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极薄煤层采煤机


一、极薄煤层开采现状

按我国煤层厚度分级划分,地下开采煤层厚度在1.3m以下的煤层为薄煤层。我国薄煤层资源比较丰富,其可采储量约占全部可采储量的20%,达60亿吨之多,且资源分布较广,一些煤矿的煤质极好。随着一些煤矿中厚煤层资源已近枯竭,极薄煤层的开采得到充分重视。

在中小型煤矿企业极薄煤层开采的机械化程度还比较低,特别是采高在0.8m以下的极薄煤层开采,大多还是采用手工炮采,人员多、产量低、事故多、作业环境恶劣、设备维修操作不便。

因此大力发展极薄煤层机械化开采对于开发利用煤炭资源,延长矿井开采年限和实现安全高效开采都具有十分重要的意义。

二、永荣极薄煤层采煤机的研制、定型

重庆永荣矿业公司(原永荣矿务局,1958年建局)下属的曾家山煤矿、永川煤矿、韦家沟煤矿等都是全国典型的高瓦斯极薄煤层矿区。煤层厚度一般为0.4m~0.6m,顶、底板中等稳定。随着开采深度的加大(平均开采深度在450m~700m之间),矿山压力显现日趋严重,瓦斯涌出量明显增大。因此,改革采煤工艺,发展极薄煤层机械化,对于增强极薄煤层采煤工作面抗灾应变能力,促进永荣矿区安全高效生产具有重大作用。

重庆永荣机械制造有限责任公司(原永荣煤矿机械厂,建于1958年)是原煤碳部为服务西南地区建设的大型矿山机械企业,公司下设铸造、锻造、铆焊、热处理、机加工、机修装配等生产车间,形成了产品设计开发、工艺、生产、检验、销售一体化的发展格局。主要从事矿山机械整机与配件的生产制造,具有较强的设计制造能力和完善的质量检测设备与手段。

20世纪70年代初期,为解决永荣矿业公司极薄煤层机械化开采的难题。重庆永荣机械制造有限责任公司在永荣矿业公司的主持下,坚持不懈的致力于极薄煤层采煤机的研究、开发和制造。不断突破各种技术难题,形成了YRG1型、YRG2型系列采煤机机型,基本实现了极薄煤层条件下的机械化开采。自20世纪90年代以来,不断总结本矿区20余年机械化采煤经验,在充分吸取国内外采煤机制造先进技术的基础上,通过多次的工业性试验、改进和完善,于2000年完成了YRG3新型极薄煤层采煤机的研制定型为MG100-TP,其技术性能满足了赋存条件在0.45m~0.95m和顶、底板软硬变化的极薄煤层开采的需要。

MG100-TP极薄煤层采煤机的定型成功,填补了国内极薄煤层机械化开采的空白,受到国土资源部的首肯。产品畅销西南地区及其他省市、自治区。

三、MG100-TP型采煤机主要结构和技术特性

(一)采煤机主要结构

MG100-TP型采煤机整机重量约7吨,由牵引部、电动机、截装部以及导向、防尘、底托板等附件组成。采用侧面固定式单滚筒,水冷式双轴伸防爆电动机,同时带动牵引部、截装部。

(二)采煤机技术特性

采高(m)                0.50~0.95

截深(mm)             0.65~0.95

倾角(°)               <30

煤层硬度(f)           ≤3

生产能力(t/h )       75~120

机身尺寸:

机身长(mm)           4580(底船着地长)

机身高(mm)           350(局部395)

机身宽(mm)           910(不含牵引链轮滚筒轴)

机面高度(mm)        375(局部420)

电动机:

型号                          YBC-100A

台数                          1

电压(V)                  660

转速(r/min)            1470

供电电缆规格              MCP-0.66/1.14(35~95mm2)

牵引机构:

型式                           液压锚链牵引

链条规格(mm)             φ18*64

牵引力(KN)                 117.6

工作牵引速度(m/min)   1~1.5

(三)采煤机作业方式

MG100-TP型采煤机适用于缓倾斜长壁回采工作面,采用“三股道”的采煤工作方式,配套设备多为SGD420/22型刮板输送机、单体液压支柱。

四、MG100-TP型采煤机的应用和推广

MG100-TP型采煤机具有操作简便,人员少,效率高,安全可靠等特点,改变了原来传统的手工和放炮落煤存在的安全隐患大、用工多、效率和效益低下等问题,以该机为主组成的普通机械化设备费用较低。特别适于在中小型煤矿企业推广使用。从2005年开始MG100-TP型采煤机组逐渐走出永荣矿业公司,推广到重庆、四川、贵州、陕西、河南、山东、江苏、新疆、黑龙江等地,受到用户的一致好评。

以MG100-TP型采煤机为主组成的采煤工作面典型的工艺流程如下:

