短壁工作面單滾筒采煤機(jī)回采工藝淺析

曹云龍 鄧成軍 張樹宏 馮兆偉（鐵煤集團(tuán)內(nèi)蒙古東林煤炭有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古集寧 013350）

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短壁工作面單滾筒采煤機(jī)回采工藝淺析

曹云龍 鄧成軍 張樹宏 馮兆偉
（鐵煤集團(tuán)內(nèi)蒙古東林煤炭有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古集寧 013350）

【摘要】鐵煤集團(tuán)東林公司位于錫林郭勒盟鑲黃旗管轄的石匠山煤田，地質(zhì)類型屬于復(fù)雜至極復(fù)雜型，表現(xiàn)為裂隙較發(fā)育，斷層分布密集，頂板巖性為砂礫巖，鈣質(zhì)膠結(jié)，屬于中硬巖性。由于地質(zhì)構(gòu)造影響，在地質(zhì)構(gòu)造邊緣形成一些小塊段工作面及煤柱，這些不規(guī)則、小塊段工作面在回采過程中如采用炮采工藝回采，頂板不易垮落，難度較大，所以采取短壁單滾筒采煤機(jī)回采工藝，增加了回采安全系數(shù)。

【關(guān)鍵詞】斷層發(fā)育 頂板堅硬 單滾筒采煤機(jī) 短壁回采工藝

1 工作面位置、四鄰及地表情況

本工作面為東一102小綜采工作面，東側(cè)以切眼為界，與F10斷層（傾角50-80°，落差20-75m）相鄰；南側(cè)以入風(fēng)順槽為界，與未開拓的東一103工作面相鄰；西側(cè)以采止線為界，與東一1煤皮帶中巷及工業(yè)廣場保護(hù)煤柱相鄰；北側(cè)以回風(fēng)順槽為界，與f31斷層（傾角46-89°，落差0-9m）及東一101綜采工作面相鄰。本工作面走向長92-103m，傾斜長57m，回采總面積5649m2。（表1）

表1　綜采工作面機(jī)械設(shè)備配備

2 短壁工作面單滾筒采煤機(jī)進(jìn)刀方式

（1）單滾筒采煤機(jī)適用于面長在20-60米的不規(guī)則、小塊段工作面回采，采高在1.6-3.0米，配套支架可根據(jù)煤層厚度自由選擇。

（2）單滾筒采煤機(jī)工作特點，其滾筒位于機(jī)體中部?？梢愿鶕?jù)工作面地質(zhì)條件自由選擇滾筒型號，操作靈活。

（3）平均機(jī)身長度在3.2米左右。進(jìn)刀方式為直接推入法進(jìn)刀和端部斜切進(jìn)刀。

（4）綜上分析，單滾筒采煤機(jī)進(jìn)刀方式可根據(jù)工作面煤層及頂板巖層的具體條件合理選擇進(jìn)刀和割煤方式，特別針對推進(jìn)距離短，形狀不規(guī)則，小斷層和褶曲較發(fā)育的工作面能取得較好的效果。

3 短壁單滾筒采煤機(jī)回采工藝分析

（1）采煤機(jī)割三角煤進(jìn)刀，沿工作面傾斜方向向運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾上行割煤，拉移支架隨采煤機(jī)割煤方向滯后進(jìn)行，當(dāng)采煤機(jī)割透機(jī)尾煤壁時，采煤機(jī)調(diào)整滾筒向運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭下行割煤，推移運(yùn)輸機(jī)隨采煤機(jī)割煤方向滯后進(jìn)行，此先上行割煤再下行割煤為一個循環(huán)，當(dāng)采煤機(jī)割透機(jī)頭煤壁后再循環(huán)上述步驟往返割煤。

（2）東一102短壁綜采工作面由于局部傾角較大，需要采煤機(jī)割煤時往返三次割煤一個循環(huán)。步驟同一，在采煤機(jī)上行割煤后（由機(jī)尾向機(jī)頭上行割煤），采煤機(jī)空刀退至機(jī)尾，再調(diào)整采煤機(jī)滾筒下行割煤至機(jī)頭，采煤機(jī)割煤完成一個循環(huán)。

（3）三角煤割煤時，由于機(jī)身采煤機(jī)長度3.2米，機(jī)身較短，沿運(yùn)輸機(jī)行進(jìn)時銷軌對采煤機(jī)機(jī)身限制小，可自由往返進(jìn)行割煤，割煤工藝同1、2一樣，可見短壁單滾筒采煤機(jī)適應(yīng)性較高。

4 短壁單滾筒采煤機(jī)螺旋選擇

右工作面按右旋滾筒：由于是右旋滾筒，力矩T如圖四按逆時針方向，起到抑制傾倒的作用。機(jī)器自重產(chǎn)生穩(wěn)定力矩M1=G*a= 210*0.74 = 155.4 kNm，所以采煤機(jī)截割時比空載時更不容易傾翻。所以右工作面建議選用右旋滾筒。左工作面按左旋滾筒：由于是左旋滾筒，力矩T如圖五按順時針方向，頁起到抑制傾倒的作用。所以采煤機(jī)截割時比空載時更不容易傾翻。所以左工作面建議選用左旋滾筒。

