煤礦綜采工作面設(shè)備適應(yīng)性分析

曹 稔

（江蘇省徐州市沛縣大屯煤電公司姚橋煤礦綜機(jī)管理科，江蘇 沛縣221611）

1 煤層穩(wěn)定性與機(jī)采面設(shè)備適應(yīng)性

礦區(qū)開采煤層主要為穩(wěn)定和較穩(wěn)定煤層，以穩(wěn)定煤層為主;采區(qū)煤層儲量穩(wěn)定程度為一至四類，以一至三類采區(qū)為主。這樣的開采地質(zhì)條件對發(fā)展綜合機(jī)械化采煤并不十分理想，必須區(qū)別對待，慎重處理。對于穩(wěn)定煤層和一類采區(qū)，這是發(fā)展綜合機(jī)械化采煤最好的開采地質(zhì)條件，必須優(yōu)先考慮綜采。對于較穩(wěn)定煤層和二、三類采區(qū)必須對己有的地質(zhì)資料進(jìn)行認(rèn)真分析，選擇穩(wěn)定煤層或較厚的較穩(wěn)定煤層或穩(wěn)定塊段進(jìn)行綜采。在較穩(wěn)定煤層開采時(shí)，必須考慮綜采支架和采煤機(jī)對煤層厚度變化不穩(wěn)定性的適應(yīng)性，而現(xiàn)有設(shè)備只要做到合理選型基本上都能滿足。

2 “三機(jī)”配套設(shè)備

2.1 刮板輸送機(jī)由邊雙鏈開底式(如SGB一630/200)到全部選用中雙鏈封底式(如SGZ800/1050)。中雙鏈封底式刮板輸送機(jī)與邊雙鏈開底式刮板輸送機(jī)比較有以下優(yōu)點(diǎn):對任何類別底板都有較強(qiáng)的適應(yīng)性。由于浮煤難以進(jìn)入封閉底槽內(nèi)，且每隔15m(10節(jié)溜槽)有一塊活動槽，能夠打開用水沖洗刮板返貨積存的浮煤，因此能有效保護(hù)溜子的運(yùn)行，卡鏈、斷鏈?zhǔn)鹿拭黠@減少。電機(jī)功率大，牽引鏈強(qiáng)度大，設(shè)備的運(yùn)力和可靠性增加。封閉式結(jié)構(gòu)顯著改善了對底板的載荷分布，溜槽遇軟巖鉆底量小，易于推溜，減少了推移油缸插銷在推溜拉架時(shí)承受的剪切力而延長了使用壽命。

2.2 采煤機(jī)由單滾筒有鏈牽引(如DY一150高檔普采)更新到有雙節(jié)底托架結(jié)構(gòu)的無鏈雙滾筒采煤機(jī)(如MLS一170)，再被更新到目前的無底托架結(jié)構(gòu)的無鏈牽引采煤機(jī)(MG系列)，無鏈牽引雙滾筒采煤機(jī)與有鏈牽引單滾筒采煤機(jī)比較，適應(yīng)性強(qiáng)，能適應(yīng)<55°的煤層傾角;安全性高，無斷鏈、跑車等問題:效率高，往返兩刀比單滾筒多一刀。無雙節(jié)底托架采煤機(jī)與有雙節(jié)底托架采煤機(jī)比較，不存在底托架因切割產(chǎn)生的扭矩變形而引起的故障。采煤機(jī)由司機(jī)近機(jī)操作過渡到遠(yuǎn)距離搖控操作，減少了割煤產(chǎn)生的煤壁片幫傷人事故。在噴霧滅塵效果方面，新采煤機(jī)與老采煤機(jī)比較沒有多大改善，其內(nèi)噴霧使用時(shí)間不長(一般2-個(gè)月左右)，其效果變差，只能通過調(diào)整外噴霧滅塵的效果來加以保證。

2.3 綜采支架在結(jié)構(gòu)合理性上有明顯改善。如ZFY6800/16/28型支架與ZY3300/13/33、ZY3600/16/36、ZF3200/16/26相比較，由于對底板的比壓呈倒三角分布，在遇軟巖時(shí)底座前端鉆底量比后端大，因此移架困難，加上推移油缸與底座的連接插銷直徑過小，因而在推溜拉架過程中易被折斷。ZFY6800/16/28型支架是吸取、總結(jié)了各種架型的優(yōu)缺點(diǎn)改進(jìn)而成，因此，適應(yīng)性更強(qiáng)。主要表現(xiàn)有:底座對底板的比壓控制近似于矩形分布，推移油缸與支架底座、刮板輸送機(jī)的聯(lián)接沛銷加粗，二強(qiáng)度加大。

2.4 “三機(jī)”配套設(shè)備的智能化程度都不高，相對更先進(jìn)的設(shè)備而言還有潛力可挖，如故障診斷、推溜、拉架、采煤機(jī)開停機(jī)都得靠人工就近操作，不能遠(yuǎn)距離智能集中控制，需要人員多、設(shè)備出了故障檢修時(shí)間長。因此，礦區(qū)使用的“三機(jī)”配套設(shè)備在智能化性能上都還存在一定的缺陷，需要在設(shè)備設(shè)計(jì)和使用選型上不斷改進(jìn)，才能更好的提高適應(yīng)性。

