國產(chǎn)矮型連續(xù)采煤機在王臺鋪礦充填開采中的應用

張東寶

(中國煤炭科工集團太原研究院有限公司，山西 太原 030006)

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國產(chǎn)矮型連續(xù)采煤機在王臺鋪礦充填開采中的應用

張東寶

(中國煤炭科工集團太原研究院有限公司，山西 太原 030006)

[摘要]矮型連采機作為短壁機械化開采的關鍵設備，對改善我國煤礦采掘比例失調，提高煤炭資源的采出率具有重要意義。介紹了國產(chǎn)EML340A矮型連續(xù)采煤機的主要結構特點和技術參數(shù)，以及在晉城礦區(qū)王臺鋪煤礦充填開采中的應用情況。結果表明，該機整機性能穩(wěn)定可靠，具有較強的適用能力，可以滿足煤礦充填開采的要求。

[關鍵詞]矮型連采機；王臺鋪煤礦；“三下”壓煤；充填開采

Application of Domestic Short-style Continuous Miner in Stowing Mining of Wangtaipu Colliery

[DOI]10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2015.05.010

[引用格式]張東寶.國產(chǎn)矮型連續(xù)采煤機在王臺鋪礦充填開采中的應用[J].煤礦開采，2015，20(5)：37-38，65.

我國煤礦存在大量的礦井煤柱及不規(guī)則塊段，其主要特點是分布量大，產(chǎn)量較小，采出率低。以連續(xù)采煤機、梭車、錨桿鉆車等為主要配套設備的短壁機械化開采工藝和技術，可以為煤柱及不規(guī)則塊段開采提供有效的技術支撐，提高礦井資源的采出率，增加“三下”壓煤的開采量和緩解煤礦采掘比例失調。

王臺鋪礦作為晉城煤業(yè)集團下屬大型煤礦之一，經(jīng)過50多年的開采，在現(xiàn)有煤礦開采技術條件下，煤炭可采資源量已接近枯竭。2014年末，正規(guī)綜采工作面已經(jīng)回采結束，剩余可開采的“三下”壓煤總量約57.46Mt。針對我國煤礦存在大量殘采區(qū)、煤柱、“三下”壓煤等資源的特點，中國煤炭科工集團太原研究院有限公司在自主研發(fā)的EML340型連續(xù)采煤機的基礎上，成功研制出EML340A矮型連續(xù)采煤機。

1矮型連采機的結構和特點

1.1　整機結構

EML340A矮型連采機整機結構主要是截割部、裝載運輸部、左右行走部、主機架、穩(wěn)定靴、除塵系統(tǒng)、駕駛操縱及附件，另外還包括液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、水冷噴霧系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)。該機型主要用于中小型煤礦的煤炭開采、邊角煤回收以及煤巷的快速掘進。 圖1為EML340A矮型連采機結構，表1為EML340A型連采機主要技術特征。

1.2　整機主要特點

(1)可靠性高整機設計借鑒了EML340普通型連采機的典型結構，改進了其設計不足；主要結構件高強度組焊，剛性好、強度高；采用緊湊化設計，重心位置低；關鍵元部件質量可靠。

圖1　EML340A矮型連續(xù)采煤機結構

技術特征主要參數(shù)外形尺寸(長×寬×高)/mm×mm×mm11250×3300×1600截割功率/kW2×170截割臥底量/mm205截割煤巖硬度/MPa單向抗壓強度≤40適應巷道寬度/m≥4工作傾角范圍/(°)≤17理論生產(chǎn)能力/(m3·min-1)13~20地隙/mm305總功率/kW597工作電壓/V1140采高范圍/mm1800~3500接地比壓/MPa0.18總重/t62

(2)生產(chǎn)效率高整機裝機功率大；采用強力截割機構、橫軸式滾筒，滾筒寬度大，保證了強落煤能力和生產(chǎn)能力。

(3)適用性好整機接地比壓小，地隙大，采用變頻調速控制行走機構，運動靈活自如。

(4)先進性強多電機獨立驅動、模塊式設計，保證維護和操作方便性和快捷性；自動監(jiān)控和故障診斷技術、安全監(jiān)測裝置配置完備。

(5)模塊小型化和輕型化設計整機可根據(jù)煤礦的自身條件進行拆解，滿足煤礦的運輸和使用條件；機載濕式除塵系統(tǒng)采用輕型化設計，可顯著改善工作面環(huán)境，保障工作人員的健康和安全。

2矮型連采機的充填開采試驗

2.1　工作面煤層及圍巖情況

該工作面所采煤層為15號煤層，煤層厚度為2.22～2.69m，平均厚度為2.38m；煤層傾角1～3°，平均2°；煤層為黑色塊狀亮煤，夾條帶狀黃鐵礦，夾矸為炭質泥巖；煤層堅固性系數(shù)為2～4，夾矸為1～2。煤層頂?shù)装迩闆r見表2。

