極薄煤層綜采三機(jī)的配套及應(yīng)用

黃兵

摘 要：煤炭是我國(guó)能源的主體，煤炭工業(yè)增加產(chǎn)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率是每個(gè)企業(yè)所追求的。對(duì)于南方高瓦斯礦井來說，治理瓦斯必須首先開采保護(hù)層，而保護(hù)層的煤厚一般都比較小，有的甚至是極薄煤層，但又必須開采；依據(jù)我國(guó)煤層厚度劃分，厚度0.8～1.3m屬于薄煤層，小于0.8m屬于極薄煤層；本文主要針對(duì)極薄煤層綜采三機(jī)的配套及應(yīng)用進(jìn)行深入的分析，探討極薄煤層開采過程中的難題，并且提出相應(yīng)的解決策略。

關(guān)鍵詞：極薄煤層；綜采三機(jī)；配套；應(yīng)用

1 前言

就目前來看，我國(guó)煤礦開采事業(yè)的發(fā)展過程中，對(duì)于薄煤層的開采十分重視，薄煤層開采也已經(jīng)成為我國(guó)煤礦開采事業(yè)中的主要事項(xiàng)。煤層主要?jiǎng)澐譃槿齻€(gè)類型，即厚煤層、中厚煤層、薄煤層，厚煤層指的是厚度大于3.5m的煤層，中厚煤層指的是厚度處于1.3m至3.5m范圍內(nèi)的煤層，而薄煤層指的是厚度小于1.3m的煤層；小于0.8m屬于極薄煤層；極薄煤層綜采三機(jī)，實(shí)質(zhì)上就是指極薄煤層綜采工作面中的“三機(jī)”，即刮板輸送機(jī)、液壓支架、采煤機(jī)，“三機(jī)”是極薄煤層開采過程中的主要設(shè)備，極薄煤層綜采三機(jī)的配套及應(yīng)用，主要就是刮板輸送機(jī)、液壓支架、采煤機(jī)在極薄煤層開采中的配套及應(yīng)用。

2 極薄煤層開采工程的概況

某一極薄煤層開采工程中，煤層平均厚度0.7m、傾角35～38°，偽頂砂質(zhì)泥巖，厚0.2m，極易垮落，直接頂為泥質(zhì)灰?guī)r，較穩(wěn)定。底板為碳質(zhì)泥巖，遇水膨脹、極易向下推移。該采面為保護(hù)層開采工作面，工作面采用連續(xù)防突的瓦斯治理方式。

3 薄煤層開采設(shè)備的選型

3.1 液壓支架型號(hào)的選擇

3.1.1 支架為支撐掩護(hù)式，采用整體頂梁，二柱支撐滿足了大伸縮的要求，適應(yīng)煤層傾角不大于45°。

3.1.2 主要結(jié)構(gòu)件采用Q450高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼制作，減輕支架的重量。并采用焊前預(yù)熱，焊后人工實(shí)效處理，保證結(jié)構(gòu)件的焊接質(zhì)量。

3.1.3 選用大流量的液壓元件，提高支架的響應(yīng)速度。

3.1.4 合理布局液壓管路系統(tǒng)，加大人機(jī)空間。

3.1.5 千斤頂控制的雙調(diào)節(jié)側(cè)護(hù)板、調(diào)架梁、后調(diào)（必要時(shí)可安裝前調(diào)）、可按需要安裝頂梁防倒等裝置。保證支架頂梁間沒有間隙，使它沒有傾倒的空間；支架側(cè)護(hù)板千斤頂在頂梁位置不正時(shí)，主動(dòng)調(diào)節(jié)，有足夠的扶正力，防止倒架。支架底座調(diào)架裝置當(dāng)?shù)鬃l(fā)生滑移時(shí)，在移架過程中，撐頂之前對(duì)底座進(jìn)行矯位操作。

