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薄煤层综采工艺的应用
发布时间：2012-11-17 08:52 来源：未知
国内薄煤层采煤机的应用，主要集中在硬度小，不含夹矸和黄铁矿的煤层。田庄煤矿17煤层赋存稳定，平均厚度在0. 97m，煤层结构简单，富含硬度较大的夹矸和黄铁矿。该矿一直采用炮采工艺，由于职工劳动强度大，放炮环节安全隐患多，火工品消耗量大，研究针对田庄煤矿薄煤层工作面机械化开采成为迫切的任务。
1、 国内薄煤层开采的特点及技术难题
1.1 薄煤层开采的特点
从我国现有煤层赋存情况来看，尽管薄煤层在总储量中占两成多，但每年薄煤层采出量仅占全国总产量的10. 4%，产量与储量的比例严重失调，其主要原因为：
(1)采煤机械化程度低。
(2)工作面单产和效率低。
(3)掘进率高。
(4)开采成本高。
(5)工人劳动强度大。
由于受工作面空间的限制，薄煤层一直是煤炭开采的薄弱环节，设备的能力、安装、检修、操作等均受到很大的限制。此外，煤层生产能力低，单产水平低，巷道消耗率高、接替紧张。正是由于薄煤层采煤开采难度大，以往设备难以进行有效开采，部分条件极为复杂的薄煤层只能弃而不采，资源损失严重。
1.2提高薄煤层生产效率的出路
提高薄煤层的生产效率，已成为我国能源工业的重要任务。而实现薄煤层安全高效开采，根本出路在于机械化。必须研制出适合薄煤层开采的配套设备，设备须满足大功率、重型化、小体积和高可靠性的要求，实现工作面的自动化操作和控制。
1.3技术难题
目前，国内多数矿井试用的薄煤层采煤机截割功率在100kW左右，由于薄煤层多数含夹矸较多，截齿消耗量大，普遍选用大功率截割部、高强度滚筒、性能可靠的液压系统来减少设备损坏。对于田庄矿薄煤层中富含黄铁矿结核的薄煤层开采工艺还没有比较成功的经验。
实现薄煤层的机械化开采主要存在以下技术难题：
(1)需克服17层煤夹矸和黄铁矿结核对采煤机截割的磨损，降低生产成本。并能尽量减少切割时产生的火星，消除采煤工作面的安全隐患。
(2)由于煤层高度不足1m，严格控制好采煤机的采高，并能够达到良好的装煤效果。
(3)液压支架的使用，必须能满足在特殊地质条件下，比如夹矸结核石多的情况下能满足放炮的需要。
因而，对富含夹矸和黄铁矿的薄煤层工作面机械化生产设备和工艺的研究十分迫切。
2、新型薄煤层综采设备的技术研发
田庄煤矿为实现17煤采煤机械化，通过积极的调研和论证，联合三机配套厂家的技术人员，最终按照自己的要求试验成功了薄煤层工作面综采的三机配套，实现了田庄矿的第一个薄煤层综采工作面。该系统由上海创力公司生产的MG160/360-BWD型双滚筒采煤机、泰山建能设计生产的液压支架、产刮板输送机、转载机配套组成。在对三机进行配套时，根据该矿的地质条件，在设备选型时，分别对三机的设备进行了具体的设计要求，对其进行了多项创新和改进。
2.1 MC160/360-BWD型滚筒采煤机性能
MG160/360 - BWD型电牵引采煤机，是用以开采薄煤层的交流电牵引采煤机，该机采用多电机驱动、横向布置，总装机功率：361kW，供电电压：1140V；截割功率：2 x2 x 80kW；牵引功率：2×15kW；泵电机功率：11kW。采用机外载、“一拖二”交流变频调速，销轨式牵引；适用于煤层厚度1.0～1.77m，煤层倾角≤16°，中硬或中硬以下(f<4.5)煤层综采工作面。该机填补了本公司及国内薄煤层大功率无链电牵引采煤机的空白，也是目前国内薄煤层多电机横向布置采煤机功率最大的机型。其最大特点是装机功率大，机身短、薄，对薄煤层适应性强。该机设计优点有如下几点：
