自主研發(fā)薄煤層綜采設(shè)備性能特點(diǎn)及應(yīng)用

文/周邦遠(yuǎn)陳合壽

四川華鎣山廣能集團(tuán)李子埡煤礦的煤層大部分區(qū)域分為上下兩個(gè)分層。上分層煤較厚 （平均厚度1.3m），頂板較好，開采順利，至2005年時(shí)幾近采完。然而，下分層煤由于太薄（平均厚度0.85m，人員在工作面只能爬行，給開采增加了很大難度），頂板條件不好（下分層煤與已經(jīng)開采的上分層煤之間的層間距為0~3.9m，平均1.46m，這層平均1.46m厚的泥巖就是下分層煤的頂板，易破碎，開采過(guò)程中很容易發(fā)生冒頂事故），過(guò)去十多年數(shù)次開采都沒(méi)能成功。

2007年，華鎣山廣能集團(tuán)根據(jù)自身實(shí)際，開始研制適配的綜采設(shè)備。經(jīng)過(guò)幾年科研攻關(guān)，終于研制出適宜開采這種薄煤層的綜采設(shè)備，依靠科技創(chuàng)新攻克了李子埡煤礦下分層煤開采難題。

一、自主研發(fā)薄煤層綜采設(shè)備的性能參數(shù)及主要特點(diǎn)

1.性能參數(shù)

華鎣山廣能集團(tuán)自主研發(fā)的這套綜采的采煤機(jī)型號(hào)為MG150/421-PFD，總功率421KW。適應(yīng)采高0.8~1.5m，適應(yīng)傾角≤450，機(jī)面高度570mm，過(guò)煤高度300mm，截深630mm。操作控制方式為遙控器加機(jī)上按鈕，牽引方式為有鏈電牽引，變頻調(diào)速，牽引動(dòng)力安裝在工作面運(yùn)輸機(jī)的機(jī)頭機(jī)尾上，變頻器設(shè)在順槽中，采煤機(jī)重量約14噸。

該套綜采設(shè)備的工作面運(yùn)輸機(jī)型號(hào)為SGZ730/320，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度 200m，Ф26×92C 級(jí)圓環(huán)鏈，中雙鏈，中部槽規(guī)格為長(zhǎng)×內(nèi)寬×高=1750×690×263mm，工作面運(yùn)輸機(jī)上設(shè)有牽引鏈鏈道，以防牽引鏈外露傷人。液壓支架型號(hào)為ZY3400/6.5/14，高度0.65~1.4m，中心距1.75m，電液閥操作控制，重量10.6噸。端頭支架的型號(hào)為 ZYD3600/13/28，高度 1.3~2.8m，中心距 1.5m，手動(dòng)閥操作控制，重量13.6噸。

2.主要特點(diǎn)

（1）采煤機(jī)機(jī)面高度小，過(guò)煤高度卻不小，從而解決了上行割煤時(shí)運(yùn)煤不暢這一難題。我國(guó)過(guò)去這類采煤機(jī)的過(guò)煤高度一般都﹤0.2m。華鎣山廣能集團(tuán)自主研發(fā)的這套采煤機(jī)機(jī)面高只有570mm，過(guò)煤高度卻達(dá)到了300mm。實(shí)踐表明，300mm這一過(guò)煤高度采煤機(jī)雙向割煤完全不受影響。

（2）采煤機(jī)截割能力強(qiáng)。由于截割電機(jī)功率大，滾筒轉(zhuǎn)速高，采煤機(jī)截割能力很強(qiáng)。首采面生產(chǎn)時(shí)因遇斷層，在連續(xù)推進(jìn)150m的過(guò)程中工作面一直有20m長(zhǎng)左右是全巖，仍一直沒(méi)有采用打眼放炮，全是用采煤機(jī)割過(guò)去，采煤機(jī)仍較平穩(wěn)，振動(dòng)也不大，并且未出過(guò)故障。

（3）工作面運(yùn)輸機(jī)能力大，便于布置長(zhǎng)工作面，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。薄煤層開采尤其需要加長(zhǎng)工作面，以提高產(chǎn)量、減少采面搬家次數(shù)、降低萬(wàn)噸掘進(jìn)率等。然而在這種煤層條件下，由于采煤機(jī)的機(jī)面高度受到限制，因而不僅過(guò)煤高度被壓得很低，還要千方百計(jì)壓縮工作面運(yùn)輸機(jī)的外形尺寸。所以，過(guò)去這類工作面運(yùn)輸機(jī)都功率小、槽寬窄、圓環(huán)鏈不大（一般為630mm的槽寬，功率較大的為2×132KW，圓環(huán)鏈較大的為Ф22×86mm）。而華鎣山廣能集團(tuán)自主研發(fā)的這套綜采設(shè)備的工作面運(yùn)輸機(jī)槽寬為730或764mm，電機(jī)功率為 2×160或 2×200KW， 圓環(huán)鏈為 Ф26×92或 Ф30×108mm，工作面長(zhǎng)度可達(dá)200m或250m，為高產(chǎn)高效創(chuàng)造了條件。