3.1.6 推移千斤頂正裝，采用浮動(dòng)活塞解決了傳統(tǒng)的推移控制回路推溜力大而拉架力小的問題，滿足了實(shí)際工況中移架力應(yīng)大于推溜力的要求。

3.1.7 頂梁帶有雙側(cè)調(diào)架側(cè)護(hù)板，側(cè)護(hù)板對(duì)工作面起到密封作用，防止工作面漏矸。

3.1.8 通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，減小底座前端比壓。支架底座為整體剛性中部半開擋底座，減小底板比壓，有效適應(yīng)松軟底板，底座前部用厚鋼板過橋聯(lián)接，后部用箱形結(jié)構(gòu)聯(lián)接，底座中后部底板敞開，便于浮煤及碎石排出。底座前端為大圓弧結(jié)構(gòu)，防止移架時(shí)啃底。

這一極薄煤層開采工程中的支架型號(hào)選取了ZQY2800/06.9/14.1型。

ZQY2800/06.9/14.1型液壓支架的主要技術(shù)參數(shù)：高度為0.69m至1.41m，寬度為1.45m，工作阻力為2800KN，支護(hù)強(qiáng)度為0.38-0.47MPa，中心距為1.5m，初撐力為（31.5MPa時(shí)）1793-2228KN，移溜行程為750mm，操作方式為鄰架。

2 采煤機(jī)型號(hào)的選擇

2.1 在傾斜極薄煤層開采過程中，為了適應(yīng)薄煤層綜采工作面中煤層底板出現(xiàn)的起伏變化，應(yīng)當(dāng)選取牽引力大，爬坡能力強(qiáng)，整機(jī)長(zhǎng)度較短、整機(jī)機(jī)身較矮的采煤機(jī)。

2.2 在傾斜極薄煤層開采過程中，應(yīng)選用多電機(jī)橫向布置，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)各自獨(dú)立，過濾器、馬達(dá)和油泵外置便于維護(hù)、檢修；機(jī)身主體為一個(gè)箱體，無對(duì)接面的采煤機(jī)。

2.3 選用液控制動(dòng)閥組控制制動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)停車即制動(dòng)，以適用于大傾角開采。

2.4 在采煤機(jī)中選擇側(cè)臂式搖臂進(jìn)行使用，這樣能夠有效的降低采煤機(jī)機(jī)身的整體高度，從而擴(kuò)展搖臂下方中的過煤空間。

2.5 在傾斜極薄煤層開采中選取可以對(duì)其進(jìn)行遙控控制和兩端就地控制的采煤機(jī)，這樣能夠有效的解決采煤機(jī)在操作過程中空間小以及采煤機(jī)使用人員視線差的問題。

2.6 選擇大升角螺旋滾筒進(jìn)行使用，這樣能夠有效的與采煤機(jī)截割轉(zhuǎn)速相匹配，對(duì)裝煤效果進(jìn)行改善。

選用MG100/240-BW1型采煤機(jī)，它由CJ-100/90型側(cè)臂式截割部和由雞西煤機(jī)廠生產(chǎn)的干式泵箱牽引部組成。該采煤機(jī)牽引力大，爬坡能力強(qiáng)；機(jī)身短、窄、薄、對(duì)于薄煤層適應(yīng)性大，騎機(jī)高度640mm，機(jī)殼厚度330mm； MG100/240-BW1型采煤機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)：裝機(jī)總功率為240（40+2×100），適應(yīng)傾角為30°，采高范圍為0.76m至1.40m之間，機(jī)面高度為640mm。

3 刮板輸送機(jī)型號(hào)的選擇

3.1 刮板輸送機(jī)中的寬度，應(yīng)當(dāng)與采煤機(jī)的寬度相適應(yīng)，中部槽的高度不能太高，確保刮板輸送機(jī)的重心線與采煤機(jī)的重心線能夠有機(jī)的結(jié)合在一起，處于一個(gè)吻合的狀態(tài)，避免采煤機(jī)在截割過程中出現(xiàn)振動(dòng)狀況，還要增加采煤機(jī)機(jī)身下方位置中的過煤量，避免刮板輸送機(jī)被大塊煤矸卡死。

