國(guó)產(chǎn)矮型連續(xù)采煤機(jī)在王臺(tái)鋪礦充填開(kāi)采中的應(yīng)用

張東寶

(中國(guó)煤炭科工集團(tuán)太原研究院有限公司，山西 太原 030006)

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國(guó)產(chǎn)矮型連續(xù)采煤機(jī)在王臺(tái)鋪礦充填開(kāi)采中的應(yīng)用

張東寶

(中國(guó)煤炭科工集團(tuán)太原研究院有限公司，山西 太原 030006)

[摘要]矮型連采機(jī)作為短壁機(jī)械化開(kāi)采的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)改善我國(guó)煤礦采掘比例失調(diào)，提高煤炭資源的采出率具有重要意義。介紹了國(guó)產(chǎn)EML340A矮型連續(xù)采煤機(jī)的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)，以及在晉城礦區(qū)王臺(tái)鋪煤礦充填開(kāi)采中的應(yīng)用情況。結(jié)果表明，該機(jī)整機(jī)性能穩(wěn)定可靠，具有較強(qiáng)的適用能力，可以滿足煤礦充填開(kāi)采的要求。

[關(guān)鍵詞]矮型連采機(jī)；王臺(tái)鋪煤礦；“三下”壓煤；充填開(kāi)采

Application of Domestic Short-style Continuous Miner in Stowing Mining of Wangtaipu Colliery

[DOI]10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2015.05.010

[引用格式]張東寶.國(guó)產(chǎn)矮型連續(xù)采煤機(jī)在王臺(tái)鋪礦充填開(kāi)采中的應(yīng)用[J].煤礦開(kāi)采，2015，20(5)：37-38，65.

我國(guó)煤礦存在大量的礦井煤柱及不規(guī)則塊段，其主要特點(diǎn)是分布量大，產(chǎn)量較小，采出率低。以連續(xù)采煤機(jī)、梭車(chē)、錨桿鉆車(chē)等為主要配套設(shè)備的短壁機(jī)械化開(kāi)采工藝和技術(shù)，可以為煤柱及不規(guī)則塊段開(kāi)采提供有效的技術(shù)支撐，提高礦井資源的采出率，增加“三下”壓煤的開(kāi)采量和緩解煤礦采掘比例失調(diào)。

王臺(tái)鋪礦作為晉城煤業(yè)集團(tuán)下屬大型煤礦之一，經(jīng)過(guò)50多年的開(kāi)采，在現(xiàn)有煤礦開(kāi)采技術(shù)條件下，煤炭可采資源量已接近枯竭。2014年末，正規(guī)綜采工作面已經(jīng)回采結(jié)束，剩余可開(kāi)采的“三下”壓煤總量約57.46Mt。針對(duì)我國(guó)煤礦存在大量殘采區(qū)、煤柱、“三下”壓煤等資源的特點(diǎn)，中國(guó)煤炭科工集團(tuán)太原研究院有限公司在自主研發(fā)的EML340型連續(xù)采煤機(jī)的基礎(chǔ)上，成功研制出EML340A矮型連續(xù)采煤機(jī)。

1矮型連采機(jī)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

1.1　整機(jī)結(jié)構(gòu)

EML340A矮型連采機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)主要是截割部、裝載運(yùn)輸部、左右行走部、主機(jī)架、穩(wěn)定靴、除塵系統(tǒng)、駕駛操縱及附件，另外還包括液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、水冷噴霧系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)。該機(jī)型主要用于中小型煤礦的煤炭開(kāi)采、邊角煤回收以及煤巷的快速掘進(jìn)。 圖1為EML340A矮型連采機(jī)結(jié)構(gòu)，表1為EML340A型連采機(jī)主要技術(shù)特征。

1.2　整機(jī)主要特點(diǎn)

(1)可靠性高整機(jī)設(shè)計(jì)借鑒了EML340普通型連采機(jī)的典型結(jié)構(gòu)，改進(jìn)了其設(shè)計(jì)不足；主要結(jié)構(gòu)件高強(qiáng)度組焊，剛性好、強(qiáng)度高；采用緊湊化設(shè)計(jì)，重心位置低；關(guān)鍵元部件質(zhì)量可靠。

