緩傾斜極薄開采工作應用爬底板采煤機的技巧

黃忠義

（重慶市開州區(qū)應急救援中心，重慶 405400）

0 前言

應用標準化、通用化以及系列化的采煤設備，能夠有效實現(xiàn)中厚煤層以及厚煤層的開采工作要求。然而，針對極薄煤層或者是夾矸煤層的開采工作存在的局限性問題，影響施工工作質(zhì)量及安全性。在狹小的施工空間中應用爬底板的采煤設備便于施工，提升了設備運用的可靠性，可以適用于各種開采條件和環(huán)境，能夠減少施工工作人員的側(cè)臥操作次數(shù)以及工作強度，保證施工質(zhì)量和施工效率。

1 極薄開采

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展和工業(yè)化進程的不斷加速，市場對于煤炭能源的需求日益增長。而渝東北地區(qū)煤炭資源賦存條件差，均屬于薄煤層或極薄煤層。由于極薄煤層采煤空間受限，綜合機械化采煤設備無法進入作業(yè)區(qū)域，之前大都采用放炮落煤或風鎬落煤等采煤工藝。人工作業(yè)方式不僅單日生產(chǎn)量小，年生產(chǎn)能力無法提升，更主要的是作業(yè)區(qū)域人員多，勞動強度大，人為的不安全隱患難以控制，增大事故發(fā)生的風險性，礦井安全生產(chǎn)基本條件無法得以有效改善[1]。因此，極薄煤層機械化開采技術(shù)勢在必行，該次研究了解到，重慶市中源煤業(yè)集團的筆山煤礦在極薄煤層機械化開采工作方面已經(jīng)取得了階段性的效果，實現(xiàn)提高產(chǎn)能，降低事故風險的目標。

2 該次研究實際工作概況

重慶市中源煤業(yè)集團筆山煤礦基本情況如下，筆山煤礦的機采工作面設置在+650 水平2421 工作面，位于侏羅系下統(tǒng)珍珠沖組K2 煤層，嘗試開采的工作面斜長度為92 m，走向長度為160 m，煤層厚度為0.55 m～0.8 m，平均厚度數(shù)值為0.6 m，傾角的角度范圍為28°～35°，平均傾角的角度為30°[2]。筆山煤礦的煤質(zhì)呈現(xiàn)出優(yōu)良狀態(tài)，其發(fā)熱量超過5 500 kc/㎏，其中含硫量低于0.6%，煤礦的硬度為f＜4；K2煤層屬于低瓦斯煤層，絕對性的瓦斯涌出劑量為0.63 m3/min，其中相對的瓦斯涌出劑量為3.10 m3/t，煤層呈現(xiàn)出煤塵的爆炸性特征，自燃的傾向性等級屬于三級，呈現(xiàn)出不易自燃的煤層特征。實際考察發(fā)現(xiàn)并不存在突出的風險問題，進而可以達成開采工作具體需求。

3 緩傾斜極薄煤層工作面應用爬底板采煤機情況

筆山煤礦屬于優(yōu)質(zhì)的民用和工業(yè)用煤，但是0.55 m～0.8 m的煤層屬于極薄煤層。在開采的初始階段使用風鎬采煤的工藝。參與風鎬落煤過程的施工人員工作進出都存在阻礙，完成落煤后需要施工人員側(cè)臥清潔煤炭。施工人員的工作勞動強度比較大，工作安全性比較低，生產(chǎn)投入的成本相對較高，工作效率低下，且經(jīng)濟收益并不理想，導致開采工作存在制約性[3]。

標準化的采煤流程，配合已成體系的采煤工作流程，采煤設備具有通用化特點，也有助于實現(xiàn)開采厚煤層以及中厚煤層的工作[1]。然而針對極薄煤層的開采工作使用炮采或者是截煤設備工藝進行施工，存在工作空間小的問題，運用體積比較小的設備可以更好地達到應用的功能性要求，并且可以適用于多種復雜情況，實現(xiàn)可靠性的開采要求。該次應用MG100-TP 類型的單滾筒爬底板采煤設備，實現(xiàn)具體開采工作要求。

3.1 MG100-TP型單滾筒爬底板采煤機工作原理及性能

MG100-TP 類型的單滾筒爬底板采煤設備包含電動部分、牽引部分、截裝部分、底托板、導向，以及防塵等零部件的組合。采取單滾筒的固定方式，使用錨鏈進行牽引，沿著煤層傾斜爬底板進行穿梭狀態(tài)的割煤，煤通過螺旋滾筒進入到裝煤部分，裝煤部分運轉(zhuǎn)到工作面的運輸設備當中。電動設備屬于兩端的偏心出軸，實現(xiàn)傳動牽引部分和截裝部分的運作。設備呈現(xiàn)出明顯特征。1）設備機身能夠爬在底板上，對于運輸?shù)裙ぷ饕笙鄬^低，運營的成本費用也不高。2）設備本身能夠裝載煤，實現(xiàn)割煤、裝煤同步進行。3）電動設備的運作功率比較高。4）設備使用液壓傳動，運用錨鏈進行牽引，實現(xiàn)無極調(diào)速。5）設備本身屬于我國最薄的型號。6）設備有補液回路，可以實現(xiàn)熱交換，回鏈敲缸的保護，以及過載的保護回路。一旦出現(xiàn)過載現(xiàn)象能夠?qū)崿F(xiàn)截裝的轉(zhuǎn)動與終止操作。7）設備可以接受遙控操作，保證施工司機工作安全。