表2　煤層頂?shù)装迩闆r

2.2　巷道布置

EML340A矮型連采機服務于王臺輔煤礦XV2308連采充填工作面，工作面布置如圖2所示。該工作面為雙翼對拉條帶柱式工作面，采用三巷布置方式，南北兩翼同時開采，采場巷道為矩形斷面，凈寬6.0m，凈高2.5m，凈斷面15m2，交替布置。采場巷道與XV2308集中運輸巷呈50°夾角布置，兩采場巷道距離為12m，采場巷道長度范圍47.2～120.1m。

圖2　XV2308連采充填工作面平面布置

2.3　采煤方法和開采工藝

采用旺格維利雙翼斜切進刀后退式采煤法進行開采，整個充填開采分3階段完成。第1階段采用“采一留三”的開采模式，即雙翼采場巷道同時對拉開采，南北兩翼采場巷道每開采一個巷道后留設18m 的煤柱，再開采第2個采場巷道，依此類推直至開采到采區(qū)邊界，并且當一個采場巷道回采完畢后及時進行充填；第2階段，當充填物達到設計要求后，連續(xù)采煤機以第1階段工作面推進方向，依此以掘進的方式在18m寬煤柱正中間掘1條6m寬的巷道，從而將原18m寬的煤柱分為6m煤柱+6m巷道+6m煤柱形式，并及時對掘進完成的巷道進行充填；第3階段，當充填滿足要求后，連續(xù)采煤機以第1階段工作面的推進方向，依次左右掘進第2階段所留下的煤柱，并進行充填，最終達到不留煤柱回采的要求，提高了煤炭資源的采出率。如圖3所示。

圖3　XV2308連采充填工作面回采順序

工作面采用EML340A連采機完成落煤和裝煤工序，CMM2-15二臂鉆機實現(xiàn)頂板的支護工序，SC10/182型梭車將煤從連采機轉運至PZY2000/300一號連運頭車，經(jīng)SWG-40T溜子轉至SJ-80膠帶機，完成整個運煤工序。開采時，頂板采用高

強錨桿、鋼帶、錨索聯(lián)合支護，側幫不支護。

3矮型連采機的使用效果

EML340A矮型連采機于2013年4月至2013年12月在晉煤集團王臺鋪煤礦進行XV2308工作面的充填試驗，共完成63條采場巷道的掘進，共掘進進尺6182m，其中支巷掘進圓班最高進尺72m，月最高進尺776m，總出煤量約15.28×104t；設計充填量為96785m3，實際充填量為99690m3。在充填開采試驗中，該機型整機性能穩(wěn)定可靠，操作靈活，具有較強的適應能力，可以滿足煤礦現(xiàn)場生產(chǎn)的要求。

4結束語

我國煤礦量大面廣，存在大量殘采區(qū)、煤柱、“三下”壓煤等資源，矮型連續(xù)采煤機的成功研制，不僅可以進一步提高我國煤礦機械的研究制造水平，緩解我國長期依賴進口機型的局面，而且為我國中小煤礦提供了一種安全高效、投資少、見效快的短壁開采設備，顯著提升中小型煤礦的技術裝備水平和安全生產(chǎn)水平。該機型將促進短壁機械化開采技術在我國的進一步推廣應用，對優(yōu)化煤炭的產(chǎn)業(yè)結構，改善煤礦采掘比例失調，提高煤炭資源的采出率有重要意義。

[參考論文]

[1]王虹.我國短壁機械化開采技術與裝備發(fā)展前景[A]. 2007年短壁機械化開采專業(yè)委員會學術研討會論文集[C]. 2007.

[2]趙學社.煤礦高效掘進技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].煤炭科學技術，2007,35(4):1-10.

[3]劉映剛，馬凱.首臺國產(chǎn)連續(xù)采煤機在神東礦區(qū)的應用[J].煤礦機械，2009,30(10):166-168.

[4]顏丙雙，胡炳南，黃晉兵.王臺鋪煤礦高水膨脹材料充填管路布置研究[J].煤礦開采，2013,18(1):61-65.

[5]張東寶.連續(xù)采煤機截割齒輪箱滾動軸承失效分析[J].煤炭技術，2014，33(9)：240-243.

[6]崔亞仲.國產(chǎn)連續(xù)采煤機在烏蘭木倫煤礦的應用[J].煤礦機電，2010(5)：88-89，92

[責任編輯：鄒正立]

[作者簡介]張東寶(1981-)，男，山東聊城人，助理研究員，現(xiàn)主要從事短壁機械的設計和研究。

[收稿日期]2014-12-17

[中圖分類號]TD421.64

[文獻標識碼]B

[文章編號]1006-6225(2015)05-0037-02