薄煤層綜采三機配套及應用

王新亞，成洪江

(汾西礦業(集團)有限責任公司)

我國將厚度0.8～1.3 m的煤層稱為薄煤層。由于較薄中厚煤層，其開采設備及采煤工藝的選擇與薄煤層十分相似，故目前美國等國家將厚度≤2 m的煤層統稱薄煤層。山西焦煤汾西礦業集團賀西煤礦的二采4#煤層厚度在1.1～1.6 m之間，屬于此類情況。通過對2401、2402、2403 3個工作面開采中存在的問題進行研究，制定了2404工作面三機配套選型方案，在開采實踐中取得了較好的效果。

1 2404工作面地質概況

2404工作面采二疊系山西組4#煤層，為中灰特低硫主焦煤，容重為1.39 t/m3，傾角2°～9°，煤層厚度1.2～1.6 m，底板較硬，工作面構造較復雜，材料巷及運輸巷掘進時揭露多條小斷層。煤層頂底板情況巷道特征表及斷層情況見表1～3。

表1 煤層頂底板情況表

2 設備選型

1) 液壓支架選型方案。

a) 為適應煤層厚度變化的需要，選用較大伸縮比的兩柱掩護式液壓支架，并采用整體頂梁結構，減小頂梁厚度，保證采煤機的通行空間。b) 選用較大工作阻力液壓支架，避免發生液壓支架壓死現象。c) 由于薄煤層綜采工作面操作空間狹小，基本架采用鄰架操作方式。

表2 巷道特征表

表3 斷層情況表

d) 根據我國液壓支架設計規范中對薄煤層液壓支架主要參數的限定：為避免支架卸載后被頂板壓死，要求支架的最大高度比采煤工作面最大采高高100～200 mm；支架中心距優先選用1.5 m，支架的梁端距選200～350 mm。基本架選用ZY4000/08/18L型，過渡支架選用ZYG5000/11/26L型。液壓支架參數見表4，表5。

2) 采煤機選型方案。

a) 薄煤層工作面選用機身矮、整機長度短的采煤機，以適用工作面煤層底板的起伏變化。

b) 選用大截割功率采煤機，以滿足薄煤層工作面拉底的需要，使采煤工作面采高平穩過渡，并和順槽底板平穩過渡。

表4 ZY4000/08/18L型液壓支架技術參數

表5 ZYG5000/11/26L型液壓支架技術參數

c) 選用雙電機驅動彎搖臂以降低機身整體高度，增大搖臂下方的過煤空間。

d) 采用可以遙控的采煤機，解決采煤機操作空間小，采煤機司機視線不好的問題。

e) 選用大升角螺旋滾筒并和采煤機截割轉速匹配，改善裝煤效果。

綜合以上各方面因素，選用了上海創力礦山設備有限公司的MG250/560WD型采煤機，滾筒選用山西海德拉太礦國際采礦刀具設備有限公司d1 400刀形齒滾筒。采煤機主要技術參數見表6。

3) 刮板輸送機的選型。

a) 刮板輸送機要求中部槽高度要低，寬度和采煤機寬度適應，保證采煤機重心線與刮板輸送機重心線相吻合，防止采煤機截割時產生震動，并增大采煤機機身下過煤量，防止大塊煤矸卡阻。

b) 刮板輸送機的銷排座適當向采空側移位，使采煤機與輸送機重心線吻合，鏟間距由原來的480 mm縮小到230 mm，提高滾筒的裝煤效果。

表6 采煤機主要技術參數

c) 刮板輸送機鏟煤板由L形改為三角形，采煤機由騎鏟板改為騎溜槽，提高裝煤效果。

綜合上述因素，選取山西煤機廠改進的SGZ-764/630型刮板輸送機。主要參數見表7。

表7 刮板輸送機主要技術參數

3 2404工作面與2403工作面生產情況比較

1) 月推進度比較。2404工作面從2009年12月開始初采，截至2010年7月底，共生產原煤209 980 t，平均月推進90 m。2403工作面從2007年10月開始初采，2009年12月初開采結束，共生產原煤631 777 t，平均月推進53 m。

2) 日產量比較。2404工作面在正常回采期間的產量在1 200～1 900 t，最大日產量達2 230 t，而2403工作面的日產量在400～900 t，最大日產量為1 200 t。

3) 裝煤效果比較。2404工作面采用新的配套設備后裝煤效果明顯改善，移刮板輸送機后浮煤厚度不足50 mm，而在2403回采期間浮煤厚度在130 mm左右。

4) 設備事故比較。2404工作面投用至今基本沒有出現因設備事故影響生產的情況，而在2403工作面的生產過程中常因采煤機行走部、截割部的損壞影響生產，每個月影響時間在180～210 h，采煤機故障成為影響生產的主要因素。

4 使用效果分析

1) 大伸縮量大工作阻力液壓支架的選用，避免了液壓支架壓死現象，提高了工作面的推進速度。

2) 薄機身采煤機，低中部大寬度刮板輸送機的配套使用，解決了采煤機機身通過困難的難題，同時避免了煤矸的卡阻現象，改善了采煤機，刮板輸送機的工況條件，減少了設備故障。

3) 采用刀型齒截割滾筒，將原來鎬形齒的破碎落煤方式改為刀形齒的切割落煤，不僅減少了采煤的截割阻力，使采煤機工況條件得到有效的改善，降低了采煤機的事故率，而且降低了生產磨擦火花的風險，減少了煤塵的產生，改善了工作環境。

4) 采用大螺旋角滾筒提高了裝煤效果經計算2404工作面要能多清掃浮煤25 388 t，按800元/t計算，可增收2 031萬元。

5 效 果

通過對2404工作面三機配套選型及實際驗證，說明針對地質條件與配套設備，有針對性解決設備配套之間的矛盾，是提高薄煤層工作面產能和安全生產水平的有效途徑。2404工作面三機配套的成功使用對薄煤層綜采工作面的選型配套有重要的參考價值。