使用于緩傾斜長壁回采工作面的爬底板單滾筒采煤機。它用于厚度為0.48 m ～0.9 m，頂板中等穩(wěn)定，煤質(zhì)中硬（f=2 ～3），傾角小于35°的煤層，根據(jù)客戶要求最大傾角可達45°。當傾角大于18°時，機器要設防滑裝置。它可在普采工作面中與刮板輸送機，單體液壓支柱配套使用。

3.2 MG100—TP（YRG5遙控型）技術(shù)參數(shù)

MG100—TP（YRG5 遙控型）技術(shù)參數(shù)如下。1）采高：480 mm～900 mm。2）傾角：＜35。3）煤層硬度：≤3f。4）生產(chǎn)能力：75 t/h ～100 t/h。5）機身長：4 525 mm（底船著地長）。6）機身高：350 mm（局部高395）。7）機身寬：910 mm（不包括牽引鏈輪及滾筒大軸）。8）配套輸送機型號：SGD420/22 或SGB420/30。9）機面高度：370 mm （含底托板20）。10）輸出功率：100 kW。11）電壓等級：660 V。12）總裝機功率：100 kW。13）滾筒大軸轉(zhuǎn)速：111 r/min。14）下切深度：10 mm～20 mm。15）滾筒直徑：480 mm～900 mm。16）截割深度：800 mm～650 mm。17）牽引方式：液壓錨鏈牽引。18）鏈條規(guī)格：ф18×64mm。19）牽引速度：0～4 m/min。20）牽引力：160 kN。21）支護形式：單體液壓支柱。22）降塵方式：內(nèi)、外噴霧。23）采煤機重量7 300 kg。

3.3 主要采煤工藝

根據(jù)重慶市中源煤業(yè)集團筆山煤礦有限公司開展工作的實際情況進行觀察與分析，了解到主要的采煤工藝特征如下。首先，落煤方式：由原來的風鎬落煤改造成MG100—TP（YRG5 遙控）型極薄煤層單滾筒爬底板采煤機，切深0.8 m。項目應用MG100-TP（YRG5 遙控型號）的實際技術(shù)。其次，在運輸方面的工藝設計詳情如下，工作面煤炭運輸采用SGD420/22 型雙鏈刮板輸送機，2421 運輸平巷及斜巷均采用SGD420/22 型雙鏈刮板輸送機運輸；再者，進行工作面支護，主要施工工藝設計采用DW08-300/80X 支柱配DJB-800 型金屬頂梁，“三·五” 排控頂，排距0.8 m，柱距1 m，采空區(qū)一側(cè)密集支柱切頂[6]。

3.4 存在問題及改進方法與效果

筆山煤礦在MG100-TP 型單滾筒爬底板采煤機使用過程中存在的主要問題是頂板破碎，垮落嚴重，頂板支護工序繁瑣，推進度慢，建議采取以下措施。1）加強現(xiàn)場安全監(jiān)管，做到安全管理人員跟班作業(yè)。2）發(fā)現(xiàn)冒頂跡象立即停機進行頂板支護，減少頂板懸空的時間。3）遇到頂板破碎嚴重地段，采取單體液壓支柱+錨網(wǎng)支護方式。4）加快零部件與割煤機的替換頻率。5）操作司機靠行人道跟機操作。保證作業(yè)人員和設備的安全，提高工作效率。

4 使用效果

在緩傾斜極薄的煤層應用爬底板的采煤設備呈現(xiàn)出良好的開采工作效果，可以有效地節(jié)約主要材料的消耗情況，尤其可以很大程度地減少作業(yè)人員數(shù)量。除此之外，應用爬底板的采煤設備還可以有效地降低施工工人的工作強度，節(jié)約生產(chǎn)流程工序，降低施工工人匍匐的工作量。采取爬底板的采煤設備能夠獲得更為良好的煤炭質(zhì)量，降低了矸石的開采量，同時能夠優(yōu)化施工的環(huán)境，提升生產(chǎn)工作的安全性，有助于開采工作的順利進行，能夠保證及時實現(xiàn)支護等工作細節(jié)要求。采取爬底板的采煤設備可以有效提高開采工作效率，實現(xiàn)瓦斯范疇內(nèi)的治理工作效果。筆山煤礦開采工作進行過程當中，獲得了良好的開采工作效果，實現(xiàn)節(jié)能增效，安全生產(chǎn)的目標。

該次研究針對開采工作實際情況進行研究，采用專業(yè)設備達成研究目標，了解設備運用的特征有8 點。1）該機采用“三股道”的采煤工作方式，全機身爬在底板上，對運輸、支護等配套設備的要求不高。以該機為主組成的普通機械設備費用較低。2）該機本身有裝煤機構(gòu)。由螺旋滾筒從煤壁上切割下的煤，通過裝煤機構(gòu)轉(zhuǎn)載到工作面輸送機上，裝煤效果良好。3）電動機功率大，機身強度好，能切割較硬的和帶有薄層夾矸的煤層。4）機身短、機身的厚度是國內(nèi)生產(chǎn)的同功率采煤機中最薄的，采高也是最低的。5）操縱手把，按鈕集中，便于操作。6）牽引力大，液壓牽引系統(tǒng)可靠、液壓元件性能好，易于更換。7）設有外噴霧裝置，滅塵效果好。8）整個機器性能好，結(jié)構(gòu)簡單可靠，易于維護保養(yǎng)，特別適合在中小型煤礦使用。

5 結(jié)論

煤炭開采工作存在比較大的風險性，實際開采工作強度也非常高，傳統(tǒng)的設備應用呈現(xiàn)出的開采質(zhì)量也存在一定局限性。針對煤礦開采工作的實際環(huán)境和實際需求，選擇適合的設備，并進行開采工作，能夠滿足開采工作的改革與優(yōu)化目標。