3 綜采“三機(jī)”配套系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)配套的適應(yīng)性

礦區(qū)在過去由于對綜采“三機(jī)”配套系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)配套適應(yīng)性的認(rèn)識不足，輔助系統(tǒng)的配套能力往往小于“三機(jī)”配套系統(tǒng)的能力。如運(yùn)煤系統(tǒng)中存在溜子與皮帶配套，形成小馬拉大車。由于溜子運(yùn)輸能力小于“三機(jī)配套系統(tǒng)能力，能力產(chǎn)差經(jīng)常造成“卡脖子”現(xiàn)象，煤炭從溜槽中溢出而在采空區(qū)丟煤多小于皮帶運(yùn)輸?shù)模锏赖奈拿魃a(chǎn)差，采面下出口巷道高度不夠而經(jīng)常需要人清理維護(hù);最主要的是限制了“三機(jī)”配套能力的發(fā)揮。當(dāng)運(yùn)煤系統(tǒng)運(yùn)量小于采面割煤運(yùn)輸量時(shí)，就不得不限制采煤機(jī)的割煤速度，有時(shí)甚至停機(jī)。現(xiàn)在礦區(qū)正在進(jìn)行改進(jìn)，主要是使運(yùn)煤系統(tǒng)的能力大于“三機(jī)”配套系統(tǒng)的能力，如采面采用轉(zhuǎn)載機(jī)更換與順槽皮帶配套的40T刮板輸送機(jī)，更換掉運(yùn)煤系統(tǒng)中的其它小運(yùn)輸能力設(shè)備。

4 礦區(qū)提高機(jī)采面設(shè)備適應(yīng)性的對策或措施

針對機(jī)采面設(shè)備適應(yīng)性分析中存在的主要影響因素，制定對策或措施:

4.1 采面生產(chǎn)能力過小

地質(zhì)構(gòu)造的客觀存在或者原有礦井設(shè)計(jì)、采區(qū)設(shè)計(jì)受當(dāng)時(shí)開采技術(shù)水平的影響，使礦井、采區(qū)一翼長度過小，采區(qū)劃分的區(qū)段長度過小，使其不能布置走向長、采面長的大生產(chǎn)能力采面。對策或措施是:對地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度中等偏簡單的井田、礦井、采區(qū)和煤層，結(jié)合煤層群開采、綜采裝備及工藝水平和瓦斯治理能力進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)或生產(chǎn)系統(tǒng)改造，以提高采面生產(chǎn)能力。

4.2 煤層厚度與穩(wěn)定性

從層數(shù)上看，礦區(qū)以開采薄及中厚煤層為主，煤層的穩(wěn)定性又以較穩(wěn)定煤層為主，使綜采工藝的選擇復(fù)雜化，對“三機(jī)”配套設(shè)備的性能相對要求較高。對策或措施是:采取物探，如三維地震勘探技術(shù)查清煤層厚度變化、穩(wěn)定性的可靠程度及地質(zhì)構(gòu)造分布，對“三機(jī)”設(shè)備配套合理選型。

4.3 煤層傾角與底板

礦區(qū)的煤層傾角在8°-35°，大于12°傾角的煤層綜采設(shè)備都應(yīng)具防倒、防滑裝置。底板為I-IV類，要求采煤設(shè)備對底板比壓有較強(qiáng)的適應(yīng)性。對策或措施是:選擇綜采支架底座對底板比壓的控制要求近似呈矩形，刮板輸送機(jī)應(yīng)選用封底中雙鏈?zhǔn)剑拍芊乐乖O(shè)備過多鉆底而造成推溜拉架困難。

4.4 瓦斯地質(zhì)

礦區(qū)煤層瓦斯含量高，割煤產(chǎn)生的解析瓦斯占回風(fēng)流瓦斯?jié)舛鹊?0-50%左右，采煤機(jī)割煤速度快了可能造成瓦斯超限，從而限制了采煤機(jī)的割煤速度。對策或措施是:進(jìn)一步加大瓦斯治理力度，有效治理瓦斯，使提高采煤機(jī)割煤速度與瓦斯治理效果相適應(yīng)。

4.5 “三機(jī)”設(shè)備配套

“三機(jī)”設(shè)備設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理，選型不當(dāng)都會降低適應(yīng)性水平。對策或措施是:慎重選型配套，選擇由設(shè)計(jì)單位或生產(chǎn)廠家在現(xiàn)場調(diào)研的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制造的“三機(jī)”設(shè)備。

4.6 “三機(jī)”配套與輔助系統(tǒng)的配套

系統(tǒng)能力不配套就會形成“小馬拉大車”、“卡脖子”等現(xiàn)象，使“三機(jī)”能力不能正常發(fā)揮。對策或措施是:在“三機(jī)”設(shè)備選型配套時(shí)，必須考慮輔助系統(tǒng)的配套能力。對輔助系統(tǒng)中的影響制約因素要堅(jiān)決排除。不斷提高“三機(jī)”配套與輔助系統(tǒng)配套的智能化集中控制水平。

[1]周逛.煤礦綜采工作面設(shè)備配套選型專家系統(tǒng)研究，2011-05-01.

[2]徐洪周.薛湖煤礦綜采工作面設(shè)備配套選型，2012-02-15.