薄煤層綜采機(jī)械化裝備配套及關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的研究

蘭永磊

(山西義棠煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 介休 032000)

薄煤層指的是貯存的厚度在1至1.5米左右的煤層。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們愈加重視對(duì)薄煤層的開采方式和裝備的配套設(shè)計(jì)，但由于目前國(guó)內(nèi)能夠應(yīng)用在薄煤層開采工作中的綜采機(jī)械化設(shè)備配套的技術(shù)正處于探索階段，尚不成熟，因此在當(dāng)前環(huán)境中所存在的問(wèn)題主要體現(xiàn)在滾筒裝煤、最大的采煤高度、薄煤層的輸送機(jī)、薄煤層的采煤機(jī)要求等四個(gè)方面。

1 裝備配套的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題在于解決滾筒的裝煤?jiǎn)栴}

由于受到薄煤層自身所特有的特點(diǎn)影響，在選擇滾筒的直徑時(shí)應(yīng)選擇較小的型號(hào)，但同時(shí)也會(huì)帶來(lái)了相應(yīng)的問(wèn)題。因此，要讓滾筒裝煤能夠得到良好的效果，就必須從以下幾個(gè)方面解決技術(shù)的問(wèn)題。

1.1 滾筒的直徑、過(guò)煤的高度、臥底的數(shù)量的影響

在對(duì)薄煤層進(jìn)行開采的過(guò)程中需要采煤機(jī)的滾筒直徑小，受其影響，螺旋葉片的高度也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)下降。由于薄煤機(jī)組存在很大的割底矸機(jī)會(huì)，這就要求此類機(jī)組的截割頭具有較高的強(qiáng)度，因此不能通過(guò)使用減小輪轂直徑的方式來(lái)降低葉片的高度。與中厚煤層的大直徑相比，螺旋葉片的高度降低則會(huì)讓其對(duì)煤體推移的面積出現(xiàn)減少，進(jìn)而造成裝煤過(guò)程非常困難。另外，鑒于輸送機(jī)的本身高度與一定的臥底數(shù)量的保證要求等因素的限制，使其與螺旋葉片較低的高度產(chǎn)生了相互沖突，因此只能通過(guò)對(duì)滾筒的結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行改變來(lái)解決此類問(wèn)題。通過(guò)在實(shí)際操作中的實(shí)踐與分析，通?？梢圆捎孟铝?種方法進(jìn)行解決與改進(jìn)：

(1)在不改變滾筒的截割直徑的狀態(tài)下，對(duì)螺旋葉片進(jìn)行高度改變。

(2)改變滾筒的截齒座與螺旋葉片的安裝方式。

(3)對(duì)采煤機(jī)搖臂的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，即當(dāng)滾筒落下時(shí)輸送機(jī)的上沿與搖臂下沿之間仍能保證一定的過(guò)煤空間。由于在輪轂位置低于輸送機(jī)時(shí)，葉片所推動(dòng)的煤流會(huì)受到輸送機(jī)側(cè)面的阻擋，從而導(dǎo)致煤塊無(wú)法被拋送至輸送機(jī)上，所以過(guò)煤空間的距離會(huì)直接對(duì)裝煤的效果產(chǎn)生制約。

因此，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，要對(duì)上述相互制約相互聯(lián)系的因素進(jìn)行充分、認(rèn)真的分析，才能做到滾筒的直徑與形式結(jié)構(gòu)、輸送機(jī)的高度、搖臂的結(jié)構(gòu)形式、過(guò)煤的空間等問(wèn)題進(jìn)行綜合考量，從而達(dá)到有利于煤塊填裝的目的。

1.2 滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)滾筒的裝煤效果的影響

由于滾筒的轉(zhuǎn)速越高，其線速度也就越大，因此在裝煤過(guò)程中容易產(chǎn)生煤塊沿切線方向被拋出的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響裝煤效率。但當(dāng)滾筒的轉(zhuǎn)速較低時(shí)，其線速度也會(huì)相應(yīng)減小，在旋轉(zhuǎn)滾筒的過(guò)程中，煤塊拋向輸送機(jī)時(shí)可能出現(xiàn)速度不夠的情況，進(jìn)而使煤塊無(wú)法到達(dá)輸送機(jī)上，同樣影響生產(chǎn)效率。需要注意的時(shí)，當(dāng)螺旋的角度過(guò)大或過(guò)小時(shí)，也有可能會(huì)出現(xiàn)上述情況。所以，在實(shí)際的工作作業(yè)中需要將螺旋升角與滾筒轉(zhuǎn)速的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行綜合分析，只有進(jìn)行合理的匹配和選擇才能使裝煤工序取得良好的效果。

1.3 滾筒結(jié)構(gòu)對(duì)滾筒裝煤的影響

鑒于滾筒裝煤的工作大都依靠滾筒上葉片的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行，葉片結(jié)構(gòu)的形式則成為解決其裝煤?jiǎn)栴}的關(guān)鍵要素。通常情況下，可以使用下列4種方法進(jìn)行解決與改進(jìn)，這些方法都能夠使?jié)L筒裝煤得效果得到改善：

(1)對(duì)螺旋葉片的角度進(jìn)行合理選擇。

(2)改變煤塊離開葉片時(shí)的拋出角度與分速度，對(duì)葉片的尾翼板外張角進(jìn)行增大。

(3)以滾筒的直徑不變?yōu)榍疤?，提升葉片的高度，增加裝煤時(shí)葉片的包容面積。

(4)改變?nèi)~片上截齒齒座的固定結(jié)構(gòu)，讓葉片的推移面與截齒的側(cè)面處于同一水平面中，進(jìn)而減小煤對(duì)葉片所產(chǎn)生的摩擦阻力，利用裝煤工作的順利進(jìn)行。

