薄煤層綜采技術(shù)在潘二煤礦的實(shí)踐與認(rèn)識

摘要:潘二煤礦的5槽煤薄煤層，作為保護(hù)層開采，煤厚1.1米，地質(zhì)條件復(fù)雜，構(gòu)造發(fā)育較多。正確選擇正確的采煤工藝和生產(chǎn)設(shè)備是確保薄煤層順利回采的重要前提條件，不僅對薄煤層進(jìn)行了開采，而且解放了被保護(hù)層4槽煤。薄煤層綜采工作面12125工作面的順利回采證明了采煤工藝及設(shè)備選擇的正確性。

關(guān)鍵詞:薄煤層 綜采工作面 設(shè)備配套

1 薄煤層綜采技術(shù)概述

1.1 概述 薄煤層開采存在工作面作業(yè)空間狹窄、工人勞動強(qiáng)度大等難題，最主要是地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層多，礦壓大的情況下，薄煤層開采的效益很低，但是從長遠(yuǎn)看做為保護(hù)層開采，被保護(hù)層的效益將是非常可觀、明顯的。

1.2 三機(jī)選型及配套原則

1.2.1 按照煤層賦存條件和生產(chǎn)條件，合理配套綜采設(shè)備，提高設(shè)備對煤層的適應(yīng)性。

1.2.2 選擇成熟合理的設(shè)備，充分發(fā)揮設(shè)備的綜合潛力，滿足最低綜采指標(biāo)的要求。

1.2.3 設(shè)備選型配套能力要適當(dāng)留有余地，以便有利于進(jìn)一步提高生產(chǎn)能力。

2 地質(zhì)概況

淮南礦業(yè)集團(tuán)潘二煤礦12125工作面位于-400m水平，地面標(biāo)高+20m，工作面標(biāo)高-358m～-410m，12125工作面走向長565m，工作面傾斜長157m，煤層平均傾角7°，煤層平均厚度1.1 m，工作面地質(zhì)條件復(fù)雜，大小斷層工作7條，落差在0.6m～6m之間，其中影響較大的斷層Fx5:H=4.0m;F203:H=4.0～6.0m。

3 綜采工作面設(shè)備選型

3.1 支架選型 潘二煤礦在12125工作面開采之前，薄煤層綜采技術(shù)仍然是一個空白，但是在中厚煤層綜采方面積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，潘二煤礦大膽嘗試，積極學(xué)習(xí)新技術(shù)、新工藝，根據(jù)12125工作面的地質(zhì)條件，合理選擇綜采支架。

3.1.1 支架選型的要求①根據(jù)力學(xué)理論認(rèn)真分析了支架在12125工作面開采期間的受力情況，選擇采用掩護(hù)式，整體頂梁結(jié)構(gòu)。②頂板壓力大，支架工作阻力應(yīng)滿足頂板支撐要求，支架支護(hù)強(qiáng)度達(dá)到要求。③由于薄煤層開采空間狹小，支架操作困難，故選擇電液控操作系統(tǒng)進(jìn)行鄰架操作，平均每名支架工控制20架，大大的減小了工作強(qiáng)度。④合理的運(yùn)用支架內(nèi)的空間，正確吊掛液壓管路及電纜，節(jié)省空間，從而加大行人及煤機(jī)的行走空間。

3.1.2 12125工作面支架 12125工作面選擇ZY5000/8.5/17兩柱掩護(hù)式支架，采高范圍:0.85-1.7m;移架步距為0.6m;工作阻力:5000KN;支架支護(hù)寬度:1.75m;適應(yīng)煤層角:30度;支護(hù)強(qiáng)度≥0.5MPa;

支架采用鋼板拼焊箱形變斷面結(jié)構(gòu)，四條主筋形成了正題頂梁結(jié)構(gòu)，可提供足夠的行人空間。掩護(hù)梁上部與頂梁鉸接，下部與前后連桿相連，經(jīng)前后連桿與底座連為一個整體，承受頂板給與的水平分力和側(cè)向力，增強(qiáng)支架的抗扭性能。掩護(hù)梁與前后連桿、底座形成四連桿機(jī)構(gòu)，保證梁端距變換不大。阻擋后部頂煤及矸石前串，維護(hù)工作空間。

3.2 采煤機(jī)選型 薄煤層綜采對采煤機(jī)的要求:①薄煤層破矸多，煤機(jī)功率應(yīng)選用相對較大的。②根據(jù)地質(zhì)勘探，煤層頂板較好，為保證循環(huán)進(jìn)度及減少作業(yè)人員在狹窄空間內(nèi)的作業(yè)時間，應(yīng)選用截深相對較大的煤機(jī)。③機(jī)身高度應(yīng)與支架高度、采高相匹配，設(shè)計(jì)時機(jī)身高度應(yīng)適當(dāng)降低。

