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作者:張毅
目前我國大部分薄煤層工作面采用放炮落煤和人工裝煤的方式采煤,只有很少一部分采用高檔普采方式,而薄煤層綜采技術(shù)仍屬空白。在以薄煤層開采為主的地區(qū),能實(shí)現(xiàn)薄煤層綜采尤為重要。因此,我國四川和京西等地部分煤礦一直在積極研究薄煤層綜合機(jī)械化采煤技術(shù),并將其應(yīng)用于實(shí)踐,取得了很好的效果。
1 實(shí)現(xiàn)薄煤層綜采的技術(shù)途徑
現(xiàn)有的綜采設(shè)備包括:
(1)螺旋鉆采煤機(jī)。螺旋鉆采煤機(jī)是在用于露天開采的螺旋鉆機(jī)基礎(chǔ)上改造而成的,主要作用于工作面開采時單產(chǎn)水平低的情況,不能用于礦井主采工作面,目前主要用于回收邊角煤。
(2)刨煤機(jī)。刨煤機(jī)具有工作效率高、結(jié)構(gòu)簡單以及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。我國曾對采用刨煤機(jī)開采薄煤層進(jìn)行了一些試驗,發(fā)現(xiàn)刨煤機(jī)開采效果受煤層厚度、傾角、頂?shù)装鍡l件以及特殊地質(zhì)構(gòu)造的影響很大,因此沒有得到推廣應(yīng)用。
(3)爬底式單滾筒采煤機(jī)。四川達(dá)竹煤電(集團(tuán))有限責(zé)任公司于2006年進(jìn)行了爬底式單滾筒采煤機(jī)普采試驗,發(fā)現(xiàn)該機(jī)組的適應(yīng)性很差,不適應(yīng)現(xiàn)代采煤機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展要求。
(4)支護(hù)設(shè)備。目前我國已有一系列適用于不 同地質(zhì)條件、不同配套設(shè)備的薄煤層工作面液壓支架產(chǎn)品。但這些支架的調(diào)高范圍較小,對薄煤層的適應(yīng)能力差,無法滿足薄煤層對行人、過機(jī)及過煤空間的要求。
(5)刮板輸送機(jī)。目前通常使用的工作面刮板輸送機(jī)基本能夠滿足礦區(qū)的生產(chǎn)需求,但這些刮板輸送機(jī)大多槽寬大、中板厚且距底板位置高,若應(yīng)用于薄煤層工作面,則會減少行人空間和刮板輸送機(jī)的過煤斷面。因此,刮板輸送機(jī)不適合在薄煤層工作面應(yīng)用。
總之,采用現(xiàn)有的綜采設(shè)備難以實(shí)現(xiàn)薄煤層綜采。必須從設(shè)備結(jié)構(gòu)、配套、參數(shù)和自動化等方面進(jìn)行全方位研究,關(guān)鍵技術(shù)是薄煤層綜采液壓支架、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)的研制,綜采設(shè)備的總體配套及高效綜采生產(chǎn)工藝。
2薄煤層綜合機(jī)械化采煤工藝的實(shí)踐
2.1 薄煤層工作面概述
木城澗煤礦+570 m水平六石門五槽西二壁工作面為薄煤層工作面,其走向平均長度為630 m,傾向平均長度為105 m,煤層厚度為0.3~1.5 m.平均厚度為1.1 m,煤層總體走向為N1350E,傾向450,傾角70~150,平均傾角為110,其煤層頂板情況如表1所示。
2.2 三機(jī)配套設(shè)備選型及主要技術(shù)參數(shù)
經(jīng)三機(jī)配套選型最終確定設(shè)備如表2所示。
2.3 采煤工藝
本工作面采用走向長壁后退式開采、全部垮落法處理采空區(qū)的綜采方法。工作面層面布置示意圖如圖1所示。
本工作面的回采工藝是薄煤層綜合機(jī)械化采煤,回采程序(工藝流程)為采煤機(jī)上端頭斜切進(jìn)刀->采煤機(jī)下行割煤至下端頭并追機(jī)移架->采煤機(jī)上行裝浮煤并由下向上追機(jī)推溜->采煤機(jī)上行割三角煤,如此循環(huán)回采。
本工作面利用采煤機(jī)滾筒落煤,采用上端部斜切進(jìn)刀單向割煤,截深0.6 m.機(jī)組往返一次進(jìn)一刀。循環(huán)進(jìn)度為0.6 m,進(jìn)刀距離為33 m。采煤機(jī)割下的煤利用滾筒配合運(yùn)輸機(jī)上的鏟煤板將煤裝入運(yùn)輸機(jī)。
采煤機(jī)割下的煤通過工作面刮板輸送機(jī)、SGB620/40型刮板運(yùn)輸機(jī)、DSJ 800/55型帶式輸送機(jī),將煤運(yùn)至煤倉再采用1T礦車將煤運(yùn)輸?shù)?570 m的水平罐籠。
2.4 應(yīng)用效果與效益分析
此薄煤層綜采工作面安裝好后,從初采到第一次搬家,共計采出原煤80938. 37 t,每月具體完成情況如表3所示。
此工作面采用綜采工藝和炮采工藝時的勞動組織分析分別如表4和表5所示。
由表4和表5可以看出,此工作面采用綜采工藝和炮采工藝時所需的人數(shù)幾乎差不多,但采用綜采工藝時最多一天可以割煤6刀,平均每天割煤4刀,每天的推進(jìn)度為2.4 m;而采用炮采工藝時.每天的推進(jìn)度為1.2 m,即每天的產(chǎn)量只有綜采時的一半,所以炮采工藝的工效也只有綜采工藝的一半。同時,炮采時工人的勞動強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于綜采時工人的勞動強(qiáng)度,綜采也比炮采安全的多,所以采用薄煤層綜合機(jī)械化采煤工藝達(dá)到了提高單產(chǎn)和效益、減輕工人勞動強(qiáng)度的目的,取得了較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
3 結(jié)語
薄煤層綜合機(jī)械化采煤工藝在薄煤層工作面的成功實(shí)踐,使薄煤層采煤全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化起到了積極推進(jìn)作用,此工藝能降低勞動強(qiáng)度,提高生產(chǎn)能力和工效,能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益,同時也能提高采煤過程中的安全性。薄煤層綜合機(jī)械化采煤工藝雖然有很多優(yōu)點(diǎn),但也存在一些不足,比如薄煤層工作面的巷道相對來說矮小、空間有限、液壓支架、采煤機(jī)和刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸和安裝比較費(fèi)勁,同時在生產(chǎn)過程中設(shè)備壞了維修也不方便,還有工作面煤層不夠1.0 m高時,為了保證液壓支架可以順利通過,需要在工作面進(jìn)行鏟底響炮等。
然而實(shí)踐證明,薄煤層綜合機(jī)械化采煤工藝的應(yīng)用利大于弊,此工藝的成功實(shí)踐對我國薄煤層綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的發(fā)展起到了推進(jìn)作用,具有一定的社會效益。
4摘 要 介紹了薄煤層綜合機(jī)械化采煤工藝在薄煤層工作面的成功實(shí)踐,薄煤層采煤全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,既降低了勞動強(qiáng)度,又提高生產(chǎn)能力和工效,能取得較好經(jīng)濟(jì)效益的同時也能提高采煤過程中的安全性。薄煤層綜合機(jī)械化采煤工藝在北京京煤集團(tuán)有限責(zé)任公司木城澗煤礦的成功實(shí)踐,也對我國薄煤層綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的發(fā)展起到了推進(jìn)作用,具有一定的社會效益。
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