大功率采煤機在薄煤層開采中的配套應用

摘 要：薄煤層采煤機受機面高度的制約，如何解決好裝機功率、機面高度、過煤空間三者之間的關系是研制薄煤層采煤機的關鍵所在。本文介紹了冀中能源股份有限公司邢臺礦薄煤層綜合機械化開采工藝，同時對薄煤大功率采煤機在邢臺礦5519工作面的應用及今后注意改進方向進行了研究。

關鍵詞：大功率采煤機；薄煤層；開采工藝

根據我國煤層厚度劃分原則，煤層厚度小于0.8m的煤層為極薄煤層，厚度為0.8～1.3m的煤層屬于薄煤層[1]。據統計，國有重點煤礦薄煤層可采儲量約占全部可采儲量的20%左右，開采量卻僅占十分之一。冀中能源股份有限公司邢臺礦是一座投產40多年的老礦井，地質條件復雜，現有4種綜合機械化采煤工藝，即普通分層綜采、綜放開采、充填開采和薄煤層開采，薄煤層開采作為重要組成部分受到了充分重視，發展薄煤層機械化開采對于開發利用煤炭資源，延長礦井開采年限和實現高效開采都具有十分重要的意義。

1 工作面概況

5519工作面位于邢臺礦西風井正東800米處，上方為濱江路南延；工作面設計長度80米，后退距離740米，煤層傾角6°～20°，平均12°，可采面積5.0萬m2，設計可采儲量共計11.88萬噸。地面位置為邢臺礦西風井正東800米處，地面標高+90米，工作面標高-260～-360米。本工作面所采煤層為5號煤結構簡單，煤厚自東向西逐漸增大，煤層北部較平緩，南部煤層角度較大，由1.1米增大到1.8米。該煤層直接頂為粉砂巖，厚度4.2-5.3m，灰色，含植物葉部化石；老頂為灰色細砂巖，厚度2.7-3.7m，灰白色，致密，較堅硬。直接底為粉砂巖，厚度3.5-5.7m，灰色，含植物根部化石；老底為灰白色細砂巖，厚度3.4-21m，以石英為主，分選良好，泥質膠結。

2 采煤方法與回采工藝

2.1 采煤方法。工作面采用走向長臂式，區域后退式采煤方法，用全部垮落法充填采空區。

2.2 回采工藝

落煤方式：采煤機螺旋滾筒截割落煤，端部斜切進刀方式，雙向割煤，往返一次割二刀，循環進度1m。

裝煤方式：通過滾筒的螺旋葉片配合鏟煤板裝煤。

運煤方式：使用工作面刮板輸送機、順槽轉載機和帶式輸送機連續運煤。

支護方式：工作面采用掩護式液壓支架及時支護方式；

回采工藝流程： 采煤機中間向下斜切進刀→下行割煤→上行返空刀→自下而上移架、推輸送機→采煤機由中間上行割煤→下行返空刀→采煤機中間向下斜切進刀（下行割煤）→由中間開始自下而上移架、推輸送機。

3 基于滾筒式采煤機薄煤層開采成套裝備

5517薄煤工作面在過斷層或者極薄煤帶時，386采煤機的通過能力差，主要表現在截割功率低、機身輕、截齒磨損嚴重等情況，期間不得不采用放震動炮等手段輔助[2]。因此，在薄煤綜采工作面中，采煤機不僅需要擁有一定自重，適應薄煤層的特殊環境和足夠的空間使機器運行，而且還需要采煤機有足夠大的截割功率。截割傳動部是采煤機的關鍵部件，其消耗的功率約占采煤機裝機功率的80%[3]，所以如何解決大功率與機身高度之間的矛盾是設計薄煤層采煤機的關鍵。為此，冀中能源股份有限公司邢臺礦開始研究適用于薄煤層的大功率采煤機及其相關配套設備，最終選型如下：

表1 5519薄煤綜采工作面設備選型配套

主要技術參數如下：

3.1 MG2×160/710-AWD型電牽引采煤機

裝機功率：710kW

機身高度：853mm

過煤高度：310mm

適應采高：1.2～2.6m

電牽引方式：變頻調速牽引

3.2 ZY3200/10/19型液壓支架

初撐力：2618kN

工作阻力：3200kN

操作方式：鄰架操作

底板比壓： 1.538～1.7MPa

3.3 ZY3200/13/26型液壓支架

初撐力：2612kN

工作阻力：3200kN

操作方式：鄰架操作

底板比壓： 1.5～1.8MPa

3.4 SGZ730/264型薄煤刮板輸送機

裝機功率：2×132kW

輸送能力：550t/h

槽幫高：283mm

4 三機機構特點及配套研究

4.1 MG2×160/710-AWD型電牽引采煤機特點

采用多電機驅動，電機橫向布置的總體結構，有效地減少了電機體積，降低了過機高度，提高了對薄煤層的適應能力。采用彎搖臂，加大了裝煤空間。牽引電氣拖動采用一拖一，即由二臺變頻器分別拖動二臺牽引電機?？刂葡到y具有手控、電控、無線搖控多種操作方式，司機跟機操作方便安全。

4.2 SGZ730/264型薄煤刮板輸送機特點

輸送機機頭、機尾部分各設有一節變線槽和抬高槽，可以保證機頭機尾不留三角煤并保證輸送機的卸載高度，解決了過去工作面清理機尾浮煤的問題，大大降低了工人勞動強度，提高了工作面推進率。

4.2 采煤機與工作面刮板輸送機的配套研究

通過采用創新設計的方法，該采煤機很好地解決了薄煤層采煤機常見的機身長度、裝機功率、機面高度、過煤空間4方面之間的矛盾問題。由圖1所示的中部斷面圖可以直觀的顯示機面高度929mm，過煤高度300mm。

圖1 MG2X160/710-AWD（1.14kv）型采煤機與張家口

SGZ730/264型刮板輸送機中部斷面圖

4.4 液壓支架

ZY3200/10/19型和ZY3200/13/26型掩護式支架，其前后側護板分體易于調架、支架移架速度快等優點。其中裝有抬底千斤頂的ZY3200/13/26型支架移架時更加安全，容易，節省人力。由于薄煤綜采工作面空間狹小，如能配備電液控制系統將有助于改善工人的勞動條件，降低工人的勞動強度，顯著提高采煤工作面的生產效率。圖2所示為“三機\"配套中部斷面圖。

5 結束語

通過近幾年邢臺礦在薄煤層綜采三機配套方面的不斷摸索實踐以及對配套設備的升級，使采煤機的穩定性和工作面運輸能力都得到了顯著提高，全面實現了薄煤層的安全高效開采，為類似條件下薄煤層綜合機械化開采提供了借鑒。

參考文獻

[1]呂文玉.國內外薄煤層開采技術和設備的現狀及其發展[J].中國礦業，2009（11）.

[2]翟榮濤.薄煤層開采技術在章村礦的發展應用[J]. 煤礦機械，2010（10）.

[3]周常飛，張偉. 薄煤層采煤機大功率截割傳動部的研制與應用[J].煤礦機電，2005（5）.

作者簡介：呂能江（1972-），男，河北邢臺人，助理工程師，主要從事煤礦機電技術與管理工作。