綜采工作面采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率影響因素探討

董躍文

（陽(yáng)煤集團(tuán)有限責(zé)任公司 一礦，山西 陽(yáng)泉 045000）

1 工作面概況及生產(chǎn)組織

1.1 工作面基本概況

以陽(yáng)煤一礦8206綜采放頂煤工作面為例，該面可采走向長(zhǎng)度1001 m，傾斜長(zhǎng)度136 m，工作面煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤層總厚度最大7.04 m，最小5.60 m，平均煤厚6.21 m。老頂為灰黑色石灰?guī)r，厚度8.65 m，直接頂為黑色泥巖，厚度1.3 m。老底為深灰色砂質(zhì)泥巖，厚度5.04 m，直接底為黑色泥巖，厚度0.3 m。

1.2 采煤工藝及作業(yè)方式

工作面采用走向長(zhǎng)壁采煤法，后退式開(kāi)采，綜合機(jī)械化放頂煤一次采全高采煤工藝；工作面每割一刀煤放一部頂煤，實(shí)行“一采一放，追機(jī)放頂煤”的作業(yè)方式，全部垮落法管理頂板。工作面采高控制在2.8 m。割一刀煤、移一次架、推前溜、放一茬頂煤、收后溜、進(jìn)風(fēng)移一次端頭架；回風(fēng)回柱放頂為一個(gè)正規(guī)循環(huán)，循環(huán)進(jìn)度0.8 m。

1.3 工作面主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)（見(jiàn)表1）

表1 工作面主要設(shè)備技術(shù)參數(shù)

2 采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率的計(jì)算

2.1 采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率的說(shuō)明

采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率是指在規(guī)定生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)采煤機(jī)純采煤時(shí)間與規(guī)定生產(chǎn)時(shí)間的比例。

當(dāng)前行業(yè)內(nèi)對(duì)采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率有不同的算法，基本上可以分為兩類：一種是按照產(chǎn)量計(jì)算，另一種按采煤機(jī)運(yùn)行時(shí)間計(jì)[3]。

按照產(chǎn)量計(jì)算：

采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率=實(shí)際回采原煤量/理論回采原煤量

其中：

實(shí)際回采原煤產(chǎn)量=實(shí)際回采進(jìn)尺×平均采高×面長(zhǎng)×煤密度；

理論回采原煤產(chǎn)量=理論回采進(jìn)尺×平均采高×面長(zhǎng)×煤密度；

按照時(shí)間計(jì)算：

開(kāi)機(jī)率=實(shí)際開(kāi)機(jī)時(shí)間÷應(yīng)工作時(shí)間×100%

以下計(jì)算生產(chǎn)班開(kāi)機(jī)率，按照時(shí)間計(jì)算。

2.2 生產(chǎn)班采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率計(jì)算

以中午班為例進(jìn)行計(jì)算。中午人車班約12點(diǎn)到達(dá)工作面，與檢修班交接，13：00開(kāi)機(jī)。班計(jì)劃5刀煤。工作面傾斜長(zhǎng)度136 m，5刀煤采煤機(jī)累計(jì)行進(jìn)820 m（加端部斜切進(jìn)刀30 m），采煤機(jī)平均牽引速度8 m/min，則820 m用時(shí)1.71 h。夜班約23：00點(diǎn)到達(dá)工作面準(zhǔn)備交接班。中午班在崗凈生產(chǎn)時(shí)間按10 h計(jì)算，那么采煤機(jī)實(shí)際運(yùn)行生產(chǎn)時(shí)間僅為1.71 h，采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率僅為0.17，表1為中午班采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率計(jì)算表。據(jù)統(tǒng)計(jì)，年產(chǎn)百萬(wàn)噸以上的綜采工作面開(kāi)機(jī)率高的在0.3以上，低的在0.15左右，平均水平不足0.2。

表2 采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率計(jì)算

3 影響班開(kāi)機(jī)率的因素分析

開(kāi)機(jī)率低在煤礦生產(chǎn)中極其普遍，是制約高產(chǎn)的重要因素。另一方面也說(shuō)明通過(guò)提高開(kāi)機(jī)率來(lái)達(dá)到高產(chǎn)高效扔有較大的潛力可挖。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)造成開(kāi)機(jī)率低的主要因素：①設(shè)備檢修質(zhì)量不高，機(jī)電故障頻發(fā)，故障排除效率低；② 采煤工作面局部區(qū)域（如兩個(gè)端頭或工作面局部）人工維護(hù)效率低，尤其兩個(gè)端頭的維護(hù)占用時(shí)間較大[4-5]。

表3 影響采煤機(jī)開(kāi)機(jī)因素統(tǒng)計(jì)分析

圖1 影響采煤機(jī)開(kāi)機(jī)因素統(tǒng)計(jì)分析

3.1 機(jī)電故障的影響

由于采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、膠帶輸送機(jī)組成的是串聯(lián)系統(tǒng)，一個(gè)設(shè)備機(jī)電發(fā)生故障，往往會(huì)導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)生產(chǎn)系統(tǒng)的停止。當(dāng)前機(jī)電集成化程度高，設(shè)備的故障率雖然較低，但是處理時(shí)間往往較長(zhǎng)。采煤機(jī)故障影響率7.2%，刮板輸送機(jī)影響率8.4%，轉(zhuǎn)載機(jī)影響率4.8%，破碎機(jī)影響率9.6%，膠帶運(yùn)輸機(jī)故障影響率9.6%，工作面（端頭）維護(hù)影響率47%，其它故障，影響率13.3%。

