薄煤層綜采自動化設備在濱湖煤礦的研究與應用

單天琦 靳遠志 姜輝

摘 要：根據濱湖煤礦16煤層較硬且薄的特點，選定了薄煤層綜采遠程可視智能化“三機”配套設備，并在濱湖煤礦16108工作面成功進行了應用。該套設備不僅改良了生產環(huán)節(jié)，而且縮減了工作面生產人員，降低了勞動強度，實現工作面無人值守，大大提高了綜合生產能力，實現了利潤的最大化。

關鍵詞：薄煤層；自動化設備；無人值守；推廣應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.043

薄煤層開采的時候，存在問題較多，比如難度大、空間小、安全性能差、效率差、成本高、產量低等等。這些問題的存在也給煤炭企業(yè)持續(xù)發(fā)展造成了嚴重的制約。在薄煤層開采的時候，必須重視井下人員的安全、不斷的降低工作面的勞動強度、實現綜采的自動化水平，這便需要我們重視采煤新工藝和新技術的探究，研發(fā)出智能高效的裝備，減少井下作業(yè)的人數，最終達到井下無人在采煤工作面工作。這也是國內外采煤作業(yè)必須解決的重要問題。

1 工作面概況

濱湖煤礦16108薄煤層綜采工作面走向長度953米，傾斜長度139米，煤層傾角3°～14°。煤層厚度1.25～1.5米，平均厚度1.35米，采高為1.35米，工作面煤層為上石炭統(tǒng)太原組（C2P1t）16煤。工作面煤層總體穩(wěn)定，產狀平緩，局部略有起伏，工作面三巷斷層落差大于1.0m的局部地段，受斷層牽引影響，煤層厚度有一定的變化，但變化范圍較小。煤層結構簡單，個別點含一層夾矸，厚度0.03～0.23m，夾矸為泥巖、粘土巖、砂質泥巖和炭質砂巖，局部含黃鐵礦結核。

2 薄煤層開采配套設備選型

2.1 薄煤層綜采工作面的主要技術困難

薄煤層綜采過程中主要存在以下3個技術困難：①1.25-1.5米煤層作業(yè)空間只有正常采高的2/3左右，作業(yè)的時候，空間比較小，采煤的時候，工藝施工的難度也比較大，人們操作難度大，進行控制系統(tǒng)的安裝也受到空間的限制；②薄煤層中有一定的夾矸、斷層，在工作的時候，采煤機需要進行煤層的混割，在空間有限的情況，很難使用那些功率比較大的截割機，這會導致截割的難度比較大，所以，必須突破遺忘設備尺寸較小給功率造成了限制；③薄煤層賦存也不夠穩(wěn)定，煤層厚度本身的變異系數比較大，這要求液壓支架必須增加伸縮比，不斷的提高工作的阻力，而目前來說，支架本身的結構和適應性都很難達到。

2.2 三機配套設備參數及技術特征

根據16108工作面的具體條件，采用了一系列創(chuàng)新技術，對綜采支架、采煤機、刮板輸送機配套進行了合理設計，確定配套設備如下。

1）選用MG400/870-WD型交流變頻電牽引采煤機，可實現遠程遙控。

2）選用選用ZY4000/09/18D型電液控液壓支架，支架高度0.9～1.8米，并采用TH12電液控制操作系統(tǒng)，實現了對支架的自動順序控制。

3）選用SGZ764/500刮板運輸機。這種運輸機本身是能夠在撓性牽引機構中比較適用的機械，能夠做到采煤工作面運、裝、卸煤的機械化，同時還是采煤機的運行軌道。

2.3 薄煤層綜采設備監(jiān)控系統(tǒng)

濱湖煤礦16108工作面采用了TDECS采煤機記憶截割系統(tǒng)，TDECS采煤機記憶截割系統(tǒng)是天地科技上海分公司出品的部分型號電牽引采煤機電控系統(tǒng)的一個功能選購件。該系統(tǒng)可與天地上海分公司標準版的采煤機DSP 電控系統(tǒng)（簡稱 TDECS系統(tǒng)）配套，提升采煤機的自動化水平、增強其的操控性能，減輕煤機司機的勞動強度，提高生產效率。液壓支架電液控制系統(tǒng)采用礦用本安型操作臺TMDCZT（TH12（B）），用于對綜采工作面液壓支架的遠程控制，包括支架單動、支架成組動作以及根機隨動功能。該產品具有外形美觀、鍵位布局符合人機工學原理、操作方便、接口豐富、可交互性強等特點。輸送機選用SGZ764/500刮板運輸機。這種運輸機本身是能夠在撓性牽引機構中比較適用的機械，能夠做到采煤工作面運、裝、卸煤的機械化，同時還是采煤機的運行軌道。

3 工業(yè)試驗

16108工作面采用走向長壁后退式采煤法，一次采全高，全部垮落法管理頂板。具體采煤工藝：雙滾筒采煤機雙向割煤，在工作面端部斜切割三角煤進刀，往返一次進兩刀，螺旋滾筒配合工作面刮板輸送機鏟煤板裝煤，刮板輸送機運煤，液壓支架支護頂板，全部垮落法處理采空區(qū)頂板，為綜采工藝。

4 薄煤層自動化開采效益分析

薄煤層綜采自動化配套設備在濱湖煤礦試驗成功后，在16108工作面開采過程中，在工作面長度139米和煤層平均厚度1.35米的條件下，最高日產4000t，最高月產達到110000t。該套設備不僅改良了生產環(huán)節(jié)，而且縮減了工作面生產人員，降低了勞動強度，實現工作面無人值守，大大提高了綜合生產能力，實現了利潤的最大化，是煤炭開采的一次歷史性革命。

5 結語

濱湖煤礦的薄煤層綜采自動化三機設備本身的功率比較大，能夠很好的破巖，采高也比較小，自動化和安全性都比較強，能夠很好的進行薄煤層以及中厚煤層的開采，不但能夠給山東能源棗礦集團薄煤層自動化開采提供了一個有效的途徑，同時也為類似的條件的薄煤層自動化開采提供了技術支持。

參考文獻：

[1]喬紅兵，吳淼，胡登高.薄煤層開采綜合機械化技術現狀和發(fā)展[J].煤炭科學技術，2006，34（02）：1-5.

[2]田成金.薄煤層自動化工作面關鍵技術現狀與展望[J].煤炭科學技術，2011，39（08）：83-86.

作者簡介：單天琦（1989-），男，山東棗莊人，本科，采礦助理工程師，現任技術員，主要從事薄煤層開采與安全方面的研究。