朱福文+馬彥操

摘 要：我國(guó)的采煤機(jī)經(jīng)過(guò)多年快速發(fā)展，基本上實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，解決了中厚和厚煤層的開(kāi)采問(wèn)題。但對(duì)于極薄煤層及一些夾矸煤層的開(kāi)采，由于工作空間狹小，要求開(kāi)采設(shè)備外形尺寸較小，且性能必須可靠、適應(yīng)性強(qiáng)，造成機(jī)械化開(kāi)采十分困難。通過(guò)對(duì)爬底板采煤機(jī)在緩傾斜極薄煤層保護(hù)層工作面開(kāi)采中應(yīng)用的研究，特別是對(duì)采煤機(jī)在牽引鏈錨固、防滑、電纜收放等方面存在的問(wèn)題和采取的技改革新及措施進(jìn)行了論述，從而為緩傾斜極薄煤層保護(hù)層的機(jī)采工藝開(kāi)采奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：保護(hù)層 緩傾斜 極薄煤層 采煤機(jī)

中圖分類號(hào)：TD712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）7（b）-0000-00

Climb floor coal mining machine in gentle dip thin protective layer of the application of the mining

ZHU Fu-wen1 2 MA Yan-cao2

（1.Henan Polytechnic University Jiaozuo 454000；2.jiaozuo coal （group） co.， LTD. Henan 454000）

Abstract：Chinas coal mining machine in recent years rapid development， to solve the problem of medium thick and thick coal seam mining， but for thin coal seam and some coal-bed gangue， it is required that the mining equipment has smaller size， and the performance must be reliable， mining mechanization is very difficult. Through to climb floor coal winning machine in the low pitch very thin coal seam mining working face cover of the application of research， especially for coal mining machine in drag chain anchor， prevent slippery， yo-yo problems of technical innovation and take and measures were discussed， so as to low pitch very thin coal seam cover of machine adopt laid a foundation.

Keywords： protective layer；gentle dip；Very thin coal seam；coalcutter

1 保護(hù)層開(kāi)采概述

瓦斯事故隱患嚴(yán)重威脅著煤礦的安全穩(wěn)定，同時(shí)也是制約煤礦安全生產(chǎn)的主要因素。開(kāi)采保護(hù)層被公認(rèn)為是迄今為止最有效、最經(jīng)濟(jì)的防止煤與瓦斯突出的區(qū)域措施。根據(jù)保護(hù)層與被保護(hù)層的相對(duì)位置，可分為開(kāi)采上保護(hù)層和開(kāi)采下保護(hù)層，寶雨山礦開(kāi)采下保護(hù)層已取得初步成效。其開(kāi)關(guān)方案為：先開(kāi)采無(wú)突出危險(xiǎn)的一7煤層，使其上部突出危險(xiǎn)性較高的二1煤層中的瓦斯，通過(guò)采動(dòng)裂隙向保護(hù)層大量釋放，從而達(dá)到開(kāi)采一層煤、解放一層煤的區(qū)域性治理瓦斯的目的。

2 寶雨山礦保護(hù)層工作面概況

寶雨山礦為焦作煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司下屬生產(chǎn)礦井，該礦12B06保護(hù)層開(kāi)采工作面開(kāi)采煤層為一7煤，煤層埋深450m～520m，上距二1煤層平均間距26.76m，絕對(duì)瓦斯涌出量0.99m3/min。工作面走向長(zhǎng)度708m，傾斜長(zhǎng)度185～235m（平均210m），面積147385m2，煤層厚度0.4～0.8m（平均厚度0.6m），煤層傾角15～23°（平均17°），大部有一層夾矸。工作面采用普通機(jī)械化長(zhǎng)壁后退式一次采全高采煤法，頂板管理采用緩慢下沉法，回采期間（包括二1煤層通過(guò)裂隙進(jìn)入的部分瓦斯）的瓦斯涌出量為2.04m3/min，無(wú)突出危險(xiǎn)性。

