小河嘴煤礦高效薄煤層成套裝備應(yīng)用研究

劉小強(qiáng)　霍人中　張世源　張成茂

【摘要】達(dá)竹公司0.8m及以下的煤層儲(chǔ)量占60%左右，0.8m—1.3m的煤層儲(chǔ)量占20%左右。煤層開采難度大、采出率低、資源浪費(fèi)嚴(yán)重。針對(duì)這一難題。達(dá)竹公司突破了薄煤層工作面空間的限制，在空間狹?。ú筛?.9m以下）的條件下實(shí)現(xiàn)了綜采設(shè)備的空間與能力配套，保證了過煤、過機(jī)和過人空間，實(shí)現(xiàn)了裝備的設(shè)計(jì)和改進(jìn)等關(guān)鍵技術(shù)。提高了同類煤層開采的工效和生產(chǎn)效率，降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了安全高效生產(chǎn)，有廣闊的推廣應(yīng)用前景，其經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益明顯。

【關(guān)鍵詞】薄煤層；高效；成套；綜采設(shè)備

從達(dá)竹礦區(qū)的情況看，0.8m及以下的煤層儲(chǔ)量占60%左右，一直是各礦的主采煤層。針對(duì)現(xiàn)階段薄煤層機(jī)械化開采現(xiàn)狀，達(dá)竹煤電集團(tuán)公司聯(lián)合山東礦機(jī)集團(tuán)、遼源煤機(jī)廠開發(fā)了高效薄煤層綜合機(jī)械化開采技術(shù)。

該套裝備可實(shí)現(xiàn)采高0.9m以下薄煤層綜合機(jī)械化開采，月產(chǎn)2萬噸的最低綜采指標(biāo)，設(shè)備開機(jī)率達(dá)到85%以上。在滿足設(shè)備使用功能的前提下，配套設(shè)備機(jī)面高度≯550mm；過煤高度≮250mm；過機(jī)空間≮200mm；在最小采高狀態(tài)人行空間高度達(dá)到550mm、寬度達(dá)到800mm。

薄煤層高效機(jī)械化開采成套技術(shù)與裝備研發(fā)項(xiàng)目成功，實(shí)現(xiàn)薄煤層的安全高效開采。填補(bǔ)薄煤層綜采設(shè)備制造的多項(xiàng)空白，實(shí)現(xiàn)整個(gè)煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

1、高效薄煤層成套裝備應(yīng)用研究的主要技術(shù)難題

薄煤層綜采要達(dá)到較為理想的效果、推進(jìn)度、安全保障度、工人勞動(dòng)強(qiáng)度、地質(zhì)條件適應(yīng)性要達(dá)到中厚煤層綜采的水平，就必須達(dá)到大功率、高強(qiáng)度、能夠雙向割煤等技術(shù)要求，而要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，主要是要解決好薄煤層由于空間狹小帶來的三大技術(shù)難題：

1.2“三機(jī)”配套難

薄煤層工作面高度0.9m以下，受礦壓影響，空間進(jìn)一步縮小，遇斷層、煤層厚度變化等地質(zhì)條件時(shí)，通常無法像中厚煤層那樣采用調(diào)整采高等方式處理，只能割巖石強(qiáng)行通過，割巖量往往超過中厚煤層，所以雖然煤層薄、空間狹小，但是機(jī)組功率卻要求大；同時(shí)，要求機(jī)面高度盡量低，以適應(yīng)薄煤層采高；要求過煤空間大，否則反向割煤時(shí)，煤炭不能順利從采煤機(jī)機(jī)身下通過，會(huì)導(dǎo)致無法雙向割煤。狹小空間內(nèi)，機(jī)組功率大、機(jī)面高度低、過煤空間大三者之間的矛盾十分突出。

此外，薄煤層工作面“三機(jī)”難以形成有機(jī)整體，采煤機(jī)的平衡導(dǎo)向等問題無法很好地解決，機(jī)組穩(wěn)定性和可靠性差，容易跑偏、飄刀啃底。

