極薄煤層綜采三機的配套及應用

黃兵

摘 要：煤炭是我國能源的主體，煤炭工業增加產量、提高勞動生產效率是每個企業所追求的。對于南方高瓦斯礦井來說，治理瓦斯必須首先開采保護層，而保護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；依據我國煤層厚度劃分，厚度0.8～1.3m屬于薄煤層，小于0.8m屬于極薄煤層；本文主要針對極薄煤層綜采三機的配套及應用進行深入的分析，探討極薄煤層開采過程中的難題，并且提出相應的解決策略。

關鍵詞：極薄煤層；綜采三機；配套；應用

1 前言

就目前來看，我國煤礦開采事業的發展過程中，對于薄煤層的開采十分重視，薄煤層開采也已經成為我國煤礦開采事業中的主要事項。煤層主要劃分為三個類型，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，實質上就是指極薄煤層綜采工作面中的“三機”，即刮板輸送機、液壓支架、采煤機，“三機”是極薄煤層開采過程中的主要設備，極薄煤層綜采三機的配套及應用，主要就是刮板輸送機、液壓支架、采煤機在極薄煤層開采中的配套及應用。

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°，偽頂砂質泥巖，厚0.2m，極易垮落，直接頂為泥質灰巖，較穩定。底板為碳質泥巖，遇水膨脹、極易向下推移。該采面為保護層開采工作面，工作面采用連續防突的瓦斯治理方式。

3 薄煤層開采設備的選型

3.1 液壓支架型號的選擇

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

3.1.2 主要結構件采用Q450高強度結構鋼制作，減輕支架的重量。并采用焊前預熱，焊后人工實效處理，保證結構件的焊接質量。

3.1.3 選用大流量的液壓元件，提高支架的響應速度。

3.1.4 合理布局液壓管路系統，加大人機空間。

3.1.5 千斤頂控制的雙調節側護板、調架梁、后調（必要時可安裝前調）、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；支架側護板千斤頂在頂梁位置不正時，主動調節，有足夠的扶正力，防止倒架。支架底座調架裝置當底座發生滑移時，在移架過程中，撐頂之前對底座進行矯位操作。

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

3.1.7 頂梁帶有雙側調架側護板，側護板對工作面起到密封作用，防止工作面漏矸。

3.1.8 通過優化設計，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，有效適應松軟底板，底座前部用厚鋼板過橋聯接，后部用箱形結構聯接，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構，防止移架時啃底。

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

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

2 采煤機型號的選擇

2.1 在傾斜極薄煤層開采過程中，為了適應薄煤層綜采工作面中煤層底板出現的起伏變化，應當選取牽引力大，爬坡能力強，整機長度較短、整機機身較矮的采煤機。

2.2 在傾斜極薄煤層開采過程中，應選用多電機橫向布置，機械傳動系統各自獨立，過濾器、馬達和油泵外置便于維護、檢修；機身主體為一個箱體，無對接面的采煤機。

2.3 選用液控制動閥組控制制動器，實現停車即制動，以適用于大傾角開采。

2.4 在采煤機中選擇側臂式搖臂進行使用，這樣能夠有效的降低采煤機機身的整體高度，從而擴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其進行遙控控制和兩端就地控制的采煤機，這樣能夠有效的解決采煤機在操作過程中空間小以及采煤機使用人員視線差的問題。

2.6 選擇大升角螺旋滾筒進行使用，這樣能夠有效的與采煤機截割轉速相匹配，對裝煤效果進行改善。

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

3 刮板輸送機型號的選擇

3.1 刮板輸送機中的寬度，應當與采煤機的寬度相適應，中部槽的高度不能太高，確保刮板輸送機的重心線與采煤機的重心線能夠有機的結合在一起，處于一個吻合的狀態，避免采煤機在截割過程中出現振動狀況，還要增加采煤機機身下方位置中的過煤量，避免刮板輸送機被大塊煤矸卡死。

3.2 刮板輸送機中的銷排座，應當向采空側進行適當的移位，這樣能夠使輸送機的重心線與采煤機的重心線有效的吻合，鏟間距應當設置為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 刮板輸送機鏟煤板的形態應當設置為三角形，采煤機中的騎鏟板應當轉變為騎溜槽，這樣能夠有效的提升裝煤效果。

3.4 中部槽中板厚應使用δ=20mm 以上的高強度耐磨板。

3.5 減速器采用行星與傘齒相嚙合傳動的新理念設計形式，同時齒輪材料全部選用優質材料，整體高降到400mm左右，實現矮機身組合傳動（高度630mm）。

綜合上述所講述的內容，這一極薄煤層開采工程選用的刮板輸送機型號為SGZ-630/264型。

SGZ-630/264型刮板輸送機的主要技術參數：設計長度為200m，輸送量為400t/h，出廠長度為160m，刮板鏈速為1.0m/s。

4 極薄煤層綜采三機的應用效果

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

4.2 三機配套的應用，降低了極薄煤層的采高，降低了煤質灰分。

4.3 中部較低的刮板輸送機與機身較薄的采煤機匹配使用，有效的解決了采煤機在極薄煤層開采中機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，提高了采煤機在極薄煤層開采過程中的應用效果，為刮板輸送機創造了良好的運行條件，降低了極薄煤層開采中機械設備出現故障的幾率。

4.4 三機配套的應用，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，改善了現場安全環境。

4.5 采用側臂式搖臂和大升角螺旋滾筒匹配在薄煤層開采中的運用，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濟效益。

5 結語

在極薄煤層大傾角工作面使用MG100/240-BW1型采煤機配SGZ-630/264型中雙鏈刮板輸送機和ZQY2800/06.9/14.1型大傾角掩護式液壓支架；運巷用SD-80型膠帶輸送機，構成一套大傾角極薄煤層綜采工作面的成套設備，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，減少截割頂底板巖石0.2m厚，從而減輕了煤質灰分。極薄煤層推采進度達100米/月，保證了保護煤層的開采。綜采節能顯著、故障率低、維修簡單、安全可靠、運行平穩，綜采方案切實可行，可進行全面推廣使用。endprint