3 爬底板采煤機(jī)在緩傾斜極薄煤層工作面的應(yīng)用

寶雨山礦一7煤層雖具有保護(hù)層開(kāi)采的先天條件，但由于煤層只有0.4～0.8m，煤層極薄。初始采用炮采工藝，放炮時(shí)工人來(lái)回進(jìn)出困難，放完炮后，工人需要側(cè)躺著清煤，員工勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全性差，生產(chǎn)成本高，效率低，效益差，成為制約保護(hù)層開(kāi)采的主要因素。

我國(guó)的采煤機(jī)經(jīng)過(guò)幾十年快速發(fā)展，基本上實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，解決了中厚和厚煤層的開(kāi)采問(wèn)題。但對(duì)于極薄煤層及一些夾矸煤層的開(kāi)采，大多數(shù)煤礦仍采用炮采或截煤機(jī)配合炮采等工藝方式。由于工作空間狹小，要求開(kāi)采設(shè)備外形尺寸較小，且性能必須可靠、適應(yīng)性強(qiáng)，造成機(jī)械化開(kāi)采十分困難。為了解決寶雨山礦極薄煤層保護(hù)層開(kāi)采存在的困難，經(jīng)過(guò)廣泛調(diào)研，我們選用了MG100-TP型單滾筒爬底板采煤機(jī)，并積極探索在緩傾斜極薄煤層保護(hù)層開(kāi)采工作面使用采煤機(jī)的開(kāi)采工藝。

3.1 MG100-TP型單滾筒爬底板采煤機(jī)的工作原理和性能

3.1.1 結(jié)構(gòu)特征與工作原理

MG100-TP型單滾筒爬底板采煤機(jī)由牽引部、電動(dòng)部、截裝部以及導(dǎo)向、防塵、底托板等附件組合而成。采用側(cè)面固定單滾筒，錨鏈牽引，沿煤層傾斜爬底板穿梭割煤，煤沿螺旋滾筒輸入裝煤部，裝煤部轉(zhuǎn)入工作面運(yùn)輸機(jī)。電動(dòng)機(jī)為兩端偏心出軸，分別傳動(dòng)牽引部和截裝部。

3.1.2 產(chǎn)品特點(diǎn)

（1）該采煤機(jī)機(jī)身爬在底板上，對(duì)運(yùn)輸、支護(hù)等配套設(shè)施的要求低，以該機(jī)為主的普通機(jī)械化設(shè)備費(fèi)用較低。

（2）該機(jī)本身帶有裝煤機(jī)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)割煤、裝煤同時(shí)進(jìn)行。

（3）電動(dòng)機(jī)功率大，機(jī)身強(qiáng)度好，能割較硬的和帶有薄層夾矸的煤層。

（4）機(jī)身矮、短、窄，是國(guó)內(nèi)最薄的采煤機(jī)。

（5）采用液壓傳動(dòng)、錨鏈牽引、無(wú)極調(diào)速。

（6）具有補(bǔ)液回路、熱交換回路、回鏈敲缸保護(hù)、過(guò)載保護(hù)回路。電機(jī)兩端出軸同時(shí)帶動(dòng)牽引部及截裝部，裝煤部保險(xiǎn)銷可實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，截割部離合器可實(shí)現(xiàn)截裝部的轉(zhuǎn)動(dòng)和停止。

（7）安裝遙控接受裝置，采用遠(yuǎn)距離遙控開(kāi)停機(jī)，保證司機(jī)安全。

3.1.3 主要技術(shù)特征

3.2 主要采煤工藝

機(jī)采工藝：準(zhǔn)備→采煤機(jī)割煤、裝煤→輸送機(jī)運(yùn)煤→機(jī)后支護(hù)→人工清煤→移溜→回柱。該工作面的落煤方式為MG100-TP型單滾筒爬底板采煤機(jī)割煤，滾筒形式為雙頭等螺距螺旋單滾筒，采高0.6m，截深1m。采煤機(jī)入刀方式為在煤壁上爆破出一個(gè)寬5m，深2m的機(jī)窩，然后用單體柱推動(dòng)溜子，使溜子推動(dòng)采煤機(jī)，將采煤機(jī)滾筒伸入煤壁。