圖1　EML340A矮型連續(xù)采煤機(jī)結(jié)構(gòu)

技術(shù)特征主要參數(shù)外形尺寸(長(zhǎng)×寬×高)/mm×mm×mm11250×3300×1600截割功率/kW2×170截割臥底量/mm205截割煤巖硬度/MPa單向抗壓強(qiáng)度≤40適應(yīng)巷道寬度/m≥4工作傾角范圍/(°)≤17理論生產(chǎn)能力/(m3·min-1)13~20地隙/mm305總功率/kW597工作電壓/V1140采高范圍/mm1800~3500接地比壓/MPa0.18總重/t62

(2)生產(chǎn)效率高整機(jī)裝機(jī)功率大；采用強(qiáng)力截割機(jī)構(gòu)、橫軸式滾筒，滾筒寬度大，保證了強(qiáng)落煤能力和生產(chǎn)能力。

(3)適用性好整機(jī)接地比壓小，地隙大，采用變頻調(diào)速控制行走機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)靈活自如。

(4)先進(jìn)性強(qiáng)多電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)、模塊式設(shè)計(jì)，保證維護(hù)和操作方便性和快捷性；自動(dòng)監(jiān)控和故障診斷技術(shù)、安全監(jiān)測(cè)裝置配置完備。

(5)模塊小型化和輕型化設(shè)計(jì)整機(jī)可根據(jù)煤礦的自身?xiàng)l件進(jìn)行拆解，滿足煤礦的運(yùn)輸和使用條件；機(jī)載濕式除塵系統(tǒng)采用輕型化設(shè)計(jì)，可顯著改善工作面環(huán)境，保障工作人員的健康和安全。

2矮型連采機(jī)的充填開(kāi)采試驗(yàn)

2.1　工作面煤層及圍巖情況

該工作面所采煤層為15號(hào)煤層，煤層厚度為2.22～2.69m，平均厚度為2.38m；煤層傾角1～3°，平均2°；煤層為黑色塊狀亮煤，夾條帶狀黃鐵礦，夾矸為炭質(zhì)泥巖；煤層堅(jiān)固性系數(shù)為2～4，夾矸為1～2。煤層頂?shù)装迩闆r見(jiàn)表2。

表2　煤層頂?shù)装迩闆r

2.2　巷道布置

EML340A矮型連采機(jī)服務(wù)于王臺(tái)輔煤礦XV2308連采充填工作面，工作面布置如圖2所示。該工作面為雙翼對(duì)拉條帶柱式工作面，采用三巷布置方式，南北兩翼同時(shí)開(kāi)采，采場(chǎng)巷道為矩形斷面，凈寬6.0m，凈高2.5m，凈斷面15m2，交替布置。采場(chǎng)巷道與XV2308集中運(yùn)輸巷呈50°夾角布置，兩采場(chǎng)巷道距離為12m，采場(chǎng)巷道長(zhǎng)度范圍47.2～120.1m。

圖2　XV2308連采充填工作面平面布置

2.3　采煤方法和開(kāi)采工藝

采用旺格維利雙翼斜切進(jìn)刀后退式采煤法進(jìn)行開(kāi)采，整個(gè)充填開(kāi)采分3階段完成。第1階段采用“采一留三”的開(kāi)采模式，即雙翼采場(chǎng)巷道同時(shí)對(duì)拉開(kāi)采，南北兩翼采場(chǎng)巷道每開(kāi)采一個(gè)巷道后留設(shè)18m 的煤柱，再開(kāi)采第2個(gè)采場(chǎng)巷道，依此類(lèi)推直至開(kāi)采到采區(qū)邊界，并且當(dāng)一個(gè)采場(chǎng)巷道回采完畢后及時(shí)進(jìn)行充填；第2階段，當(dāng)充填物達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，連續(xù)采煤機(jī)以第1階段工作面推進(jìn)方向，依此以掘進(jìn)的方式在18m寬煤柱正中間掘1條6m寬的巷道，從而將原18m寬的煤柱分為6m煤柱+6m巷道+6m煤柱形式，并及時(shí)對(duì)掘進(jìn)完成的巷道進(jìn)行充填；第3階段，當(dāng)充填滿足要求后，連續(xù)采煤機(jī)以第1階段工作面的推進(jìn)方向，依次左右掘進(jìn)第2階段所留下的煤柱，并進(jìn)行充填，最終達(dá)到不留煤柱回采的要求，提高了煤炭資源的采出率。如圖3所示。