3.2 刮板輸送機(jī)中的銷排座，應(yīng)當(dāng)向采空側(cè)進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊莆唬@樣能夠使輸送機(jī)的重心線與采煤機(jī)的重心線有效的吻合，鏟間距應(yīng)當(dāng)設(shè)置為230mm，這樣能夠有效的提升滾筒在薄煤層開采過程中的裝煤效果。

3.3 刮板輸送機(jī)鏟煤板的形態(tài)應(yīng)當(dāng)設(shè)置為三角形，采煤機(jī)中的騎鏟板應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)轵T溜槽，這樣能夠有效的提升裝煤效果。

3.4 中部槽中板厚應(yīng)使用δ=20mm 以上的高強(qiáng)度耐磨板。

3.5 減速器采用行星與傘齒相嚙合傳動(dòng)的新理念設(shè)計(jì)形式，同時(shí)齒輪材料全部選用優(yōu)質(zhì)材料，整體高降到400mm左右，實(shí)現(xiàn)矮機(jī)身組合傳動(dòng)（高度630mm）。

綜合上述所講述的內(nèi)容，這一極薄煤層開采工程選用的刮板輸送機(jī)型號(hào)為SGZ-630/264型。

SGZ-630/264型刮板輸送機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)：設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為200m，輸送量為400t/h，出廠長(zhǎng)度為160m，刮板鏈速為1.0m/s。

4 極薄煤層綜采三機(jī)的應(yīng)用效果

4.1 這樣的極薄煤層開采工程中，只要瓦斯治理好，月推進(jìn)度可達(dá)100m以上，極大提高了綜采效益。

4.2 三機(jī)配套的應(yīng)用，降低了極薄煤層的采高，降低了煤質(zhì)灰分。

4.3 中部較低的刮板輸送機(jī)與機(jī)身較薄的采煤機(jī)匹配使用，有效的解決了采煤機(jī)在極薄煤層開采中機(jī)身難以通過開采通道的問題，還在一定程度上防止了煤矸卡組裝也的出現(xiàn)，提高了采煤機(jī)在極薄煤層開采過程中的應(yīng)用效果，為刮板輸送機(jī)創(chuàng)造了良好的運(yùn)行條件，降低了極薄煤層開采中機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障的幾率。

4.4 三機(jī)配套的應(yīng)用，有效防止了在大傾角傾斜煤層開采過程中老塘竄矸帶來的安全威脅，改善了現(xiàn)場(chǎng)安全環(huán)境。

4.5 采用側(cè)臂式搖臂和大升角螺旋滾筒匹配在薄煤層開采中的運(yùn)用，提高了薄煤層開采過程中的裝煤效果，還在一定程度上增加了薄煤層開采中的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

在極薄煤層大傾角工作面使用MG100/240-BW1型采煤機(jī)配SGZ-630/264型中雙鏈刮板輸送機(jī)和ZQY2800/06.9/14.1型大傾角掩護(hù)式液壓支架；運(yùn)巷用SD-80型膠帶輸送機(jī)，構(gòu)成一套大傾角極薄煤層綜采工作面的成套設(shè)備，配置合理，使用效果良好。從使用情況看，煤層平均厚度只有0.6～0.8m。采高由原來的1.2米下降到1米，減少截割頂?shù)装鍘r石0.2m厚，從而減輕了煤質(zhì)灰分。極薄煤層推采進(jìn)度達(dá)100米/月，保證了保護(hù)煤層的開采。綜采節(jié)能顯著、故障率低、維修簡(jiǎn)單、安全可靠、運(yùn)行平穩(wěn)，綜采方案切實(shí)可行，可進(jìn)行全面推廣使用。endprint