短壁工作面單滾筒采煤機回采工藝淺析

曹云龍 鄧成軍 張樹宏 馮兆偉（鐵煤集團內蒙古東林煤炭有限責任公司，內蒙古集寧 013350）

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短壁工作面單滾筒采煤機回采工藝淺析

曹云龍 鄧成軍 張樹宏 馮兆偉
（鐵煤集團內蒙古東林煤炭有限責任公司，內蒙古集寧 013350）

【摘要】鐵煤集團東林公司位于錫林郭勒盟鑲黃旗管轄的石匠山煤田，地質類型屬于復雜至極復雜型，表現為裂隙較發育，斷層分布密集，頂板巖性為砂礫巖，鈣質膠結，屬于中硬巖性。由于地質構造影響，在地質構造邊緣形成一些小塊段工作面及煤柱，這些不規則、小塊段工作面在回采過程中如采用炮采工藝回采，頂板不易垮落，難度較大，所以采取短壁單滾筒采煤機回采工藝，增加了回采安全系數。

【關鍵詞】斷層發育 頂板堅硬 單滾筒采煤機 短壁回采工藝

1 工作面位置、四鄰及地表情況

本工作面為東一102小綜采工作面，東側以切眼為界，與F10斷層（傾角50-80°，落差20-75m）相鄰；南側以入風順槽為界，與未開拓的東一103工作面相鄰；西側以采止線為界，與東一1煤皮帶中巷及工業廣場保護煤柱相鄰；北側以回風順槽為界，與f31斷層（傾角46-89°，落差0-9m）及東一101綜采工作面相鄰。本工作面走向長92-103m，傾斜長57m，回采總面積5649m2。（表1）

表1　綜采工作面機械設備配備

2 短壁工作面單滾筒采煤機進刀方式

（1）單滾筒采煤機適用于面長在20-60米的不規則、小塊段工作面回采，采高在1.6-3.0米，配套支架可根據煤層厚度自由選擇。

（2）單滾筒采煤機工作特點，其滾筒位于機體中部。可以根據工作面地質條件自由選擇滾筒型號，操作靈活。

（3）平均機身長度在3.2米左右。進刀方式為直接推入法進刀和端部斜切進刀。

（4）綜上分析，單滾筒采煤機進刀方式可根據工作面煤層及頂板巖層的具體條件合理選擇進刀和割煤方式，特別針對推進距離短，形狀不規則，小斷層和褶曲較發育的工作面能取得較好的效果。

3 短壁單滾筒采煤機回采工藝分析

（1）采煤機割三角煤進刀，沿工作面傾斜方向向運輸機機尾上行割煤，拉移支架隨采煤機割煤方向滯后進行，當采煤機割透機尾煤壁時，采煤機調整滾筒向運輸機機頭下行割煤，推移運輸機隨采煤機割煤方向滯后進行，此先上行割煤再下行割煤為一個循環，當采煤機割透機頭煤壁后再循環上述步驟往返割煤。

（2）東一102短壁綜采工作面由于局部傾角較大，需要采煤機割煤時往返三次割煤一個循環。步驟同一，在采煤機上行割煤后（由機尾向機頭上行割煤），采煤機空刀退至機尾，再調整采煤機滾筒下行割煤至機頭，采煤機割煤完成一個循環。

（3）三角煤割煤時，由于機身采煤機長度3.2米，機身較短，沿運輸機行進時銷軌對采煤機機身限制小，可自由往返進行割煤，割煤工藝同1、2一樣，可見短壁單滾筒采煤機適應性較高。

4 短壁單滾筒采煤機螺旋選擇

右工作面按右旋滾筒：由于是右旋滾筒，力矩T如圖四按逆時針方向，起到抑制傾倒的作用。機器自重產生穩定力矩M1=G*a= 210*0.74 = 155.4 kNm，所以采煤機截割時比空載時更不容易傾翻。所以右工作面建議選用右旋滾筒。左工作面按左旋滾筒：由于是左旋滾筒，力矩T如圖五按順時針方向，頁起到抑制傾倒的作用。所以采煤機截割時比空載時更不容易傾翻。所以左工作面建議選用左旋滾筒。

