綜采工作面采煤機開機率影響因素探討

董躍文

（陽煤集團有限責任公司 一礦，山西 陽泉 045000）

1 工作面概況及生產組織

1.1 工作面基本概況

以陽煤一礦8206綜采放頂煤工作面為例，該面可采走向長度1001 m，傾斜長度136 m，工作面煤層賦存穩定，結構簡單，煤層總厚度最大7.04 m，最小5.60 m，平均煤厚6.21 m。老頂為灰黑色石灰巖，厚度8.65 m，直接頂為黑色泥巖，厚度1.3 m。老底為深灰色砂質泥巖，厚度5.04 m，直接底為黑色泥巖，厚度0.3 m。

1.2 采煤工藝及作業方式

工作面采用走向長壁采煤法，后退式開采，綜合機械化放頂煤一次采全高采煤工藝；工作面每割一刀煤放一部頂煤，實行“一采一放，追機放頂煤”的作業方式，全部垮落法管理頂板。工作面采高控制在2.8 m。割一刀煤、移一次架、推前溜、放一茬頂煤、收后溜、進風移一次端頭架；回風回柱放頂為一個正規循環，循環進度0.8 m。

1.3 工作面主要設備技術參數（見表1）

表1 工作面主要設備技術參數

2 采煤機開機率的計算

2.1 采煤機開機率的說明

采煤機開機率是指在規定生產時間內采煤機純采煤時間與規定生產時間的比例。

當前行業內對采煤機開機率有不同的算法，基本上可以分為兩類：一種是按照產量計算，另一種按采煤機運行時間計[3]。

按照產量計算：

采煤機開機率=實際回采原煤量/理論回采原煤量

其中：

實際回采原煤產量=實際回采進尺×平均采高×面長×煤密度；

理論回采原煤產量=理論回采進尺×平均采高×面長×煤密度；

按照時間計算：

開機率=實際開機時間÷應工作時間×100%

以下計算生產班開機率，按照時間計算。

2.2 生產班采煤機開機率計算

以中午班為例進行計算。中午人車班約12點到達工作面，與檢修班交接，13：00開機。班計劃5刀煤。工作面傾斜長度136 m，5刀煤采煤機累計行進820 m（加端部斜切進刀30 m），采煤機平均牽引速度8 m/min，則820 m用時1.71 h。夜班約23：00點到達工作面準備交接班。中午班在崗凈生產時間按10 h計算，那么采煤機實際運行生產時間僅為1.71 h，采煤機開機率僅為0.17，表1為中午班采煤機開機率計算表。據統計，年產百萬噸以上的綜采工作面開機率高的在0.3以上，低的在0.15左右，平均水平不足0.2。

表2 采煤機開機率計算

3 影響班開機率的因素分析

開機率低在煤礦生產中極其普遍，是制約高產的重要因素。另一方面也說明通過提高開機率來達到高產高效扔有較大的潛力可挖。

通過現場統計造成開機率低的主要因素：①設備檢修質量不高，機電故障頻發，故障排除效率低；② 采煤工作面局部區域（如兩個端頭或工作面局部）人工維護效率低，尤其兩個端頭的維護占用時間較大[4-5]。

表3 影響采煤機開機因素統計分析

圖1 影響采煤機開機因素統計分析

3.1 機電故障的影響

由于采煤機、刮板輸送機、轉載機、破碎機、膠帶輸送機組成的是串聯系統，一個設備機電發生故障，往往會導致整個生產生產系統的停止。當前機電集成化程度高，設備的故障率雖然較低，但是處理時間往往較長。采煤機故障影響率7.2%，刮板輸送機影響率8.4%，轉載機影響率4.8%，破碎機影響率9.6%，膠帶運輸機故障影響率9.6%，工作面（端頭）維護影響率47%，其它故障，影響率13.3%。

采煤機故障主要有開關電氣方面以及行走輪、滑靴磨損等機械故障。影響率為7.2%。刮板輸送機影響率8.4%，轉載機影響率4.8%，破碎機影響率9.6%。膠帶運輸機故障主要是開關故障，兩臺電機不平衡以及皮帶跑偏、機頭機尾堆煤等因素，影響率為9.6%。端頭維護主要工序有三角煤上網，推移刮板輸送機機頭、極尾電機、拉超前架，改裝轉載機等工序。占用時間較大。影響采煤機開機率占到47%。其它故障主要有停電、跳閘、液壓支架密封損壞、刮板磨損，更換銷等連接裝置以及電機冷卻水漏損等因素，影響率13.3%。

3.2 采煤工作面局部區域維護的影響

煤體裂隙的產生是導致煤體片幫、冒落的原因，而裂隙產生的根本原因是煤體受力發生了變化。工作面前方煤體經歷受力變化—裂隙產生—片幫、冒落的過程。

煤體超前支承壓力的變化是采場煤體應力變化的重要因素。超前段的支護良好可以為端頭維護打下基礎。超前支承壓力作用到煤體上，煤體經受支承壓力增壓—卸壓變化過程，導致煤巖應力大小、應力狀態、煤巖結構等發生一系列的變化。

4 提高開機率的措施

1）超前段利用順層鉆孔注漿，封堵煤體裂隙加固煤體

進風超前支承壓力影響區范圍（約28 m范圍），用馬麗散注漿在進（回）風巷或工作面鉆順層鉆孔，進行注漿加固煤體。以達到在工作面超前支承壓力峰值后，煤體裂隙產生時，及時添堵煤體原生裂隙和次生裂隙，使三角區域煤體穩定性增強。

2）超前支護，提前過架維護頂板

一方面，對于端頭維護，可以在超前段使用π型梁加強支護。另一方面，工作面頂板的維護，可以通過及時移架，確保煤體穩定。采煤機割完后，滯后采煤機20架頂溜，依次及時移架。端頭區域，退出第一刀后在端部斜切進刀的過程中，即開始頂機頭溜，確保采煤機割第二回前，機頭工作溜、端頭架工序完畢。拉第二回機頭退刀后，及時移端頭架。

3）均衡生產，確保設備處于正常工況點

煤礦開采，由于煤炭從采煤機破煤——工作溜——破碎機——轉載機——膠帶運輸機是個串聯系統，這就對設備運行的穩定性提出了更高的要求。均衡生產，就是要求在采煤機割煤時，充分考慮各機電設備的運行工況點，確保設備處于正常工況點。避免壓溜，壓皮帶等事故的發生。有利于充分保障機電設備，降低機電故障。

4）崗位分工明確，實施包干制

將關鍵崗位的設備包保給檢修班崗位工，崗位工明確自身責任就是保證設備在本周期（兩個生產班）運行期間無事故。對于生產班崗位工，要求對設備常見事故能及時處置，確保設備常見事故能在最短時間內處理，不影響生產。通過崗位分工明確，實施包干制。可以在很大程度上提高職工的責任心。檢修精細化和獎分激勵制。有利于提高職工的工作積極性。

〔1〕任 江，郁鐘銘，江成玉，等.用工作面實際日產量衡量采煤機開機率的探討[J].煤2008，14（1）：40-41.

〔2〕聶茂根.淺談綜采工作面提高開機率的措施[J].山西焦煤科技，2007，30（6）：28-29.

〔3〕曾照凱.淺析綜采工作面開機率影響因素及提高措施[J]，陜西煤炭，2012，30（2）：87-88.