1.3發(fā)揮機(jī)械化裝備作用難

薄煤層由于工作面變矮，即使實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，采用傳統(tǒng)的工藝技術(shù)，破煤、裝煤、運(yùn)煤、頂板支護(hù)等各生產(chǎn)工序均難以發(fā)揮機(jī)械化裝備的作用.不能伏到安全和高效的目的

1.4上下出口段實(shí)現(xiàn)機(jī)械化開采難

薄煤層工作面上下出口段（約占總長(zhǎng)度的15-30%）由于機(jī)頭、機(jī)尾架高度影響，過機(jī)高度不夠，難以實(shí)現(xiàn)用采煤機(jī)割煤

2、高效薄煤層成套裝備應(yīng)用研究工業(yè)性試驗(yàn)

2.1試驗(yàn)工作面生產(chǎn)地質(zhì)條件

達(dá)竹公司小河嘴煤礦4026（21）采煤工作面作為高效薄煤層成套裝備應(yīng)用研究的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)場(chǎng)地，它位于402采區(qū)南翼最后一個(gè)階段中的一個(gè)工作面，工作面煤厚0.66～1.10m，平均0.83m，傾角240～320，平均280，走向長(zhǎng)度505m，平均傾斜長(zhǎng)度105m，可采儲(chǔ)量5.9萬噸。直接頂為灰色砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖，局部偽頂為泥巖，巖性較軟，易破碎和垮落，21煤層與22煤層間距一般為2.7-3.5米。

2.2采煤工藝

工作面一次采全高，當(dāng)煤層厚度達(dá)不到最低厚度開采高度時(shí)，采煤機(jī)截割底板通過?；夭芍饕ば?yàn)椋焊蠲?、推溜、移架、端頭維護(hù)、設(shè)備維護(hù)、開缺口等。工藝流程為：割煤→移架→推移刮板輸送機(jī)。

2.3工作面設(shè)備配套

2.4勞動(dòng)組織

為了加強(qiáng)設(shè)備檢修，確保設(shè)備完好，用一個(gè)班子進(jìn)行設(shè)備檢修采用“兩采一準(zhǔn)”作業(yè)方式

3、高效薄煤層成套裝備應(yīng)用研究工業(yè)性試驗(yàn)效果

通過在達(dá)竹煤電（集團(tuán)）公司小河嘴煤礦4026（21）工作面實(shí)施薄煤層高效機(jī)械化采煤，成效明顯。

3.1取得的關(guān)鍵技術(shù)

3.1.1該套裝備可實(shí)現(xiàn)采高0.9m以下薄煤層綜合機(jī)械化開采，月產(chǎn)2萬噸的最低綜采指標(biāo)，設(shè)備開機(jī)率達(dá)到85%以上。

3.1.2配套設(shè)備機(jī)面高度523mm，過煤高度275mm，人行空間高度≥550mm、寬度≥800mm，過機(jī)空間≥120mm推溜狀態(tài)）。

3.2項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

3.2.1爬底板采煤機(jī)煤壁側(cè)齒條式無鏈牽引裝置，有效壓縮采煤設(shè)備的高度，同時(shí)滿足采煤工作的需要，提高采煤的工作效率。

3.2.2行走齒輪與齒軌相互相配合，以作為采煤機(jī)的行走驅(qū)動(dòng)，并且將驅(qū)動(dòng)端設(shè)置在采煤機(jī)側(cè)，取消了以往采煤機(jī)橫跨在刮板輸送機(jī)上的過軸，增加了過煤的空間。

3.2.3控制方式采用電液先導(dǎo)控制，平均移架速度9s/架，移架操作方便。

4、結(jié)論

該配套設(shè)備裝備的綜采工作面與相同條件下炮采工作面相比，年生產(chǎn)能力可提高1.27倍，效率提高3.68倍，噸煤成本可下降46.07元，年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益近1億元。

與此類推，對(duì)于達(dá)竹煤電公司如果每個(gè)礦裝備一個(gè)薄煤層綜采工作面生產(chǎn)，則薄煤層年產(chǎn)量可達(dá)120萬噸，年增加效益5.4億元。對(duì)于四川、重慶而言，大多數(shù)礦區(qū)煤層賦存條件和達(dá)竹礦區(qū)相似，由此可見其經(jīng)濟(jì)效益十分巨大。

參考文獻(xiàn)

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