煤矿综采工作面设备适应性分析

曹 稔

（江苏省徐州市沛县大屯煤电公司姚桥煤矿综机管理科，江苏 沛县221611）

1 煤层稳定性与机采面设备适应性

矿区开采煤层主要为稳定和较稳定煤层，以稳定煤层为主;采区煤层储量稳定程度为一至四类，以一至三类采区为主。这样的开采地质条件对发展综合机械化采煤并不十分理想，必须区别对待，慎重处理。对于稳定煤层和一类采区，这是发展综合机械化采煤最好的开采地质条件，必须优先考虑综采。对于较稳定煤层和二、三类采区必须对己有的地质资料进行认真分析，选择稳定煤层或较厚的较稳定煤层或稳定块段进行综采。在较稳定煤层开采时，必须考虑综采支架和采煤机对煤层厚度变化不稳定性的适应性，而现有设备只要做到合理选型基本上都能满足。

2 “三机”配套设备

2.1 刮板输送机由边双链开底式(如SGB一630/200)到全部选用中双链封底式(如SGZ800/1050)。中双链封底式刮板输送机与边双链开底式刮板输送机比较有以下优点:对任何类别底板都有较强的适应性。由于浮煤难以进入封闭底槽内，且每隔15m(10节溜槽)有一块活动槽，能够打开用水冲洗刮板返货积存的浮煤，因此能有效保护溜子的运行，卡链、断链事故明显减少。电机功率大，牵引链强度大，设备的运力和可靠性增加。封闭式结构显著改善了对底板的载荷分布，溜槽遇软岩钻底量小，易于推溜，减少了推移油缸插销在推溜拉架时承受的剪切力而延长了使用寿命。

2.2 采煤机由单滚筒有链牵引(如DY一150高档普采)更新到有双节底托架结构的无链双滚筒采煤机(如MLS一170)，再被更新到目前的无底托架结构的无链牵引采煤机(MG系列)，无链牵引双滚筒采煤机与有链牵引单滚筒采煤机比较，适应性强，能适应<55°的煤层倾角;安全性高，无断链、跑车等问题:效率高，往返两刀比单滚筒多一刀。无双节底托架采煤机与有双节底托架采煤机比较，不存在底托架因切割产生的扭矩变形而引起的故障。采煤机由司机近机操作过渡到远距离摇控操作，减少了割煤产生的煤壁片帮伤人事故。在喷雾灭尘效果方面，新采煤机与老采煤机比较没有多大改善，其内喷雾使用时间不长(一般2-个月左右)，其效果变差，只能通过调整外喷雾灭尘的效果来加以保证。

2.3 综采支架在结构合理性上有明显改善。如ZFY6800/16/28型支架与ZY3300/13/33、ZY3600/16/36、ZF3200/16/26相比较，由于对底板的比压呈倒三角分布，在遇软岩时底座前端钻底量比后端大，因此移架困难，加上推移油缸与底座的连接插销直径过小，因而在推溜拉架过程中易被折断。ZFY6800/16/28型支架是吸取、总结了各种架型的优缺点改进而成，因此，适应性更强。主要表现有:底座对底板的比压控制近似于矩形分布，推移油缸与支架底座、刮板输送机的联接沛销加粗，二强度加大。

2.4 “三机”配套设备的智能化程度都不高，相对更先进的设备而言还有潜力可挖，如故障诊断、推溜、拉架、采煤机开停机都得靠人工就近操作，不能远距离智能集中控制，需要人员多、设备出了故障检修时间长。因此，矿区使用的“三机”配套设备在智能化性能上都还存在一定的缺陷，需要在设备设计和使用选型上不断改进，才能更好的提高适应性。

3 综采“三机”配套系统和辅助系统配套的适应性

矿区在过去由于对综采“三机”配套系统和辅助系统配套适应性的认识不足，辅助系统的配套能力往往小于“三机”配套系统的能力。如运煤系统中存在溜子与皮带配套，形成小马拉大车。由于溜子运输能力小于“三机配套系统能力，能力产差经常造成“卡脖子”现象，煤炭从溜槽中溢出而在采空区丢煤多小于皮带运输的，巷道的文明生产差，采面下出口巷道高度不够而经常需要人清理维护;最主要的是限制了“三机”配套能力的发挥。当运煤系统运量小于采面割煤运输量时，就不得不限制采煤机的割煤速度，有时甚至停机。现在矿区正在进行改进，主要是使运煤系统的能力大于“三机”配套系统的能力，如采面采用转载机更换与顺槽皮带配套的40T刮板输送机，更换掉运煤系统中的其它小运输能力设备。

4 矿区提高机采面设备适应性的对策或措施

针对机采面设备适应性分析中存在的主要影响因素，制定对策或措施:

4.1 采面生产能力过小

地质构造的客观存在或者原有矿井设计、采区设计受当时开采技术水平的影响，使矿井、采区一翼长度过小，采区划分的区段长度过小，使其不能布置走向长、采面长的大生产能力采面。对策或措施是:对地质构造复杂程度中等偏简单的井田、矿井、采区和煤层，结合煤层群开采、综采装备及工艺水平和瓦斯治理能力进行优化设计或生产系统改造，以提高采面生产能力。

4.2 煤层厚度与稳定性

从层数上看，矿区以开采薄及中厚煤层为主，煤层的稳定性又以较稳定煤层为主，使综采工艺的选择复杂化，对“三机”配套设备的性能相对要求较高。对策或措施是:采取物探，如三维地震勘探技术查清煤层厚度变化、稳定性的可靠程度及地质构造分布，对“三机”设备配套合理选型。

4.3 煤层倾角与底板

矿区的煤层倾角在8°-35°，大于12°倾角的煤层综采设备都应具防倒、防滑装置。底板为I-IV类，要求采煤设备对底板比压有较强的适应性。对策或措施是:选择综采支架底座对底板比压的控制要求近似呈矩形，刮板输送机应选用封底中双链式，才能防止设备过多钻底而造成推溜拉架困难。

4.4 瓦斯地质

矿区煤层瓦斯含量高，割煤产生的解析瓦斯占回风流瓦斯浓度的20-50%左右，采煤机割煤速度快了可能造成瓦斯超限，从而限制了采煤机的割煤速度。对策或措施是:进一步加大瓦斯治理力度，有效治理瓦斯，使提高采煤机割煤速度与瓦斯治理效果相适应。

4.5 “三机”设备配套

“三机”设备设计结构不合理，选型不当都会降低适应性水平。对策或措施是:慎重选型配套，选择由设计单位或生产厂家在现场调研的基础上设计制造的“三机”设备。

4.6 “三机”配套与辅助系统的配套

系统能力不配套就会形成“小马拉大车”、“卡脖子”等现象，使“三机”能力不能正常发挥。对策或措施是:在“三机”设备选型配套时，必须考虑辅助系统的配套能力。对辅助系统中的影响制约因素要坚决排除。不断提高“三机”配套与辅助系统配套的智能化集中控制水平。

[1]周逛.煤矿综采工作面设备配套选型专家系统研究，2011-05-01.

[2]徐洪周.薛湖煤矿综采工作面设备配套选型，2012-02-15.