結(jié)合12125工作面煤層的賦存條件，煤層平均厚1.1m，選擇MG2×160/710-WD型采煤機(jī)是適合12125工作面的最理想的采煤機(jī)，MG2×160/710-WD型采煤機(jī)是一種多電機(jī)驅(qū)動、電機(jī)橫向布置，采用非機(jī)載交流變頻調(diào)速裝置的電牽引采煤機(jī)，本機(jī)型適用于采高范圍:1.15～1.7m;工作面傾角小于45°，煤質(zhì)硬度f<3.5的煤層中使用，生產(chǎn)能力:1000t/h;裝機(jī)功率:700KW;截割功率:2*2*150KW;滾筒直徑:Φ1150mm，滾筒的有效截深800mm;

MG2×160/710-WD型采煤機(jī)的主要特點(diǎn):

3.2.1 機(jī)身矮，裝機(jī)功率大。機(jī)身高度只有845mm，裝機(jī)功率達(dá)到了710kw。

3.2.2 機(jī)身分為三段，取消底托架，左右牽引箱和電控箱三段間用高強(qiáng)度液壓螺栓和兩銷連接，簡單可靠、拆卸方便。

3.2.3 主要部件可以直接從機(jī)身的采空側(cè)抽出，具有容易更換，維修方便，空間利用率高。

3.2.4 整體彎搖臂結(jié)構(gòu)，剛性好。為了改善裝煤效果，滾筒轉(zhuǎn)向采用正向?qū)L，煤從搖臂前端面裝出。這種工作方式一般前滾筒起落煤與裝煤作用，后滾筒截割余煤但不裝煤。

3.2.5 采用多電機(jī)驅(qū)動，截割電機(jī)橫向布置在搖臂上。搖臂與機(jī)身通過鏈軸鉸接，沒有動力傳遞，全部采用正齒輪傳動，結(jié)構(gòu)簡單。

3.2.6 在保證較大截割功率的前提下，為了有效壓縮搖臂外形尺寸，每個搖臂并列布置了兩個截割電機(jī)。

3.2.7 所有的切割反力、調(diào)高油缸支承反力和牽引的反作用均由牽引減速箱箱體承受，受力狀況好，可靠性高。

3.2.8 液壓泵箱采用集成閥塊結(jié)構(gòu)，管路少，維修方便，液壓元件選用成熟的產(chǎn)品。

3.3 工作面運(yùn)輸機(jī)選型 選擇工作面運(yùn)輸機(jī)，最基本的原則就是要滿足采煤工作面的最大生產(chǎn)能力，采煤機(jī)的最大生產(chǎn)能力:1000t/h，運(yùn)輸機(jī)出貨能力大于1000t/h，就可以保證工作面的正常生產(chǎn)。

工作面運(yùn)輸機(jī)的要求:

①極薄煤層工作面鏈板機(jī)拉矸多，機(jī)械磨損大，應(yīng)選用整機(jī)剛性、強(qiáng)度較強(qiáng)的鏈板機(jī)，中部槽采用低合金鋼鑄造槽鋼，底板和中板采用高強(qiáng)度耐磨板，提高了中部槽的耐磨性和整體強(qiáng)度，并且中部槽之間使用啞鈴銷連接，強(qiáng)度提高，連接強(qiáng)度可達(dá)800～1000KN。②確保兩口通風(fēng)斷面和煤機(jī)對機(jī)頭、機(jī)尾煤壁割煤質(zhì)量，機(jī)頭、機(jī)尾設(shè)計(jì)時高度應(yīng)適當(dāng)降低。③應(yīng)采用中雙鏈傳動結(jié)構(gòu)，受力較均勻，有利于提供輸送機(jī)的可靠性。④極薄煤層工作面回采時破矸多且大矸多，鏈板機(jī)選型時應(yīng)充分考慮鏈板機(jī)與煤機(jī)間的過煤高度。

12125工作面選擇SGZ-800/800主要技術(shù)參數(shù):輸送能力:1600t/h;設(shè)計(jì)長度:210m;裝機(jī)功率:2*400Kw;電壓等級:3300V;鏈速:1.10m/s;刮板鏈型式:中雙鏈;刮板鏈規(guī)格:2×φ34×126;中心距 200mm;刮板鏈破斷力:>1850KN;刮板間距:8×126mm;中部槽規(guī)格:1750×800×280mm。

3.4 滿足安全生產(chǎn)的要求

①推移千斤頂?shù)男谐檀笥诓擅簷C(jī)截深，一般大于煤機(jī)滾筒截深200mm。②為了保證煤流順利通過煤機(jī)機(jī)身采，煤機(jī)過煤高度一般不小于350mm，否則割煤方式采取單向斜切進(jìn)刀打三角煤割煤方式。③運(yùn)輸機(jī)彎曲段，保證采煤機(jī)滾筒與煤壁之間留有200mm的間隙，防止煤機(jī)通過彎曲段時割壞鏟煤板。

4 結(jié)論

通過12125薄煤層綜采工作面的回采，積累了大量的薄煤層綜采的寶貴經(jīng)驗(yàn)。薄煤層綜采技術(shù)和設(shè)備配套的研究，大幅度提高了薄煤層工作面的產(chǎn)量，降低了生產(chǎn)成本，減輕了職工的勞動強(qiáng)度，改善了勞動環(huán)境和安全條件。