薄煤層綜采工作面設備配套淺析

白 熠

（山西煤炭運銷集團 太原有限公司，山西 太原 030000）

1 薄煤層工作面概況

某綜采工作面位于井下+973m水平四采區(qū)2#煤層，工作面標高950～1026m，該工作面煤層結構簡單賦存穩(wěn)定；煤層厚度在0.40～1.50m，平均厚度1.05m，軌道運輸巷一側較厚，煤層變化較大；煤層傾角0～6°，平均傾角3°.工作面工業(yè)儲量24.24萬t，可采儲量23.51萬t，回采率97%.回采工藝為傾斜長壁后退式全部垮落綜合機械化采煤方法。

該工作面為雙巷布置形式，采用“U”型通風系統(tǒng)，軌道運輸巷回風，皮帶運輸巷進風。該工作面切眼長177m，皮帶運輸巷長1000m，軌道運輸巷長964m，兩巷及工作面斷面均為矩形斷面，并采用錨桿、錨索、鋼筋梯全錨支護。

2 設備配套選型

工作面割煤采用MG250／600-AWD無鏈牽引雙滾筒采煤機，運煤采用SGZ764／630型雙中心鏈可彎曲刮板輸送機（整體鑄造封底式）及SZZ-764／200型轉(zhuǎn)載機，支護采用ZT9600／15／30端頭支架1架，ZY3600／11／25型液壓支架121架；皮帶運輸巷采用ZCZ-19200／15／30型超前支架1套，軌道運輸巷采用單軌吊機車運輸。

2.1 超前支架的應用

皮帶運輸巷超前支護采用ZCZ-19200／15／30型超前支架1套。該支架的使用為超前支護提供了一種全新的、機械化程度較高的支護方式。該套支架主要由金屬結構件和液壓元件組成。

2.1.1 結構特點

1）超前支護支架放置在轉(zhuǎn)載機兩側，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單體支柱對巷道進行超前支護，減少了工人勞動強度。

2）超前支架前后放置3組，前部支架通過支座與轉(zhuǎn)載機相連，可實現(xiàn)推轉(zhuǎn)載機和拉前部支架；前部支架與中、后部支架用千斤頂相連接，可實現(xiàn)拉中后部支架；后部支架通過圓環(huán)鏈與端頭支架相連接，可實現(xiàn)拉端頭支架，這樣就解決了推移轉(zhuǎn)載機及超前巷道支護支架和端頭架的移架問題。

3）每組超前支護支架分為結構相同的左右兩部分，左右頂梁通過3個調(diào)架千斤頂相連，左右底座通過1個底調(diào)千斤頂相連，可防止支架倒架。

4）支架中部采用四連桿作為穩(wěn)定機構，前后各鉸接一頂梁和底座，前部用2根立柱支撐。超前支架應用平面圖見圖1.

圖1 超前支架應用平面圖

2.1.2 主要技術參數(shù)

主要技術參數(shù)見表1.

表1 超前支架主要技術參數(shù)表

2.1.3 超前支架的操作

1）移架前應及時檢查支架頂梁、伸縮梁、側護頂、立柱、千斤等主要構件是否開焊、斷裂、變形以及液管、連接銷是否脫落、松動。如有異常情況應及時更換。

2）移架前應及時檢查支架狀態(tài)，確保支架不發(fā)生歪倒、傾斜。如有倒架現(xiàn)象時，應采取扶架措施，保證支架處于垂直狀態(tài)。

3）如待移支架發(fā)生歪扭，與前一組支架不在同一直線時，應在確保頂板完好的前提下，及時調(diào)整支架的側護頂及底調(diào)千斤使其與前一支架成一條直線。

4）移架首先必須保證轉(zhuǎn)載機已拉移（推移）完畢，第一組超前支架及工作面端頭架和轉(zhuǎn)載機連接的推拉油缸處于伸出狀態(tài)。

5）此時第一組支架以轉(zhuǎn)載機為支點，降架并操作支架的收縮手柄后，利用第一組支架和轉(zhuǎn)載機間的推拉油缸進行拉移，待支架移架到位后立即將立柱升緊并打開側護臂；第二組支架以第一組支架為支點，利用兩組支架間的推拉油缸將第二組支架拉到位、升緊并打開側護臂。

6）工作面端頭支架拉移以轉(zhuǎn)載機作為支點，利用端頭支架和轉(zhuǎn)載機間的推拉油缸進行拉移，待支架移架到位后將端頭支架立柱升緊并打開側護臂。

7）拉架前分別操縱同組左右超前支架護頂千斤頂收縮使大小側翻板下擺、操縱立柱降架，使頂梁離開頂板；找好支點后，操縱本組支架和支點間拉移千斤頂收縮，對支架進行拉架，拉架到位后，升立柱支撐頂板、伸護頂千斤頂，使大小側翻板上翹護頂，增大護頂面積。

2.2 單軌吊機車的應用

DX系列防爆蓄電池電牽引單軌吊機車，是一種以蓄電池為動力源，電力驅(qū)動電機帶動機車運行的煤礦井下輔助運輸設備。

2.2.1 單軌吊機車技術參數(shù)

單軌吊機車技術參數(shù)見表2.

表2 單軌吊機車技術參數(shù)表

2.2.2 單軌吊機車優(yōu)越性

1）采用防爆逆變調(diào)速系統(tǒng)，實現(xiàn)了單軌吊機車的變頻調(diào)速驅(qū)動。

2）采用先進的直接轉(zhuǎn)矩控制方式，實現(xiàn)了單軌吊機車的再生制動。

3）采用以可編程控制器為核心的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了單軌吊機車過程控制和狀態(tài)監(jiān)測。

4）采用整體結構優(yōu)化設計技術，簡化了傳動結構，便于日常維護。

5）采用快速壓力釋放系統(tǒng)，縮短了制動距離，提高了系統(tǒng)的安全性能。

2.3 三機型號及技術參數(shù)

三機型號及技術參數(shù)見表3.

表3 三機型號及技術參數(shù)表

3 經(jīng)濟效益與社會效益

采煤裝備的更新?lián)Q代及設備的正確選型配套，在薄煤層開采過程中起到了積極的作用，從傳統(tǒng)的普采轉(zhuǎn)變?yōu)榫C采，由原來高強度的體力勞動變?yōu)楝F(xiàn)代化的自動移動控制裝置，既安全又易操作，其經(jīng)濟效益和社會效益主要體現(xiàn)在：

1）工作面每個循環(huán)產(chǎn)量為359t，每天按8個循環(huán)計算，即日產(chǎn)量2872t，相比普采，工效及產(chǎn)量大幅提升，經(jīng)濟效益顯著。

2）薄煤層工作面的回采提高了資源的回收率，延長了礦井的服務年限，取得了明顯的社會效益。

3）自移超前支架相比單體支柱，其支護面積大，支護強度及支撐高度高，并且能自行移動，既能滿足工作面巷道的支護要求，又降低了職工搬運支設單體支柱的勞動強度，效率高，為工作面高效安全生產(chǎn)奠定了基礎。

4）單軌吊機車的使用相比絞車運輸，其運輸能力大，運輸速度快，運輸效率較高，為工作面的安裝節(jié)約了時間，緩解了采掘銜接緊張的局勢。