自主研發薄煤層綜采設備性能特點及應用

文/周邦遠陳合壽

四川華鎣山廣能集團李子埡煤礦的煤層大部分區域分為上下兩個分層。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，開采過程中很容易發生冒頂事故），過去十多年數次開采都沒能成功。

2007年，華鎣山廣能集團根據自身實際，開始研制適配的綜采設備。經過幾年科研攻關，終于研制出適宜開采這種薄煤層的綜采設備，依靠科技創新攻克了李子埡煤礦下分層煤開采難題。

一、自主研發薄煤層綜采設備的性能參數及主要特點

1.性能參數

華鎣山廣能集團自主研發的這套綜采的采煤機型號為MG150/421-PFD，總功率421KW。適應采高0.8~1.5m，適應傾角≤450，機面高度570mm，過煤高度300mm，截深630mm。操作控制方式為遙控器加機上按鈕，牽引方式為有鏈電牽引，變頻調速，牽引動力安裝在工作面運輸機的機頭機尾上，變頻器設在順槽中，采煤機重量約14噸。

該套綜采設備的工作面運輸機型號為SGZ730/320，設計長度 200m，Ф26×92C 級圓環鏈，中雙鏈，中部槽規格為長×內寬×高=1750×690×263mm，工作面運輸機上設有牽引鏈鏈道，以防牽引鏈外露傷人。液壓支架型號為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。端頭支架的型號為 ZYD3600/13/28，高度 1.3~2.8m，中心距 1.5m，手動閥操作控制，重量13.6噸。

2.主要特點

（1）采煤機機面高度小，過煤高度卻不小，從而解決了上行割煤時運煤不暢這一難題。我國過去這類采煤機的過煤高度一般都﹤0.2m。華鎣山廣能集團自主研發的這套采煤機機面高只有570mm，過煤高度卻達到了300mm。實踐表明，300mm這一過煤高度采煤機雙向割煤完全不受影響。

（2）采煤機截割能力強。由于截割電機功率大，滾筒轉速高，采煤機截割能力很強。首采面生產時因遇斷層，在連續推進150m的過程中工作面一直有20m長左右是全巖，仍一直沒有采用打眼放炮，全是用采煤機割過去，采煤機仍較平穩，振動也不大，并且未出過故障。

（3）工作面運輸機能力大，便于布置長工作面，實現高產高效。薄煤層開采尤其需要加長工作面，以提高產量、減少采面搬家次數、降低萬噸掘進率等。然而在這種煤層條件下，由于采煤機的機面高度受到限制，因而不僅過煤高度被壓得很低，還要千方百計壓縮工作面運輸機的外形尺寸。所以，過去這類工作面運輸機都功率小、槽寬窄、圓環鏈不大（一般為630mm的槽寬，功率較大的為2×132KW，圓環鏈較大的為Ф22×86mm）。而華鎣山廣能集團自主研發的這套綜采設備的工作面運輸機槽寬為730或764mm，電機功率為 2×160或 2×200KW， 圓環鏈為 Ф26×92或 Ф30×108mm，工作面長度可達200m或250m，為高產高效創造了條件。

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

（5）為采煤司機設置了乘人裝置，使采煤司機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。有了采煤司機乘坐裝置，采煤機正常運行時司機可躺在上面，從而可減輕他們的勞動強度。

（6）新型拖纜方式解決了過去采煤機管纜拖移中存在的問題。薄煤層工作面的電纜槽都很淺，而采煤機管纜又存在疊三層的情況，疊三層時就會跨出電纜槽或掛電纜槽，因此過去設專人看護電纜，效果仍不理想。用該拖纜裝置后管纜不會疊三層，管纜不用專人看護，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，采煤機每次割穿上順槽時就會將約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，還易導致煤炭自然發火。有了浮煤回收裝置就使這一問題得到了理想解決。

（8）設備可靠程度高。該設備由于功率大，部件設計壽命長，主要油封和軸承又是用最好的進口件，因而可靠程度高。首采面采完時的結果表明：采煤機截割部和液壓支架基本無故障；工作面投產整改調試正常后，采煤機牽引部、工作面運輸機也基本無故障。

二、自主研發的薄煤層綜采設備的開采效果

1.生產效果

華鎣山廣能集團自主研發的這套綜采設備于2010年7月投產，當月由于一外購件損壞后無備件更換而停產7天，加之安裝質量整改和設備整改，以及新組建的采煤隊人員不齊等原因，工作面只推進了68.67m。從第二個月起，工作面生產盡管受礦井運輸的影響很大，但工作面月推進最少的也有147.43m，最多的為219.6m。11月由于工作面要過走向長約150m的斷層，為防垮工作面，礦上重點保障了該工作面的運輸，因此盡管2~21日工作面都在過斷層（工作面有20m左右長煤層完全斷脫），下旬工作面又遇頂板淋水，當月工作面仍推進了219.6m，創造了華鎣山廣能集團采煤工作面月推進度的新紀錄。

2.安全效果

首采面長75m，走向長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150m的斷層，工作面仍未發生過頂板事故。首采面未發生過輕傷及以上安全事故。

華鎣山廣能集團自主研發的這套綜采設備，使李子埡煤礦下分層煤開采取得了成功，過去歷時4年的工作面總推進度及總產量現在只要一個多月就能達到，開采效果之好超過了預期。據預測，從第二個工作面起，隨著新設備的不斷完善，該套綜采設備的開采效果還會越來越好。