3.3 存在問(wèn)題、改進(jìn)辦法和效果

3.3.1 牽引鏈錨固存在問(wèn)題、改進(jìn)辦法和效果

原廠家設(shè)計(jì)采用單體液壓支柱直接壓在牽引鏈上，使用中發(fā)現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題：一是支柱升壓壓鏈時(shí)易打滑；二是壓得過(guò)緊，支柱易將鏈環(huán)擠壓變形。

改進(jìn)辦法或創(chuàng)新點(diǎn)：設(shè)計(jì)了壓鏈錨固底座，壓鏈錨固底座上設(shè)計(jì)有防止支柱打滑的柱窩和固定牽引鏈的鏈槽。使用時(shí)，牽引鏈在壓鏈錨固底座的鏈槽內(nèi)，只承受牽引方向的拉力，不承受壓力；支柱壓在壓鏈錨固底座上的柱窩內(nèi)，有效地防止了打滑。壓鏈錨固底座在現(xiàn)場(chǎng)使用至今，沒(méi)有再發(fā)生過(guò)支柱升壓壓鏈時(shí)打滑和將鏈環(huán)擠壓變形現(xiàn)象。

3.3.2 采煤機(jī)防滑存在問(wèn)題、改進(jìn)辦法和效果

由于該采煤機(jī)牽引方式為鏈牽引，且隨著推進(jìn)工作面局部?jī)A角超過(guò)20°，上行割煤時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)下滑現(xiàn)象，如果牽引鏈一旦斷裂，就會(huì)出現(xiàn)采煤機(jī)下滑事故。

防滑措施或創(chuàng)新點(diǎn)：一是在采煤機(jī)下端設(shè)計(jì)安裝兩個(gè)機(jī)械防滑保險(xiǎn)叉，上行割煤時(shí)，一個(gè)拖在底板上，另一個(gè)緊貼刮板輸送機(jī)槽幫，采煤機(jī)一旦發(fā)生斷鏈下滑，保險(xiǎn)叉就會(huì)插入底板和槽幫側(cè)面的孔，防止事故發(fā)生；二是上行割煤時(shí)，在采煤機(jī)下端5～10m處打一排4根單體液壓支柱，阻止下滑的采煤機(jī)繼續(xù)下滑。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，當(dāng)采煤機(jī)發(fā)生下滑時(shí)，防滑保險(xiǎn)叉能夠可靠有效地阻止采煤機(jī)繼續(xù)下滑發(fā)生事故。

3.3.3 采煤機(jī)電纜收放存在問(wèn)題、改進(jìn)辦法和效果

因煤層太薄，刮板輸送機(jī)上無(wú)法安裝電纜槽，采煤機(jī)也沒(méi)有托纜裝置，原現(xiàn)場(chǎng)電纜收放都是人工進(jìn)行（下行時(shí)，電纜由采煤機(jī)牽引沿底拖曳；上行時(shí)，人工向上拖曳電纜），勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、危險(xiǎn)性高。

解決辦法或創(chuàng)新點(diǎn)：在工作面順槽安裝使用了電纜卷纜裝置，并制定了使用安全操作規(guī)程，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用效果良好。電纜收放裝置的使用有效降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，確保了工作面的安全生產(chǎn)。

4 使用效果

經(jīng)積極探索和改造使用，爬底板采煤機(jī)在緩傾斜極薄煤層保護(hù)層開(kāi)采工作面的應(yīng)用效果十分顯著。主要表現(xiàn)在：

（1）主要材料消耗明顯下降，特別是大幅度降低了炸藥和雷管的使用量；

（2）勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低，簡(jiǎn)化了工序，減少了工人匍匐在工作面的攉煤量；

（3）煤炭質(zhì)量得到提高，減少了矸石量；

（4）改善了安全生產(chǎn)條件，便于對(duì)工作面進(jìn)行及時(shí)支護(hù)。

（5）工作效率高，瓦斯區(qū)域治理效果好。

該工作面回采6個(gè)月來(lái)，完成開(kāi)采保護(hù)層面積約55000m2 ，解放被保護(hù)層煤量約330000t。月度最高完成開(kāi)采保護(hù)層面積10710m2 ，解放被保護(hù)層煤量約64000t。

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