提高俯采工作面采煤机滚筒装煤效果的措施

郝山林，胡志勇，王晋级，刘义，耿广佩

(1.徐州中矿汇弘矿山设备有限公司， 江苏 徐州 221116； 2.北矿业集团有限公司生产部， 安徽 淮北 235000)

0 引言

淮北地区煤矿井下工作面煤层走向极不稳定，俯采工作面较多。俯采角度越大，综采工作面的生产效率就越低，三机配套、采煤机滚筒装煤效果的问题就越突出。对于俯采角度超过15°的工作面，要提高采煤机滚筒的装煤效果，就必须采取特殊技术措施。

本文通过对淮北某一矿824俯采工作面的采煤机装煤影响原因进行分析，并提出了改进措施，取得了一定的效果。

1 工作面情况

淮北某一矿824工作面面长150 m，走向长900 m，工作面倾角10°～15°，走向俯采倾角10°～20°。自工作面切眼向前300 m，煤层厚度为2.5～3 m，采用一次采全高开采方式；其余600 m，煤层厚度6 m左右，采用放顶煤方式开采。工作面配套的液压支架为ZF10000/18/34，前部刮板运输机为SGZ800/1050，采煤机为MG600/1410-AWD，配置的滚筒为φ2 000/630/3F(工作面生产一个月后，由于滚筒直径大，与支架前梁护帮板干涉，随后换为φ1 800/630/4F)。

该工作面俯采角度大，运输机为上运方式；顶板破碎、煤层松软、顶板漏矸严重，移架时发生大量漏矸，工作面破碎煤矸堆积如山；底板为泥岩，老塘有出水，造成底板松软，前部运输机下扎，支架推杆链接装置频繁损坏；因前部运输机倾斜严重，采煤机机身几乎倾倒在煤壁侧，加剧了运输机下扎程度。工作面大量煤矸无法正常装运，问题一时难以解决。

2 影响装煤原因分析

经过现场勘察，对采矿条件、设备配套、工作面管理等方面进行了全面分析，认为该工作面存在以下问题：

1) 顶板破碎，漏矸严重，所漏煤矸超过采煤机滚筒的装载能力，致使工作面大量煤矸堆积。

2) 采煤机与刮板运输机配套的装煤距离大，造成装煤困难(装煤距离是滚筒螺旋叶片末端到溜槽槽帮内侧的最小尺寸)。经验判断，这种配套关系正常情况下装煤距离应不超过600 mm3。经实测，机尾滚筒装煤距离为830 mm，机头滚筒装煤距离为640 mm，平均装煤距离超过700 mm(装煤距离示意见图1)。

图1 采煤机滚筒装煤距离

3) 底板松软，老塘出水，接地比压大，前部运输机推移时铲板下扎，加剧了俯采角度，使采煤机倒向煤壁侧，难以实现有效装煤。

4) 采煤机截割滚筒转速为48.4 r/min，较高的滚筒转速导致大量煤流不能从滚筒甩出，装煤效果很差[2]。通过与以往近似截割功率、滚筒直径的转速比较，该滚筒所设计的转速超过所有设计，结果滚筒装煤时煤流只能到达槽帮外沿，不能进入溜槽内部，所有能装进溜槽的煤矸都是被采煤机机身行走时所推入。

5) 未严格控制采煤机卧底量，导致俯采角度越采越大。

3 改进措施

根据以上分析采取了以下整改措施：

1) 适当减少进刀量，提高采煤机牵引速度，采用带压擦顶移架[1]，加快支架推移速度，加快工作面推进，减少三机设备在破碎地带停留时间，最大限度减少顶板漏矸。

2) 液压支架、前刮板运输机下部铺垫木板，见图2， “制造”人工底板，减少接地比压，减少运输机下扎程度，使前部运输机与液压支架在推移时处于同一平面，减少了因推杆上翘而损坏连接机构。

图2 工作面刮板运输机/液压支架垫铺木料

3) 对老塘侧流入工作面的水源，探明水源出处，进行封堵，对不能封堵的流水将其隔离，引到材料道。

4) 降低滚筒转速。更换截割电动机，将4极电动机改为6极电动机，滚筒转速由48.4 r/min降为32 r/min。

5) 采煤机截割时严禁卧底，或不得随意增大卧底量。工作面中间段以割到溜槽铲板为准；机头机尾如果割不透，可采用人工卧底。

4 应用效果

经过一段时间调整，特别是在采煤机滚筒转速降低后，装煤效果有了一定提高，机头滚筒能装到溜槽3/4宽度，机尾滚筒能装到溜槽近1/3宽度；液压支架、前刮板运输机下部垫铺木板，运输机下扎程度减小，省去了用锚链、支架前梁起吊前部运输机的工序，采煤机也不再向煤壁侧倾倒。

由于工作面的俯采角度超过了原开采设计，经过1～2个月的生产，运输机道高出工作面超过1 m，需要人工卧底，巷道的整修影响了工作面推进速度。漏矸问题仍未得到有效控制，破碎煤矸依旧大量堆积，工作面生产效率没有明显改善。

5 结论

通过笔者对淮北某一矿824工作面采煤机滚筒装煤效果的跟踪，验证了对提高工作面生产效率所采取的措施有效性。

对于提高俯采工作面装煤效果总结出如下结论：

1) 滚筒转速高低与滚筒叶片升角对装煤效果有明显影响，对于一定的叶片升角，转速超过一定数值时，叶片不再向溜槽内推煤，大部分煤被甩到滚筒后方，进入不了溜槽。

2) 滚筒叶片头数采用3头或4头，要看煤的破碎程度及煤的堆积情况，一般碎煤大量堆积，可以选用4头叶片的滚筒[2]，这样叶片围包角小、滚筒出煤速度快。

3) 俯采工作面液压支架的推移千斤顶尽量选择大缸径、大推力，不仅可以加快带压擦顶移架速度[1]，还可以把工作面残留的碎煤通过推溜直接铲装。

4) 泥岩底板一定要控制好工作面积水，防止底板泥化而加剧运输机扎底，尽可能保证运输机沿底板推进。

5) 为了提高俯采工作面采煤机滚筒装煤效果，需要三机配套合理，装煤距离尽可能小[3]，对于该工作面，装煤距离应不超过650 mm。