（4）采煤機(jī)牽引力大，故障率低，維修方便。該采煤機(jī)的牽引部設(shè)在工作面兩端，牽引力為2×240KN，牽引鏈為Ф26×92或Ф30×108mm，牽引速度0~11m/min，調(diào)速變頻器放在順槽中，所以整套設(shè)備不僅牽引力大、故障率低，還便于維修。

（5）為采煤司機(jī)設(shè)置了乘人裝置，使采煤司機(jī)的工作條件得到改善。采高通常為0.9~1.1m的綜采面，人員在工作面只能爬行。有了采煤司機(jī)乘坐裝置，采煤機(jī)正常運(yùn)行時(shí)司機(jī)可躺在上面，從而可減輕他們的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（6）新型拖纜方式解決了過(guò)去采煤機(jī)管纜拖移中存在的問(wèn)題。薄煤層工作面的電纜槽都很淺，而采煤機(jī)管纜又存在疊三層的情況，疊三層時(shí)就會(huì)跨出電纜槽或掛電纜槽，因此過(guò)去設(shè)專人看護(hù)電纜，效果仍不理想。用該拖纜裝置后管纜不會(huì)疊三層，管纜不用專人看護(hù)，拖移順暢。

（7）工作面上口有浮煤回收裝置。采高0.9~1.1m的工作面，上順槽巷道的底板比工作面底板低1m多，采煤機(jī)每次割穿上順槽時(shí)就會(huì)將約1噸煤推入上順槽。人工回收這些煤工作量大，不回收不僅損失大，更影響移端頭支架，還易導(dǎo)致煤炭自然發(fā)火。有了浮煤回收裝置就使這一問(wèn)題得到了理想解決。

（8）設(shè)備可靠程度高。該設(shè)備由于功率大，部件設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)，主要油封和軸承又是用最好的進(jìn)口件，因而可靠程度高。首采面采完時(shí)的結(jié)果表明：采煤機(jī)截割部和液壓支架基本無(wú)故障；工作面投產(chǎn)整改調(diào)試正常后，采煤機(jī)牽引部、工作面運(yùn)輸機(jī)也基本無(wú)故障。

二、自主研發(fā)的薄煤層綜采設(shè)備的開采效果

1.生產(chǎn)效果

華鎣山廣能集團(tuán)自主研發(fā)的這套綜采設(shè)備于2010年7月投產(chǎn)，當(dāng)月由于一外購(gòu)件損壞后無(wú)備件更換而停產(chǎn)7天，加之安裝質(zhì)量整改和設(shè)備整改，以及新組建的采煤隊(duì)人員不齊等原因，工作面只推進(jìn)了68.67m。從第二個(gè)月起，工作面生產(chǎn)盡管受礦井運(yùn)輸?shù)挠绊懞艽螅ぷ髅嬖峦七M(jìn)最少的也有147.43m，最多的為219.6m。11月由于工作面要過(guò)走向長(zhǎng)約150m的斷層，為防垮工作面，礦上重點(diǎn)保障了該工作面的運(yùn)輸，因此盡管2~21日工作面都在過(guò)斷層（工作面有20m左右長(zhǎng)煤層完全斷脫），下旬工作面又遇頂板淋水，當(dāng)月工作面仍推進(jìn)了219.6m，創(chuàng)造了華鎣山廣能集團(tuán)采煤工作面月推進(jìn)度的新紀(jì)錄。

2.安全效果

首采面長(zhǎng)75m，走向長(zhǎng)820m，煤層傾角約100，采高一般0.9~1.1m，平均1.014m，開采中頂板管理效果一直很好。2010年11月盡管工作面遇一走向長(zhǎng)150m的斷層，工作面仍未發(fā)生過(guò)頂板事故。首采面未發(fā)生過(guò)輕傷及以上安全事故。

華鎣山廣能集團(tuán)自主研發(fā)的這套綜采設(shè)備，使李子埡煤礦下分層煤開采取得了成功，過(guò)去歷時(shí)4年的工作面總推進(jìn)度及總產(chǎn)量現(xiàn)在只要一個(gè)多月就能達(dá)到，開采效果之好超過(guò)了預(yù)期。據(jù)預(yù)測(cè)，從第二個(gè)工作面起，隨著新設(shè)備的不斷完善，該套綜采設(shè)備的開采效果還會(huì)越來(lái)越好。