低位放頂煤后部刮板輸送機脊背煤回收方案設計

婁德元（徐礦集團新疆天山有限責任公司,新疆 庫車 842000）

低位放頂煤后部刮板輸送機脊背煤回收方案設計

婁德元
（徐礦集團新疆天山有限責任公司,新疆 庫車 842000）

低位放頂煤綜合機械化采煤的經濟效益比一般的采煤方式要高，但是存在的問題是工作面采空區脊背煤的回收率不高，本文對低位綜放工作面采空區脊背煤的損失形成原因和賦存狀況進行綜合性分析研究，為了提高低位綜放工作面采空區脊背煤的回收利用率，設計了放頂煤后部刮板輸送機脊背回收裝置。

低位放頂煤； 回收率；方案設計

低位綜采放頂煤開采工藝的回收率一直伴隨著低位綜采放頂煤開采技術的發展，成為國際采煤工藝的主要研究方向，如何提高低位綜采放頂煤開采工藝的脊背煤回收率，是每一位采煤工藝研究者的責任。

1 低位綜采放頂煤開采工藝煤炭損失的構成

低位綜采放頂煤開采工藝煤炭損失的構成主要有以下三個方面：

（1）必要性損失。這部分損失主要包括一般工藝性損失、工作面的初采和末采損失以及工作面上下端頭的損失。（2）缺陷性損失。這一部分損失主要是指由于先期的區域地質構造作用導致的損失和由于決策失誤引起的損失。一般工藝性損失是綜放工作面煤炭損失的最主要部分，占工作面損失的50%左右。（3）工藝性損失。這一部分的損失主要是開采區段或者分帶煤柱損失和放煤工藝等引起的采空區脊背煤的損失。

2 低位綜采放頂煤開采工藝煤炭損失的治理

對于必要性損失，我們在保證安全生產的前提下，通過采用雙切眼開采布置法、切眼沿采空區邊界布置法和沿開采底板進行回收等方法進行處理，已經大幅降低了其在低位綜采放頂煤開采工藝煤炭損失中所占比例；對于缺陷性損失，由于區域地質構造引起的損失是無法抗拒 ，這一部分損失，我們不能控制，但是對于由技術決策而引起的損失，我們通過引進智能決策體系，也已經降低也起損失；對于工藝性損失，雖然我們經過多年的能力，采用合理的采放比和放煤間距，已經改善了這一部分的損失，但是其所占的比例依然很大。本文將重點研究采空區脊背煤回收。

3 脊背煤來源以及回收率的原因

3.1 脊背煤來源

脊背煤是指在采煤過程中，頂板和側壁上的煤落在刮板輸送機上面，隨著刮板輸送機的前進，從刮板輸送機上掉落在輸送機后面而得不到回收的煤炭。主要來源有：（1）采掘過程中，由于切眼布置的不合理，使得一部分煤炭在放落過程中流入采空區。（2）輸送過程中，由于過煤通道的設計施工部合理，致使煤層底板上的煤炭沒有被輸送出去而遺留在采空區。（3）由于刮板機輸送機自身高度的缺陷，導致其可能無法將背后的殘留煤炭進行回收。

3.2 脊背煤回收率低的原因

由于刮板機輸送機自身高度的缺陷和為了滿足刮板輸送機的輸送能力的橫斷面尺寸，導致煤炭資源回收率比一般的開采工藝要低一些。

4 低位綜采放頂煤后部刮板輸送機脊背煤的回收設計

結合綜放開采采空區脊背煤的成煤規律，要消除脊背煤，提高脊背煤的回收利用率，就必須從脊背煤產生的源頭上進行治理。

4.1 方案設計的基本思路

（1）所設計的裝置必須能夠解決回收低位放頂煤后刮板輸送機脊背煤的問題，這是所設計裝置的基本功能。（2）所設計的裝置必須與刮板輸送機進行配套使用，可以減少能源的消耗。（3）所設計的裝置應該分體設計，建構簡單緊湊，不能占用太大的空間，以便配合刮板輸送機同時使用和利于對其維修或者更換，提高其使用年限。（4）所設計的裝置必須具有通用性，最好能設計適應不同型號的刮板輸送機的使用。（5）所設計的裝置必須能適應于采掘工作面的各種工作環境，還必須具有一定的抗壓能力。

4.2 采空區脊背煤回收裝置

根據采空區脊背煤的位置和來源，筆者進行設計時根據脊背煤產生的原因，用支撐板增設溜槽后部寬度回收裝置，如圖所示。

回收裝置主要有連接板、支撐板和溜板組成，連接板主要是起連接作用，將支撐板和溜板連接起來，保證他們能夠正常工作。支撐板作用是加大了后部溜槽的寬度，使放煤的間距增加。支撐板能夠承受來自脊背煤和頂板施加給溜板的壓力，使頂板或脊背煤壓力集中在支撐板尾部，從而減少脊背煤對溜板壓力。支撐板下面部位設計成斜面，與連接板連接處使用了軸承，使得支撐板能夠在溜槽拉移過程時下部受阻后造成尾部翹起，而且支撐板上面部位帶傾斜角度，更便于尾部翹起后積聚的落煤進入溜槽，使得采空區的脊背煤收集到刮板輸送機內，達到回收采空區脊背煤的目的。

5 該裝置存在的不足之處

（1）當采空區頂板破碎時，該裝置增加了后部溜槽拉移阻力，需增加后部溜槽移運時的拉力，增加了設備投入；（2）在設備安裝時，需要對安裝切眼的寬度要求更寬，增加了切眼掘進量及頂板的支護難度；（3）設備使用時需根據現場煤層賦存情況及頂板狀況對支撐板的斜面角度進行分析調試，需要逐步調試后方可達到最優回收效果。

[1] 黨文剛.低位放頂煤后部刮板輸送機脊背煤的回收方案設計[J].煤礦機械，2009.09.

[2] 張冬春，喬曉日.低位放頂煤回收率低的原因以及浮煤回收裝置的設計[J].科苑論壇，2010.06.

婁德元（1969-），男，江蘇邳州人。