1.采煤

机巷切口进刀-牵引割煤-人工追机掺临时支护-收浮煤-整体移溜-掺基本支柱-回柱放顶。采空区采用单排密集支柱切顶,全部垮落法处理。

2.运煤

工作面用SGB420/30(或SGD420/22)型可弯曲刮板输送机,机巷用SGB420/30刮板输送机转运至机巷吊挂式皮带输送机到大巷煤仓装车。

采用MG100-TP型采煤机机组后的综采工作面,人员大幅减少,月产量可达1万吨左右。

现举例说明:

(一)永荣矿业公司1999年以后至2009年期间在曾家山煤矿、永川煤矿、韦家沟煤矿三个骨干生产矿井陆续投入27台MG100-TP型采煤机,淘汰原用老机型,在普采工作面形成了由MG100-TP型采煤机、SGD420/22(或SGB420/30)型刮板输送机、HJZA-650(850)型金属摩擦支柱和2腔型气垛支架组成的极薄煤层普采工艺配套设备。取得了显著的效果。

1.使永荣矿区生产矿井的生产能力大幅度提高,单井年均产量超过30万吨,创造了良好的经济效益。

2.在开采条件适宜时,大量采用普采工艺,降低炮采工艺比例,有利于防治矿井重大通风瓦斯事故。

3.减轻了工人的劳动强度,改善了采煤工作面作业环境,促进了采煤工作面各项技术经济指标的大幅度提高。在同等开采技术条件下,普采工作面单产和工效比炮采工作面分别提高50%和65%以上。

附表一:劳动组织表

工种

早班

中班

夜班

合计

采煤司机

2

2

2

6

机组辅助工

1

1

1

3

拖管线工

1

1

1

3

掺回柱工

9

9

9

27

移溜及收浮煤工

9(兼)

9(兼)

9(兼)

27(兼)

开切口、护巷硂工

6(兼)

6(兼)

6(兼)

18(兼)

溜子司机

2

2

2

6

防尘工

1

1

1

3

移丛柱工

5(兼)

5(兼)

5(兼)

15(兼)

管柱工

1

1

1

3

架运料工

4



4

电、钳工

2

2

2

6

班长

2

2

2

6

乳化泵司机

1

1

1

3

值班长

1

1

1

3

合计

27

23

23

73

附表二:主要技术经济指标表

项目

单位

指标

工作面长度

m

100

工作面走向长度

m

480

煤层厚度

m

0.9

采高

m

0.9

煤层生产能力

t/m3

1.3

循环进度

m

0.8

昼夜循环个数

3

循环率

%

85

循环产量

t/循环

77.2

工作面回采率

%

97

平均日产量

t/d

231.6

平均月产量

t/m

6948

支柱消耗率

<3

铰梁消耗率

<3

坑木单耗

m3/kt

<3

炸药单耗

kg/kt

<24.5

雷管单耗

kg/kt

<130

原煤灰分

%

<60

(二)四川内江双鹰集团公司从2006年至2011年在楠木寺井、老鹰岩一立井和二斜井3个矿井共投入使用11台MG100-TP采煤机,配套SGD420/22(或SGB420/30)型刮板输送机、单体液压支柱,大幅减少手工炮采工作面,同样也取得了显著效果。特别是2010年6月以来,通过采取切实可行措施,在老鹰岩立井对采煤机截深增加0.15m,人工追机临时挂梁移柱支护后,仅1202采面的原煤年产量就增加近4万吨(原煤发热量达5200大卡~6930大卡/kg),增加产值2千万元以上,并且提高了工人作业安全性,创造的效率和经济效益十分显著,真正实现了安全高效矿井。

附表一:机采与炮采对比表

(楠木寺井2007年)

指   标

单   位

手   采

机    采

采煤人员

200

45

采煤全员工效

t/人.日

1.8

4.3

纯采煤工工效

t/人.日

3.2

9.8

材料消耗

元/t

18

2

人工工资费用

元/t

35

17.5

电 费

元/t

0.5

6.5

原煤灰分

%

40

45~46

附表二:截深增加0.15m主要技术经济指标表

(老鹰岩立井2010年)

项目

单位

指标

采煤队人员76人


早班26



中班26



夜班9



电钳工8



管理7

对拉工作面长度

m

各120

煤层厚度

m

0.70~0.75

采高

m

0.75

循环进度

m

0.9(原0.75)

昼夜循环个数

3

循环产量

t/循环

229.4(原119.2)

工作面回采率

%

97

平均日产量

t/d

688.2(原573.6)

平均月产量

t/m

19270(原16061)

坑木单耗

m3/万吨

5

雷管单耗

个/万吨

700

五、展望未来

通过40余年对极薄煤层采煤机的研发、试产、改进、完善、定型,在永荣矿业公司所属矿井取得全面成功的基础上,推广应用到了全国多个省市。使用单位包括重庆能投集团、内江双鹰集团、重庆渝西矿业集团、四川川煤集团、黑龙江龙煤炭集团、黑龙江鸡西矿业集团等100多对矿井。为煤矿的安全、高效生产提供了有力的支撑和技术保障,取得了良好的社会效益。我们将以此为契机,不断创新,始做极薄煤层采煤机制造、推广、应用的先行者。

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