5 短壁工作面單滾筒采煤機回采工藝經濟技術分析

采高大的生產能力較大；生產能力隨工作面長度加長而加大。

（1）炮采面目前生產情況：原煤月產量1.5萬噸。變為綜采工作面生產情況，提高推進速度，回收率達到80%，單面原煤月產量3萬噸。兩種回采工藝商品煤月產量相比較，經濟效益分析：1.5×0.43× 560=361.2萬元，3×0.43×560=722.4萬元，每月增加361.2萬元。由此可見采高大的生產能力較大；生產能力隨工作面長度加長而加大。

（2）炮采房柱式回采火工品消耗量較大，平均每月消耗火工品約14萬元，變為綜采回采，省去火工品消耗。

（3）炮采支護材料等投入大，按照炮采回采工藝頂板維護，材料費用（包括坑代、一、二、三類、工礦、配件），平均每月材料消耗共計10萬元，變為綜采回采，頂板維護投入基本可以省略，只需支付油脂、綜機配件等材料。

（4）單滾筒采煤工作面，采用三、八工作制，生產班平均每班9人，其中：采煤機司機1人、支架工1人，端頭工4人，皮帶司機1人，電工1人、跟班隊長1人，共計27人，人員較少，工效高。

6 短壁工作面單滾筒采煤機回采工藝安全評價效果

頂板控制：炮采隊房柱式回采頂板采取錨桿支護，并輔助單體液壓支柱維護頂板，頂板維護面積約200m2，維護量及人員投入大，增加回采環節，工效低。開幫10m后拉底，職工進入作業存在較大的安全隱患，斷層、褶曲較發育，對炮采頂板管理有較大的難度。變為綜采回采，頂板管理采取液壓支架維護，頂板得到有效控制，職工在液壓支架下作業，安全系數高。

7 短壁工作面單滾筒采煤機回采工藝存在問題

（1）采高較高時，上下缺口貨量較大，需要人工清貨。

（2）采煤滾筒處于平滑靴位置，上行割頂刀時，破落下的煤由于

············

重力作用，落到運輸機上，而下行割底刀時，采煤機螺旋裝貨受平滑靴影響，裝貨效果一般，需進行設備改造，制作刮貨板，保證裝貨效果。

（3）單滾筒采煤機由于機身長度較短，造成機身自重較輕，遇到堅硬煤質時，采煤機震動量較大，所以日常檢修必須保證質量。

（4）單滾筒采煤機滾筒翻轉時需要的巷道或煤層高度較高，如需要翻轉采取人工挑頂或拉底的方式，建議設備配套時，對采煤機與運輸機的配套參數進行控制，增加運輸機過渡槽或機頭部的長度以保證不要翻轉滾筒就可以達到回采的要求，免除開缺口。

8 結語

東林公司投入使用單滾筒采煤機回采工藝以來，目前已回采東一102綜采工作面，回采原煤2.6萬噸，回采時間一個月，回采過程中克服了工作面大傾角回采，工作面切眼三角形推進等難題，采用單滾筒采煤機的綜采回采工藝，其地質條件適應性強，煤炭回收率較高，資源浪費大幅度減少，設備投資少，頂板管理有效提高，人力成本較低，采用單滾筒短壁采煤機回采工藝替代炮采回采工藝。

參考文獻：

［1］徐永圻.煤礦開采學（修訂本）［M］.徐州：中國礦業大學出版社，1999.

［2］徐永圻.短壁開采技術［M］.徐州：中國礦業大學出版社，1987.

［3］方慎權.煤礦機械［M］.徐州：中國礦業大學出版社，1987.

作者簡介：曹云龍（1982—）男，遼寧調兵山人，工程師，2007年畢業于黑龍江科技大學，長期從事煤炭生產技術工作，現任鐵煤集團東林公司生產科長。