较薄煤层综采设备.doc

较薄煤层综采设备配套及参数优化阚建立（邢台矿业(集团)有限责任公司显德汪矿，河北邢台市，054107）摘要介绍了在1.5m煤层中使用综采设备实现高产高效的 经验。包括采煤机、液压支架和刮板输送机的技术特征、工作面地质条件和综采设备的现场 应用及工艺参数优化。关键词综采设备设备配套薄煤层工艺参数近年来，我国综采设备有了长足的发展，特别是厚煤层一次采全高和放顶煤综采设备发展迅 速，有力地促进了高产高效矿井建设，出现了批“一井一面，年产百万吨”的现代化矿 井。然而，在较薄煤层，虽然进行了多方面的努力和尝试，但由于设备配套上的不成熟或不 适应，难于满足高产高效和可持续发展的要求。显德汪矿1982年投产，主采煤层为l、2、9煤层。1煤平均厚度仅为1.5m， 多年来主要靠高档普采生产，工作面年产徘徊在20万t，19951997年曾使用KX28007 18型支架及配套设备，平均年产2267万t，单产没有多大提高。为了尽快提高较薄煤层 的开采装备水平，经多次调研论证，于2000年10月装备了ZY240010 19支架、MG200BW型采煤机、SGB630150型铸造封底刮板输送机配套设备。经过现场进 一步 技术改造和工艺参数优化，取得了明显效果，实现年产42万t，最高月推进达到249m，最高 月产91672t。1三机配套及技术特征（1）ZY24001019液压支架。两柱掩护式，支撑高度1.01.9m，支架宽度 1.43l.6m，中心距1.5m，工作阻力2400kN，支架强度0.470.51Mpa，适应倾角 35，操作方式为邻架控制，支架重量7.4t。（2）SGB630150型刮板输送机。出厂长度150m，输送量250t/h，装机功率275kW ，刮板链速0.86ms，紧链方式为摩擦紧链式，牵引方式为齿轮销轨式，中部槽为 铸焊结构。（3）MG200BW型采煤机。采高范围1.152.3m，适应倾角35，适应硬度f3.5 ，滚筒转速50rmin，滚筒直径11501300mm，机面高度853mm，卧底量132.5mm， 牵引方式为无链牵引，最大牵引力264kN，牵引速度06.14mmin，装机功率200kW ，电压等级6601140kW，机器总重15t，机器总长7604mm。2 生产工作面地质条件综采设备在显德汪矿1719工作面首次应用，工作面走向长壁式布置，走向长度1720m，倾 斜长度136.5m，平均倾角12，最大倾角28，最大俯采角24，煤层厚度0.51.96m， 平均1.5m，煤层普氏硬度系数f=l.2。直接顶板为粉砂岩，厚08.5m，平均3.75m，薄中 厚层状，泥质胶结，中上部13层煤线，其上为细砂岩老顶、均厚2.7m，属II级2类顶板。 底板为细砂岩，厚10.719.3m，钙泥质胶结，较坚硬。工作面内小落差正断层发育，工作 面外段发育一组落差24m的断层，贯穿工作面，需搬家甩构造带。为适应煤层倾角变化，工作面两巷不平等布置，即平面不等长，实现斜面等长。切眼及两巷 均采用锚网支护。运输巷铺设胶带输送机，使用SGB-40T刮板输送机作为转载机。3 现场应用及工艺参数优化综采设备的配套合理是实现工作面高产的基础，正确的回采工艺是实现稳产的条件。 3.1 工艺参数确定（1）截深的选择。综合考虑采煤机功率、煤质硬度系数、煤层厚度及采高、顶板节理发育 情况、支撑压力压酥煤壁深度、支架支护方式等因素来确定截深。通过认真分析工作面地质 条件和设备配套情况，确定截深为0.6m。当顶板节理发育、片帮严重时，每刀拉架时进行超 前支护，以提高循环单产。（2）采煤机牵引速度V的确定。V=Q(60kMSC)=250(60l.ll.50.61.450.95)=3.18mmin其中：Q一输送机能力，250th；k输送机因条件导致能力降低系数，1.l；M一采高，1.5m；S一截深，0.6m；一煤比重，l.45t/m；C工作面采出率，0.95。根据移架速度、平巷运输能力、采煤机截割能力等，牵引速度最后确定为3.03.2mmin。 （3）支护与移架方式。采用邻架操作，立即支护。在采煤机割过去后，先移支架撑住顶板 ，然后再移输送机。并结合煤层厚度掌握加长杆伸缩，以便以合理架位及高度支护顶板。当 顶板情况允许时，顺序移架与隔架移架相结合，保证移架速度满足采煤机割煤速度，以实现 连续快速割煤的需要。（4）采煤机进刀方式。采用1台MC200BM采煤机落煤，端头斜切进刀方式。双向割煤，前 滚 筒割顶刀，后滚筒割底刀，自开缺口。根据工作面输送机机头、机尾过渡节长度与上下滚筒 的相对位置，摇臂长度、回转中心至齿轨轮中心的距离，计算并掌握好机头机尾伸出煤壁距 离不得小于0.95m，以确保上下滚筒能割透煤壁，彻底实现开缺口机械化。3.2 现场技术改造及应用（1）采煤机滚筒改造。根据煤层地质条件，为了提高装煤效果，特别是适应俯采的需要， 对机组滚筒进行了改造，使滚筒螺旋升角由原来的16变为21，叶片高度由原来的215mm 增 加到235mm，滚筒直径由原来的1100mm增加到1150mm，并使螺旋叶片迎煤面光滑，同时滚筒 转速由原来的67rmin降为50.4rmin。通过以上改造并进行特殊加固，使装煤效果得到了 极大提高。（2）推移千斤顶改造。连接头由固定式改为悬浮式，减少了损坏，缸径由125mm变为140mm ，增大了推移力和推移速度，为及时维修顶板，调节各工序关系，实现快速推进创造了条件 。（3）输送机下滑量的控制。根据工作面倾角，掌握好机头超前量以抵消输送机下滑量 。 结合理论计算并在实际生产中观察得出：煤层倾角小于10时，超前量不超过3m，小于18 时，超量保持在5.5m为宜。同时使工作面到输送机平直，确保了煤炭顺利运出。（4）工作面设计与支护。为实现快速推进，减少生产中加减架影响生产的问题，在工 作面布置时，根据预测煤层倾角变化情况，工作面两巷布置成平面不平行，保证斜面等长。 同时，采用锚网支护技术，简化两巷管理及维修量，排除两巷回收工字钢困难，为快速推进 创造条件。为减少搬家次数，采用跨七采石门连续回采，走向长度达到1720m。4 效果及结论（1）通过优化回采工艺参数，加强现场管理，在过本煤层空硐和底空硐、搬家次的情况 ，2000年11月2001年10月3l日，共生产原煤502601t，创出最高月进249m，最高月产91672 t的好成绩，最高日产达4395t。（2）该套综采设备的成功应用，为薄煤层开采综合机械化实现稳产高产奠定了坚实的基础 。为同类条件矿井逐步完善回采工艺，提高安全生产水平进行了有益的探索。（3）对煤层倾角的适应性。适应煤层倾角25，最大不超过32；俯采角度1