孫江濤 肖佳琦 胡旭 楊彥寧

摘要：對(duì)我國(guó)薄煤層開采設(shè)備和開采方法的研究，了解傳統(tǒng)的開采方法和設(shè)備。研究新型薄煤層螺旋采煤機(jī)，對(duì)其朝一體化、連續(xù)化、智能化方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：薄與極薄煤層;螺旋采煤機(jī);新型;智能化

中圖分類號(hào)：TD421.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672 - 9129（2018）12 - 0122 - 02

1 前言

我國(guó)薄煤層的儲(chǔ)量豐富，而且資源分布廣泛，煤質(zhì)很好。在我國(guó)的一些地區(qū)所占比例大，如四川省60%，54%的山東省，貴州省黑龍江省占51%、37%。其他一些省份也有大量的薄煤層和較薄煤層資源。然而，薄煤層的開采由于煤層薄、工作環(huán)境差、設(shè)備工作困難、煤層高低變化、斷層等環(huán)境因素的影響，對(duì)開采設(shè)備的要求高、技術(shù)難，而且影響程度高。開采環(huán)境、設(shè)備的投入和生產(chǎn)比正常煤層困難的問(wèn)題影響，薄煤層一系列的開采、設(shè)備的發(fā)展速度慢。

此外，一些煤礦對(duì)薄煤層的開采效率低、速度慢，導(dǎo)致之后正常煤層的開采難度大，有時(shí)會(huì)造成一些不必要的浪費(fèi)。由于資源的開采，規(guī)則的煤層逐漸減少，自然薄煤層資源就成了當(dāng)今乃至以后的開采對(duì)象。所以，對(duì)薄煤層開采設(shè)備的研制成為研究的重中之重.以之用來(lái)提高薄煤煤層開采的效率。

2 傳統(tǒng)開采設(shè)備的發(fā)展

在1980年代，我國(guó)吸收國(guó)外的一些采煤技術(shù)，開發(fā)生產(chǎn)出我國(guó)第一代采煤機(jī)，投入使用有很大成效，在隨后我國(guó)改進(jìn)采煤機(jī)由液壓驅(qū)動(dòng)到牽引電機(jī)驅(qū)動(dòng)。在同一時(shí)期，BM系列滾筒采煤機(jī)被黑龍江煤礦機(jī)械研究所與雞西煤礦機(jī)械廠共同開發(fā)出來(lái)了，這種雙軌筒采煤機(jī)效率在以前有所提高，性能穩(wěn)定。在一段時(shí)間內(nèi)得到了普遍使用。由于這種采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜維修起來(lái)困難。所以在此基礎(chǔ)上改進(jìn)成簡(jiǎn)單的單軌筒薄煤層采煤機(jī)。

為提高薄煤層開采的效率，改善薄煤層開采的難度。黑龍江煤炭研究所與雞西煤機(jī)廠研究制造了MC150B型采煤機(jī)，同時(shí)中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)上海分公司研究制造了SMC200 -B型采煤機(jī)?？茖W(xué)與大同礦務(wù)局、中波合作開發(fā)的MG344 - PWD強(qiáng)爬底采煤機(jī)、海運(yùn)分公司和西安煤炭廠開發(fā)的MC375 - AW上下煤層采煤機(jī)。

自1990年代以來(lái)，讓薄厚煤層共存，加大對(duì)薄煤層的開采力度，1997年，大同礦務(wù)局，MeiKe研究所結(jié)合厚煤層采煤機(jī)滾筒的技術(shù)聯(lián)合開發(fā)的新一代上海分行MC200/450-BWD類型的薄煤層采煤機(jī)，該薄煤層采煤機(jī)的動(dòng)力由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，速度由交流電變頻調(diào)速，靠無(wú)鏈牽引。隨后在此基礎(chǔ)上改進(jìn)，開發(fā)了MG250/550-BWD類型采煤機(jī)。為適應(yīng)中小型煤礦薄煤層開采、高品位開采的需要，研究改進(jìn)出了MC250BW型薄煤層采煤機(jī)，這種采煤機(jī)擁有平行式輸送機(jī)布置和液壓調(diào)速無(wú)鏈?zhǔn)綘恳绞?。安裝功率為250 kW，切割電機(jī)采用特殊設(shè)計(jì)的液壓馬達(dá)?？毓稍诓擅簷C(jī)的部分將泵箱，牽引齒輪傳動(dòng)部、切割部門固定齒輪箱，結(jié)構(gòu)緊湊。適應(yīng)開采的薄煤層高度為1-1.5米。