5 短壁工作面單滾筒采煤機(jī)回采工藝經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析

采高大的生產(chǎn)能力較大；生產(chǎn)能力隨工作面長度加長而加大。

（1）炮采面目前生產(chǎn)情況：原煤月產(chǎn)量1.5萬噸。變?yōu)榫C采工作面生產(chǎn)情況，提高推進(jìn)速度，回收率達(dá)到80%，單面原煤月產(chǎn)量3萬噸。兩種回采工藝商品煤月產(chǎn)量相比較，經(jīng)濟(jì)效益分析：1.5×0.43× 560=361.2萬元，3×0.43×560=722.4萬元，每月增加361.2萬元。由此可見采高大的生產(chǎn)能力較大；生產(chǎn)能力隨工作面長度加長而加大。

（2）炮采房柱式回采火工品消耗量較大，平均每月消耗火工品約14萬元，變?yōu)榫C采回采，省去火工品消耗。

（3）炮采支護(hù)材料等投入大，按照炮采回采工藝頂板維護(hù)，材料費用（包括坑代、一、二、三類、工礦、配件），平均每月材料消耗共計10萬元，變?yōu)榫C采回采，頂板維護(hù)投入基本可以省略，只需支付油脂、綜機(jī)配件等材料。

（4）單滾筒采煤工作面，采用三、八工作制，生產(chǎn)班平均每班9人，其中：采煤機(jī)司機(jī)1人、支架工1人，端頭工4人，皮帶司機(jī)1人，電工1人、跟班隊長1人，共計27人，人員較少，工效高。

6 短壁工作面單滾筒采煤機(jī)回采工藝安全評價效果

頂板控制：炮采隊房柱式回采頂板采取錨桿支護(hù)，并輔助單體液壓支柱維護(hù)頂板，頂板維護(hù)面積約200m2，維護(hù)量及人員投入大，增加回采環(huán)節(jié)，工效低。開幫10m后拉底，職工進(jìn)入作業(yè)存在較大的安全隱患，斷層、褶曲較發(fā)育，對炮采頂板管理有較大的難度。變?yōu)榫C采回采，頂板管理采取液壓支架維護(hù)，頂板得到有效控制，職工在液壓支架下作業(yè)，安全系數(shù)高。

7 短壁工作面單滾筒采煤機(jī)回采工藝存在問題

（1）采高較高時，上下缺口貨量較大，需要人工清貨。

（2）采煤滾筒處于平滑靴位置，上行割頂?shù)稌r，破落下的煤由于

············

重力作用，落到運(yùn)輸機(jī)上，而下行割底刀時，采煤機(jī)螺旋裝貨受平滑靴影響，裝貨效果一般，需進(jìn)行設(shè)備改造，制作刮貨板，保證裝貨效果。

（3）單滾筒采煤機(jī)由于機(jī)身長度較短，造成機(jī)身自重較輕，遇到堅硬煤質(zhì)時，采煤機(jī)震動量較大，所以日常檢修必須保證質(zhì)量。

（4）單滾筒采煤機(jī)滾筒翻轉(zhuǎn)時需要的巷道或煤層高度較高，如需要翻轉(zhuǎn)采取人工挑頂或拉底的方式，建議設(shè)備配套時，對采煤機(jī)與運(yùn)輸機(jī)的配套參數(shù)進(jìn)行控制，增加運(yùn)輸機(jī)過渡槽或機(jī)頭部的長度以保證不要翻轉(zhuǎn)滾筒就可以達(dá)到回采的要求，免除開缺口。

8 結(jié)語

東林公司投入使用單滾筒采煤機(jī)回采工藝以來，目前已回采東一102綜采工作面，回采原煤2.6萬噸，回采時間一個月，回采過程中克服了工作面大傾角回采，工作面切眼三角形推進(jìn)等難題，采用單滾筒采煤機(jī)的綜采回采工藝，其地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，煤炭回收率較高，資源浪費大幅度減少，設(shè)備投資少，頂板管理有效提高，人力成本較低，采用單滾筒短壁采煤機(jī)回采工藝替代炮采回采工藝。

參考文獻(xiàn)：

［1］徐永圻.煤礦開采學(xué)（修訂本）［M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1999.

［2］徐永圻.短壁開采技術(shù)［M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1987.

［3］方慎權(quán).煤礦機(jī)械［M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1987.

作者簡介：曹云龍（1982—）男，遼寧調(diào)兵山人，工程師，2007年畢業(yè)于黑龍江科技大學(xué)，長期從事煤炭生產(chǎn)技術(shù)工作，現(xiàn)任鐵煤集團(tuán)東林公司生產(chǎn)科長。