圖3　XV2308連采充填工作面回采順序

工作面采用EML340A連采機(jī)完成落煤和裝煤工序，CMM2-15二臂鉆機(jī)實(shí)現(xiàn)頂板的支護(hù)工序，SC10/182型梭車(chē)將煤從連采機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至PZY2000/300一號(hào)連運(yùn)頭車(chē)，經(jīng)SWG-40T溜子轉(zhuǎn)至SJ-80膠帶機(jī)，完成整個(gè)運(yùn)煤工序。開(kāi)采時(shí)，頂板采用高

強(qiáng)錨桿、鋼帶、錨索聯(lián)合支護(hù)，側(cè)幫不支護(hù)。

3矮型連采機(jī)的使用效果

EML340A矮型連采機(jī)于2013年4月至2013年12月在晉煤集團(tuán)王臺(tái)鋪煤礦進(jìn)行XV2308工作面的充填試驗(yàn)，共完成63條采場(chǎng)巷道的掘進(jìn)，共掘進(jìn)進(jìn)尺6182m，其中支巷掘進(jìn)圓班最高進(jìn)尺72m，月最高進(jìn)尺776m，總出煤量約15.28×104t；設(shè)計(jì)充填量為96785m3，實(shí)際充填量為99690m3。在充填開(kāi)采試驗(yàn)中，該機(jī)型整機(jī)性能穩(wěn)定可靠，操作靈活，具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，可以滿足煤礦現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的要求。

4結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)煤礦量大面廣，存在大量殘采區(qū)、煤柱、“三下”壓煤等資源，矮型連續(xù)采煤機(jī)的成功研制，不僅可以進(jìn)一步提高我國(guó)煤礦機(jī)械的研究制造水平，緩解我國(guó)長(zhǎng)期依賴進(jìn)口機(jī)型的局面，而且為我國(guó)中小煤礦提供了一種安全高效、投資少、見(jiàn)效快的短壁開(kāi)采設(shè)備，顯著提升中小型煤礦的技術(shù)裝備水平和安全生產(chǎn)水平。該機(jī)型將促進(jìn)短壁機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)在我國(guó)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，對(duì)優(yōu)化煤炭的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，改善煤礦采掘比例失調(diào)，提高煤炭資源的采出率有重要意義。

[參考論文]

[1]王虹.我國(guó)短壁機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)與裝備發(fā)展前景[A]. 2007年短壁機(jī)械化開(kāi)采專(zhuān)業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C]. 2007.

[2]趙學(xué)社.煤礦高效掘進(jìn)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2007,35(4):1-10.

[3]劉映剛，馬凱.首臺(tái)國(guó)產(chǎn)連續(xù)采煤機(jī)在神東礦區(qū)的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2009,30(10):166-168.

[4]顏丙雙，胡炳南，黃晉兵.王臺(tái)鋪煤礦高水膨脹材料充填管路布置研究[J].煤礦開(kāi)采，2013,18(1):61-65.

[5]張東寶.連續(xù)采煤機(jī)截割齒輪箱滾動(dòng)軸承失效分析[J].煤炭技術(shù)，2014，33(9)：240-243.

[6]崔亞仲.國(guó)產(chǎn)連續(xù)采煤機(jī)在烏蘭木倫煤礦的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)電，2010(5)：88-89，92

[責(zé)任編輯：鄒正立]

[作者簡(jiǎn)介]張東寶(1981-)，男，山東聊城人，助理研究員，現(xiàn)主要從事短壁機(jī)械的設(shè)計(jì)和研究。

[收稿日期]2014-12-17

[中圖分類(lèi)號(hào)]TD421.64

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B

[文章編號(hào)]1006-6225(2015)05-0037-02