多種薄煤層采煤機(jī)研制成功，測(cè)試并投入使用。hml - 100型薄煤層采煤機(jī)適用于壁長(zhǎng)的工作面，厚度可采0.8 -1.3米。該采煤機(jī)的動(dòng)力是由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)的功率通過(guò)右端出口軸上齒輪傳送到右側(cè)切斷部分的離合器齒輪，然后通過(guò)一級(jí)錐齒輪和三級(jí)直齒輪進(jìn)入滾筒，滾筒以94.87r/min的速度進(jìn)行清煤和裝煤。電機(jī)的動(dòng)力通過(guò)電機(jī)的左端的齒輪帶動(dòng)牽引部的齒輪通過(guò)軸。主泵產(chǎn)生的高壓油通過(guò)閉環(huán)油路驅(qū)動(dòng)電機(jī)。電動(dòng)機(jī)通過(guò)兩級(jí)直齒輪和一組行星齒輪驅(qū)動(dòng)主鏈輪和環(huán)鏈。Shearer驅(qū)動(dòng)主鏈輪和環(huán)鏈，速度為O～6m/MI。N牽引速度沿輸送機(jī)運(yùn)行。他的電機(jī)功率大硬度強(qiáng)度高、并且為了防止變壓配備有恒壓自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，可使電機(jī)在安全功率下工作。另外還在內(nèi)外配有出水裝備，兩個(gè)支點(diǎn)的搖臂，效果更佳。

3 新型智能采煤機(jī)的研究

薄煤層螺旋鉆機(jī)智能化開采是指在開采過(guò)程中工人不參與到其中，而由智能采煤機(jī)獨(dú)立完成采煤、裝運(yùn)、運(yùn)輸?shù)人泄ば虻?。設(shè)備的維修與養(yǎng)護(hù)在臨近的巷道中。通過(guò)對(duì)螺旋鉆的進(jìn)一步改造，機(jī)組的爬坡性能、換向性能和抗滑性能都得到了很大的提高。智能采煤機(jī)的連續(xù)性、實(shí)用性和高效性有了一定的提高。與爆破相比，效率提高了10倍，直接成本降低了。極好的改善了工人的工作壞境，加速了生產(chǎn)。

智能蛇形采煤機(jī)采用的是三軸聯(lián)動(dòng)類型，雙方軸旋轉(zhuǎn)螺旋鉆桿，用于排放采下來(lái)的煤，中間軸是用于吹風(fēng)、噴水的不可旋轉(zhuǎn)軸。兩側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸靠?jī)蓚€(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，中間鉆頭由鉆桿一側(cè)通過(guò)頭齒輪傳動(dòng)箱驅(qū)動(dòng)供壓，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)連續(xù)工作。該機(jī)用于煤層薄厚可變、硬度大的工作環(huán)境。該采煤機(jī)擁有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）是三軸聯(lián)動(dòng)類型，部分一個(gè)穩(wěn)定器鉆桿每五部分與單一鉆桿相比，三軸剛性，穩(wěn)定性和良好的定向鉆管，一邊是不容易傾斜鉆探，鉆探大截面、煤炭回收率高;（2）鉆桿連接到卡內(nèi)的環(huán)形結(jié)構(gòu)，改變鉆桿時(shí)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作，拆遷。鉆桿連接時(shí)間短，輔助時(shí)間短，提高了生產(chǎn)效率。（3）三軸的中軸為通風(fēng)管道，可沿管道敷設(shè)。由于其安全可靠，可用于高瓦斯礦井。（4）鉆桿前部設(shè)有細(xì)調(diào)裝置，將粉塵噴人鉆孔，提高鉆頭使用壽命，降低粉塵溫度?？蓱?yīng)用于煤層傾角的波動(dòng)。（5）底盤具有穩(wěn)定的鉆井油缸和可調(diào)的油缸，可方便地安裝鉆機(jī)，對(duì)煤層適應(yīng)性強(qiáng)，側(cè)由工作臺(tái)集中控制。一人便可操作;（6）鉆機(jī)，液壓泵鉆.電氣控制設(shè)備分為姿勢(shì)、巷道內(nèi)形成連鎖布局、道路的適應(yīng)性強(qiáng)。蛇形運(yùn)輸裝置：蛇形運(yùn)輸系統(tǒng)是煤礦實(shí)現(xiàn)短距離、快速運(yùn)輸?shù)囊环N連續(xù)無(wú)軌運(yùn)輸方式。作為薄煤層智能化開采的環(huán)節(jié)之一，他的工作是將薄煤層智能蛇形采煤機(jī)采的煤靠收集裝置收集。運(yùn)送到蛇形皮帶上，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸。蛇形皮帶跟普通膠帶不同，它靠?jī)啥说膬蓚€(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪，然后帶動(dòng)皮帶工作。蛇形運(yùn)輸系統(tǒng)可根據(jù)不同巷道壞境進(jìn)行工作，靈活方便效率高。在復(fù)雜的煤層儲(chǔ)藏環(huán)境中，他可以根據(jù)采煤部分的牽引在巷道中運(yùn)輸煤炭，對(duì)薄煤層的開采效率有很大提高。在困難的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)靈活運(yùn)輸。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著資源的不斷開采與利用，薄煤層資源的開采越來(lái)越得到重視，薄煤層智能蛇形連采機(jī)的研制和試驗(yàn)成功，很好的解決了薄煤層開采的問(wèn)題，是我國(guó)薄煤層開采設(shè)備和技術(shù)的進(jìn)步，這將對(duì)我國(guó)煤炭資源的開采和利用產(chǎn)生很大影響。