2 優(yōu)化配套設(shè)備，減低最小的采煤高度

在對(duì)薄煤層綜采的機(jī)械化設(shè)備進(jìn)行配套的過(guò)程中，對(duì)機(jī)身的高度、輸送機(jī)的高度和過(guò)煤的高度等設(shè)備的選擇是決定薄煤層開采最低高度的關(guān)鍵因素。所以，在薄煤層中所使用的采煤機(jī)為了使機(jī)身高度降低，往往會(huì)使用去掉底部托架、驅(qū)軌輪布置突出機(jī)身、采用拉桿結(jié)構(gòu)連接機(jī)身部件等方式，從而達(dá)到機(jī)身高度降低的目的。另外，在對(duì)輸送機(jī)的高度進(jìn)行選擇的過(guò)程中，應(yīng)選擇鑄造封底的結(jié)構(gòu)，鏈環(huán)為中雙鏈形式，同時(shí)對(duì)中部槽和刮板進(jìn)行特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)備，這樣也可以使其大大減低高度。

由于輸送機(jī)與采煤機(jī)一旦確定，其高度與厚度將無(wú)法更改，所以只有對(duì)過(guò)煤的高度進(jìn)行合理的選擇，才能使機(jī)面的高度得到更好的減低。在對(duì)過(guò)煤的高度進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)以矸石與煤塊的體積大小的統(tǒng)計(jì)為參考，以保證其能夠從采煤機(jī)的機(jī)身下順利的通過(guò)。只有這樣，才能讓機(jī)面的高度在配套后下降至最低，進(jìn)而保證機(jī)械化配套裝備符合最低采煤的高度需求。

3 薄煤層輸送機(jī)與配套裝備的要求和特點(diǎn)

與中厚煤層中的輸送機(jī)不同，薄煤層中所使用的輸送機(jī)也有其自身的特點(diǎn)。對(duì)運(yùn)用于薄煤層的輸送機(jī)而言，中部槽的高度要低是其首要的要求，另外，因?yàn)榇祟惒擅簷C(jī)機(jī)身的厚度變薄，從而使得機(jī)身的寬度加大，所以這就要求輸送機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的寬度增加，以保持采煤機(jī)的重心線與輸送機(jī)縱向的重心線能夠相互吻合。如若不然，當(dāng)采煤機(jī)在切割矸石或煤時(shí)，就有可能會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)生震動(dòng)而導(dǎo)致配套裝備的工作不穩(wěn)定。

不光如此，當(dāng)輸送機(jī)進(jìn)行加寬時(shí)，還需要注意解決以下問(wèn)題：

(1)在電纜架能夠滿足電纜水管存放的前提下，其結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能的降低和變窄，從而增加行人的通過(guò)空間。

(2)由于對(duì)電纜架進(jìn)行了降低處理，所以必須防止在非正常情況下支架底座對(duì)電纜架的干涉。

(3)在進(jìn)行支架設(shè)計(jì)的過(guò)程中，頂梁的長(zhǎng)度應(yīng)相應(yīng)加長(zhǎng)。

(4)支架的底座設(shè)計(jì)應(yīng)盡量較薄。

(5)對(duì)支架上的操縱閥設(shè)置應(yīng)注意為增加行人的通過(guò)空間，為工作人員的操作提供便利。

4 薄煤層綜采對(duì)采煤機(jī)的特點(diǎn)和要求

在薄煤層開采作業(yè)中，除了對(duì)采煤機(jī)有厚度降低的要求之外，還需要整機(jī)的長(zhǎng)度能夠最大限度的進(jìn)行縮短，以保證配套設(shè)備最低的工作高度，同時(shí)也使其更能夠適應(yīng)工作面中高低起伏的環(huán)境條件。另外，因?yàn)楸∶簩拥馁x存條件存在較大的變化，斷層、變薄帶、夾矸較多，采煤機(jī)有很大幾率截割到堅(jiān)硬矸石，由其所帶來(lái)的沖擊和震動(dòng)也會(huì)比中厚煤層更劇烈與頻繁，所以，這就對(duì)薄煤層采煤機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。采煤機(jī)必須具有較高的穩(wěn)定性與整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，截割的功率和截煤部分結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度夠高，才能夠使其滿足薄煤層的開采特點(diǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們愈加重視對(duì)薄煤層的開采方式?；趯?duì)上述問(wèn)題的分析與研究，不難發(fā)現(xiàn)，在對(duì)薄煤層綜采機(jī)械化裝備的使用和配套過(guò)程中，通過(guò)對(duì)不同裝備間的矛盾進(jìn)行協(xié)調(diào)和整合，可以有效地使其取得巨大的經(jīng)濟(jì)收益和良好效果。

在對(duì)薄煤層開采時(shí)，為了有效地?cái)U(kuò)大礦區(qū)的儲(chǔ)量，并且增加礦區(qū)的服務(wù)年限，那就需要采用合適的機(jī)械化綜合開采方式，從而把此類煤層內(nèi)部的各個(gè)因素都聯(lián)系起來(lái)，這樣做不僅可以提高煤礦質(zhì)量和安全系數(shù)，同時(shí)也讓礦區(qū)的生產(chǎn)效率得到增加。

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