采煤機(jī)故障主要有開(kāi)關(guān)電氣方面以及行走輪、滑靴磨損等機(jī)械故障。影響率為7.2%。刮板輸送機(jī)影響率8.4%，轉(zhuǎn)載機(jī)影響率4.8%，破碎機(jī)影響率9.6%。膠帶運(yùn)輸機(jī)故障主要是開(kāi)關(guān)故障，兩臺(tái)電機(jī)不平衡以及皮帶跑偏、機(jī)頭機(jī)尾堆煤等因素，影響率為9.6%。端頭維護(hù)主要工序有三角煤上網(wǎng)，推移刮板輸送機(jī)機(jī)頭、極尾電機(jī)、拉超前架，改裝轉(zhuǎn)載機(jī)等工序。占用時(shí)間較大。影響采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率占到47%。其它故障主要有停電、跳閘、液壓支架密封損壞、刮板磨損，更換銷等連接裝置以及電機(jī)冷卻水漏損等因素，影響率13.3%。

3.2 采煤工作面局部區(qū)域維護(hù)的影響

煤體裂隙的產(chǎn)生是導(dǎo)致煤體片幫、冒落的原因，而裂隙產(chǎn)生的根本原因是煤體受力發(fā)生了變化。工作面前方煤體經(jīng)歷受力變化—裂隙產(chǎn)生—片幫、冒落的過(guò)程。

煤體超前支承壓力的變化是采場(chǎng)煤體應(yīng)力變化的重要因素。超前段的支護(hù)良好可以為端頭維護(hù)打下基礎(chǔ)。超前支承壓力作用到煤體上，煤體經(jīng)受支承壓力增壓—卸壓變化過(guò)程，導(dǎo)致煤巖應(yīng)力大小、應(yīng)力狀態(tài)、煤巖結(jié)構(gòu)等發(fā)生一系列的變化。

4 提高開(kāi)機(jī)率的措施

1）超前段利用順層鉆孔注漿，封堵煤體裂隙加固煤體

進(jìn)風(fēng)超前支承壓力影響區(qū)范圍（約28 m范圍），用馬麗散注漿在進(jìn)（回）風(fēng)巷或工作面鉆順層鉆孔，進(jìn)行注漿加固煤體。以達(dá)到在工作面超前支承壓力峰值后，煤體裂隙產(chǎn)生時(shí)，及時(shí)添堵煤體原生裂隙和次生裂隙，使三角區(qū)域煤體穩(wěn)定性增強(qiáng)。

2）超前支護(hù)，提前過(guò)架維護(hù)頂板

一方面，對(duì)于端頭維護(hù)，可以在超前段使用π型梁加強(qiáng)支護(hù)。另一方面，工作面頂板的維護(hù)，可以通過(guò)及時(shí)移架，確保煤體穩(wěn)定。采煤機(jī)割完后，滯后采煤機(jī)20架頂溜，依次及時(shí)移架。端頭區(qū)域，退出第一刀后在端部斜切進(jìn)刀的過(guò)程中，即開(kāi)始頂機(jī)頭溜，確保采煤機(jī)割第二回前，機(jī)頭工作溜、端頭架工序完畢。拉第二回機(jī)頭退刀后，及時(shí)移端頭架。

3）均衡生產(chǎn)，確保設(shè)備處于正常工況點(diǎn)

煤礦開(kāi)采，由于煤炭從采煤機(jī)破煤——工作溜——破碎機(jī)——轉(zhuǎn)載機(jī)——膠帶運(yùn)輸機(jī)是個(gè)串聯(lián)系統(tǒng)，這就對(duì)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性提出了更高的要求。均衡生產(chǎn)，就是要求在采煤機(jī)割煤時(shí)，充分考慮各機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行工況點(diǎn)，確保設(shè)備處于正常工況點(diǎn)。避免壓溜，壓皮帶等事故的發(fā)生。有利于充分保障機(jī)電設(shè)備，降低機(jī)電故障。

4）崗位分工明確，實(shí)施包干制

將關(guān)鍵崗位的設(shè)備包保給檢修班崗位工，崗位工明確自身責(zé)任就是保證設(shè)備在本周期（兩個(gè)生產(chǎn)班）運(yùn)行期間無(wú)事故。對(duì)于生產(chǎn)班崗位工，要求對(duì)設(shè)備常見(jiàn)事故能及時(shí)處置，確保設(shè)備常見(jiàn)事故能在最短時(shí)間內(nèi)處理，不影響生產(chǎn)。通過(guò)崗位分工明確，實(shí)施包干制?？梢栽诤艽蟪潭壬咸岣呗毠さ呢?zé)任心。檢修精細(xì)化和獎(jiǎng)分激勵(lì)制。有利于提高職工的工作積極性。

〔1〕任 江，郁鐘銘，江成玉，等.用工作面實(shí)際日產(chǎn)量衡量采煤機(jī)開(kāi)機(jī)率的探討[J].煤2008，14（1）：40-41.

〔2〕聶茂根.淺談綜采工作面提高開(kāi)機(jī)率的措施[J].山西焦煤科技，2007，30（6）：28-29.

〔3〕曾照凱.淺析綜采工作面開(kāi)機(jī)率影響因素及提高措施[J]，陜西煤炭，2012，30（2）：87-88.