(I)采用多电机横向布置，机械传动系统各自独立，便于维护、检修。
(2)机身主体为一个“四箱合一”整体箱结构，无底托架，刚性好，可靠性高，无对接面，避免了以往采煤机对接螺栓松动问题。
(3)液压锁和油缸进行分体设计，便于故障查找，维护和更换。
(4)液压元件采用成熟可靠的MG系列产品，可靠性高。
(5)行走减速末级采用两级双浮动行星传动。结构紧凑、体积小。
(6)采用弯摇臂结构设计，四级直齿传动，无行星机构，减小滚筒轴直径，加大过煤空间，提高装煤效果。
(7)截割部设有机械离合装置，检修安全方便。
(8)外接管路尽可能布置在机壳内部，外观美观，防护性好。
(9)采用进口轴承和油封，机壳材料均采用锰镍合金铸钢，齿轮材料均采用18Cr2Ni4WA，提高可靠性。
(10)导向滑靴采用分体式，便于更换。
<11)采用高可靠性的可编程序控制器(PLC)为核心控制器件，可靠性高。
(12)综合了先进的信号传输技术，采煤机控制操作方便灵活。
(13)变频调速箱为机外载，先导及牵引均由载波控制，方便灵活，可靠性高。
(14)采用大屏幕液晶显示器，提供全中文显示界面，系统参数显示全面准确。
(15)具有参数记忆功能，有助于分析查找系统故障原因。
(16)系统具备一定的故障自诊断能力。
2.2 薄煤层液压支架的设计和革新
经过多家实地调研，考虑田庄煤矿地质条件，联合山东泰山建能机械集团有限公司对ZYC3200/7. 5/16型液压支架进行了多项新的设计和革新。
(1)在液压支架前探板下安设了两种规格的挡煤板，长度分别为800mm和600mm，在放炮时，可将挡煤板进行放下。挡煤板上敷设聚乙烯板，可有效防止放炮对钢板的冲击，挡煤板上开设泄压孔，减少冲击波的作用力。在遇到结核石或大块夹矸的情况下可有效进行放炮处理。
(2)在液压支架底托架前端安设可抬底液压缸，可对支架进行抬底，遇到泥岩底板时，可防止支架下陷。
2.3 到板式输送机的设计和革新
为满足该矿工作面顺槽巷道断面小，满足工作面两端安全出口的通畅，在对刮板输送机进行选型和设计时，对工作面刮板输送机进行了两点设计革新：
(1)选择了将电机减速机进行垂直布置的形式，将电机减速机放在顺槽内，保证了工作的安全出口宽度。
(2)将刮板输送机设计为上水平式，刮板输送机机头和机尾的电机减速机下降式布置，保证刮板的上水平，可增加采煤机在工作面两端的行走距离，保证了对工作面三角煤的截割。
3、经济效益
经过统计分析，按当前吨售价580元计算，炮采工艺吨煤成本326元，工效1.95t/工，效益254元／t；综采工艺吨煤成本364元，工效1. 81t/工，效益215. 46元t。机采和炮采相比工效差不多，但工人的劳动强度明显降下来了，而且安全性提高了一大截。
综合对以上三机的技术改造和革新，使三机满足了我矿薄煤层开采的生产条件要求，并通过对三机的配套实验，通过对一个工作面的试生产，完全证明了该套综采设备在薄煤层使用是成功和可靠的。为我国薄煤层开采总结了很好的创新经验和实例。
4、薄煤层开采技术的现状与展望
我国现行的薄煤层开采技术已比较多样化，其中主要有：
(1)用刨煤机开采薄煤层。
(2)滚筒采煤机开采薄煤层。
(3)普通机械化采煤法。
(4)螺旋钻机采煤法。
(5)连续采煤机巷柱式采煤法。
而提高薄煤层开采产量和效率的主要办法有：
(1)加大工作面长度。
(2)加大截深。
(3)加快切割速度。
(4)加大切割功率。
(5)提高自动化程度。
相信只要因地制宜，采用合理的开采方式，多用设备少用人，提高采掘的自动化，我国薄煤层的开采前景将是一片大好。
三门峡富通新能源销售刮板式输送机、皮带输送机、斗式提升机等，此外也销售颗粒机、秸秆压块机、饲料颗粒机。
