提高俯采工作面采煤機滾筒裝煤效果的措施

郝山林，胡志勇，王晉級，劉義，耿廣佩

(1.徐州中礦匯弘礦山設備有限公司， 江蘇 徐州 221116； 2.北礦業(yè)集團有限公司生產部， 安徽 淮北 235000)

0 引言

淮北地區(qū)煤礦井下工作面煤層走向極不穩(wěn)定，俯采工作面較多。俯采角度越大，綜采工作面的生產效率就越低，三機配套、采煤機滾筒裝煤效果的問題就越突出。對于俯采角度超過15°的工作面，要提高采煤機滾筒的裝煤效果，就必須采取特殊技術措施。

本文通過對淮北某一礦824俯采工作面的采煤機裝煤影響原因進行分析，并提出了改進措施，取得了一定的效果。

1 工作面情況

淮北某一礦824工作面面長150 m，走向長900 m，工作面傾角10°～15°，走向俯采傾角10°～20°。自工作面切眼向前300 m，煤層厚度為2.5～3 m，采用一次采全高開采方式；其余600 m，煤層厚度6 m左右，采用放頂煤方式開采。工作面配套的液壓支架為ZF10000/18/34，前部刮板運輸機為SGZ800/1050，采煤機為MG600/1410-AWD，配置的滾筒為φ2 000/630/3F(工作面生產一個月后，由于滾筒直徑大，與支架前梁護幫板干涉，隨后換為φ1 800/630/4F)。

該工作面俯采角度大，運輸機為上運方式；頂板破碎、煤層松軟、頂板漏矸嚴重，移架時發(fā)生大量漏矸，工作面破碎煤矸堆積如山；底板為泥巖，老塘有出水，造成底板松軟，前部運輸機下扎，支架推桿鏈接裝置頻繁損壞；因前部運輸機傾斜嚴重，采煤機機身幾乎傾倒在煤壁側，加劇了運輸機下扎程度。工作面大量煤矸無法正常裝運，問題一時難以解決。

2 影響裝煤原因分析

經過現(xiàn)場勘察，對采礦條件、設備配套、工作面管理等方面進行了全面分析，認為該工作面存在以下問題：

1) 頂板破碎，漏矸嚴重，所漏煤矸超過采煤機滾筒的裝載能力，致使工作面大量煤矸堆積。

2) 采煤機與刮板運輸機配套的裝煤距離大，造成裝煤困難(裝煤距離是滾筒螺旋葉片末端到溜槽槽幫內側的最小尺寸)。經驗判斷，這種配套關系正常情況下裝煤距離應不超過600 mm3。經實測，機尾滾筒裝煤距離為830 mm，機頭滾筒裝煤距離為640 mm，平均裝煤距離超過700 mm(裝煤距離示意見圖1)。

圖1 采煤機滾筒裝煤距離

3) 底板松軟，老塘出水，接地比壓大，前部運輸機推移時鏟板下扎，加劇了俯采角度，使采煤機倒向煤壁側，難以實現(xiàn)有效裝煤。

4) 采煤機截割滾筒轉速為48.4 r/min，較高的滾筒轉速導致大量煤流不能從滾筒甩出，裝煤效果很差[2]。通過與以往近似截割功率、滾筒直徑的轉速比較，該滾筒所設計的轉速超過所有設計，結果滾筒裝煤時煤流只能到達槽幫外沿，不能進入溜槽內部，所有能裝進溜槽的煤矸都是被采煤機機身行走時所推入。

5) 未嚴格控制采煤機臥底量，導致俯采角度越采越大。

3 改進措施

根據(jù)以上分析采取了以下整改措施：

1) 適當減少進刀量，提高采煤機牽引速度，采用帶壓擦頂移架[1]，加快支架推移速度，加快工作面推進，減少三機設備在破碎地帶停留時間，最大限度減少頂板漏矸。

2) 液壓支架、前刮板運輸機下部鋪墊木板，見圖2， “制造”人工底板，減少接地比壓，減少運輸機下扎程度，使前部運輸機與液壓支架在推移時處于同一平面，減少了因推桿上翹而損壞連接機構。

圖2 工作面刮板運輸機/液壓支架墊鋪木料

3) 對老塘側流入工作面的水源，探明水源出處，進行封堵，對不能封堵的流水將其隔離，引到材料道。

4) 降低滾筒轉速。更換截割電動機，將4極電動機改為6極電動機，滾筒轉速由48.4 r/min降為32 r/min。

5) 采煤機截割時嚴禁臥底，或不得隨意增大臥底量。工作面中間段以割到溜槽鏟板為準；機頭機尾如果割不透，可采用人工臥底。

4 應用效果

經過一段時間調整，特別是在采煤機滾筒轉速降低后，裝煤效果有了一定提高，機頭滾筒能裝到溜槽3/4寬度，機尾滾筒能裝到溜槽近1/3寬度；液壓支架、前刮板運輸機下部墊鋪木板，運輸機下扎程度減小，省去了用錨鏈、支架前梁起吊前部運輸機的工序，采煤機也不再向煤壁側傾倒。

由于工作面的俯采角度超過了原開采設計，經過1～2個月的生產，運輸機道高出工作面超過1 m，需要人工臥底，巷道的整修影響了工作面推進速度。漏矸問題仍未得到有效控制，破碎煤矸依舊大量堆積，工作面生產效率沒有明顯改善。

5 結論

通過筆者對淮北某一礦824工作面采煤機滾筒裝煤效果的跟蹤，驗證了對提高工作面生產效率所采取的措施有效性。

對于提高俯采工作面裝煤效果總結出如下結論：

1) 滾筒轉速高低與滾筒葉片升角對裝煤效果有明顯影響，對于一定的葉片升角，轉速超過一定數(shù)值時，葉片不再向溜槽內推煤，大部分煤被甩到滾筒后方，進入不了溜槽。

2) 滾筒葉片頭數(shù)采用3頭或4頭，要看煤的破碎程度及煤的堆積情況，一般碎煤大量堆積，可以選用4頭葉片的滾筒[2]，這樣葉片圍包角小、滾筒出煤速度快。

3) 俯采工作面液壓支架的推移千斤頂盡量選擇大缸徑、大推力，不僅可以加快帶壓擦頂移架速度[1]，還可以把工作面殘留的碎煤通過推溜直接鏟裝。

4) 泥巖底板一定要控制好工作面積水，防止底板泥化而加劇運輸機扎底，盡可能保證運輸機沿底板推進。

5) 為了提高俯采工作面采煤機滾筒裝煤效果，需要三機配套合理，裝煤距離盡可能小[3]，對于該工作面，裝煤距離應不超過650 mm。