礦機(jī)械，2006，27（6）：953-955.

[2]姜輝，姚永，劉道龍.薄煤層綜采遠(yuǎn)程可視智能化三機(jī)配套設(shè)備的研究與應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（12）：79.

[3]尹艷勇，高名利.“三軟”條件下薄煤綜采工作面三機(jī)配套實(shí)際應(yīng)用淺析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（36）：131.