薄煤层综采三机配套及应用

王新亚，成洪江

(汾西矿业(集团)有限责任公司)

我国将厚度0.8～1.3 m的煤层称为薄煤层。由于较薄中厚煤层，其开采设备及采煤工艺的选择与薄煤层十分相似，故目前美国等国家将厚度≤2 m的煤层统称薄煤层。山西焦煤汾西矿业集团贺西煤矿的二采4#煤层厚度在1.1～1.6 m之间，属于此类情况。通过对2401、2402、2403 3个工作面开采中存在的问题进行研究，制定了2404工作面三机配套选型方案，在开采实践中取得了较好的效果。

1 2404工作面地质概况

2404工作面采二叠系山西组4#煤层，为中灰特低硫主焦煤，容重为1.39 t/m3，倾角2°～9°，煤层厚度1.2～1.6 m，底板较硬，工作面构造较复杂，材料巷及运输巷掘进时揭露多条小断层。煤层顶底板情况巷道特征表及断层情况见表1～3。

表1 煤层顶底板情况表

2 设备选型

1) 液压支架选型方案。

a) 为适应煤层厚度变化的需要，选用较大伸缩比的两柱掩护式液压支架，并采用整体顶梁结构，减小顶梁厚度，保证采煤机的通行空间。b) 选用较大工作阻力液压支架，避免发生液压支架压死现象。c) 由于薄煤层综采工作面操作空间狭小，基本架采用邻架操作方式。

表2 巷道特征表

表3 断层情况表

d) 根据我国液压支架设计规范中对薄煤层液压支架主要参数的限定：为避免支架卸载后被顶板压死，要求支架的最大高度比采煤工作面最大采高高100～200 mm；支架中心距优先选用1.5 m，支架的梁端距选200～350 mm。基本架选用ZY4000/08/18L型，过渡支架选用ZYG5000/11/26L型。液压支架参数见表4，表5。

2) 采煤机选型方案。

a) 薄煤层工作面选用机身矮、整机长度短的采煤机，以适用工作面煤层底板的起伏变化。

b) 选用大截割功率采煤机，以满足薄煤层工作面拉底的需要，使采煤工作面采高平稳过渡，并和顺槽底板平稳过渡。

表4 ZY4000/08/18L型液压支架技术参数

表5 ZYG5000/11/26L型液压支架技术参数

c) 选用双电机驱动弯摇臂以降低机身整体高度，增大摇臂下方的过煤空间。

d) 采用可以遥控的采煤机，解决采煤机操作空间小，采煤机司机视线不好的问题。

e) 选用大升角螺旋滚筒并和采煤机截割转速匹配，改善装煤效果。

综合以上各方面因素，选用了上海创力矿山设备有限公司的MG250/560WD型采煤机，滚筒选用山西海德拉太矿国际采矿刀具设备有限公司d1 400刀形齿滚筒。采煤机主要技术参数见表6。

3) 刮板输送机的选型。

a) 刮板输送机要求中部槽高度要低，宽度和采煤机宽度适应，保证采煤机重心线与刮板输送机重心线相吻合，防止采煤机截割时产生震动，并增大采煤机机身下过煤量，防止大块煤矸卡阻。

b) 刮板输送机的销排座适当向采空侧移位，使采煤机与输送机重心线吻合，铲间距由原来的480 mm缩小到230 mm，提高滚筒的装煤效果。

表6 采煤机主要技术参数

c) 刮板输送机铲煤板由L形改为三角形，采煤机由骑铲板改为骑溜槽，提高装煤效果。

综合上述因素，选取山西煤机厂改进的SGZ-764/630型刮板输送机。主要参数见表7。

表7 刮板输送机主要技术参数

3 2404工作面与2403工作面生产情况比较

1) 月推进度比较。2404工作面从2009年12月开始初采，截至2010年7月底，共生产原煤209 980 t，平均月推进90 m。2403工作面从2007年10月开始初采，2009年12月初开采结束，共生产原煤631 777 t，平均月推进53 m。

2) 日产量比较。2404工作面在正常回采期间的产量在1 200～1 900 t，最大日产量达2 230 t，而2403工作面的日产量在400～900 t，最大日产量为1 200 t。

3) 装煤效果比较。2404工作面采用新的配套设备后装煤效果明显改善，移刮板输送机后浮煤厚度不足50 mm，而在2403回采期间浮煤厚度在130 mm左右。

4) 设备事故比较。2404工作面投用至今基本没有出现因设备事故影响生产的情况，而在2403工作面的生产过程中常因采煤机行走部、截割部的损坏影响生产，每个月影响时间在180～210 h，采煤机故障成为影响生产的主要因素。

4 使用效果分析

1) 大伸缩量大工作阻力液压支架的选用，避免了液压支架压死现象，提高了工作面的推进速度。

2) 薄机身采煤机，低中部大宽度刮板输送机的配套使用，解决了采煤机机身通过困难的难题，同时避免了煤矸的卡阻现象，改善了采煤机，刮板输送机的工况条件，减少了设备故障。

3) 采用刀型齿截割滚筒，将原来镐形齿的破碎落煤方式改为刀形齿的切割落煤，不仅减少了采煤的截割阻力，使采煤机工况条件得到有效的改善，降低了采煤机的事故率，而且降低了生产磨擦火花的风险，减少了煤尘的产生，改善了工作环境。

4) 采用大螺旋角滚筒提高了装煤效果经计算2404工作面要能多清扫浮煤25 388 t，按800元/t计算，可增收2 031万元。

5 效 果

通过对2404工作面三机配套选型及实际验证，说明针对地质条件与配套设备，有针对性解决设备配套之间的矛盾，是提高薄煤层工作面产能和安全生产水平的有效途径。2404工作面三机配套的成功使用对薄煤层综采工作面的选型配套有重要的参考价值。