王新亞，成洪江

(汾西礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司)

我國(guó)將厚度0.8～1.3 m的煤層稱為薄煤層。由于較薄中厚煤層，其開采設(shè)備及采煤工藝的選擇與薄煤層十分相似，故目前美國(guó)等國(guó)家將厚度≤2 m的煤層統(tǒng)稱薄煤層。山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán)賀西煤礦的二采4#煤層厚度在1.1～1.6 m之間，屬于此類情況。通過(guò)對(duì)2401、2402、2403 3個(gè)工作面開采中存在的問(wèn)題進(jìn)行研究，制定了2404工作面三機(jī)配套選型方案，在開采實(shí)踐中取得了較好的效果。

1 2404工作面地質(zhì)概況

2404工作面采二疊系山西組4#煤層，為中灰特低硫主焦煤，容重為1.39 t/m3，傾角2°～9°，煤層厚度1.2～1.6 m，底板較硬，工作面構(gòu)造較復(fù)雜，材料巷及運(yùn)輸巷掘進(jìn)時(shí)揭露多條小斷層。煤層頂?shù)装迩闆r巷道特征表及斷層情況見表1～3。

表1 煤層頂?shù)装迩闆r表

2 設(shè)備選型

1) 液壓支架選型方案。

a) 為適應(yīng)煤層厚度變化的需要，選用較大伸縮比的兩柱掩護(hù)式液壓支架，并采用整體頂梁結(jié)構(gòu)，減小頂梁厚度，保證采煤機(jī)的通行空間。b) 選用較大工作阻力液壓支架，避免發(fā)生液壓支架壓死現(xiàn)象。c) 由于薄煤層綜采工作面操作空間狹小，基本架采用鄰架操作方式。

表2 巷道特征表

表3 斷層情況表

d) 根據(jù)我國(guó)液壓支架設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)薄煤層液壓支架主要參數(shù)的限定：為避免支架卸載后被頂板壓死，要求支架的最大高度比采煤工作面最大采高高100～200 mm；支架中心距優(yōu)先選用1.5 m，支架的梁端距選200～350 mm?；炯苓x用ZY4000/08/18L型，過(guò)渡支架選用ZYG5000/11/26L型。液壓支架參數(shù)見表4，表5。

2) 采煤機(jī)選型方案。

a) 薄煤層工作面選用機(jī)身矮、整機(jī)長(zhǎng)度短的采煤機(jī)，以適用工作面煤層底板的起伏變化。

b) 選用大截割功率采煤機(jī)，以滿足薄煤層工作面拉底的需要，使采煤工作面采高平穩(wěn)過(guò)渡，并和順槽底板平穩(wěn)過(guò)渡。

表4 ZY4000/08/18L型液壓支架技術(shù)參數(shù)

表5 ZYG5000/11/26L型液壓支架技術(shù)參數(shù)

c) 選用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)彎搖臂以降低機(jī)身整體高度，增大搖臂下方的過(guò)煤空間。

d) 采用可以遙控的采煤機(jī)，解決采煤機(jī)操作空間小，采煤機(jī)司機(jī)視線不好的問(wèn)題。

e) 選用大升角螺旋滾筒并和采煤機(jī)截割轉(zhuǎn)速匹配，改善裝煤效果。

綜合以上各方面因素，選用了上海創(chuàng)力礦山設(shè)備有限公司的MG250/560WD型采煤機(jī)，滾筒選用山西海德拉太礦國(guó)際采礦刀具設(shè)備有限公司d1 400刀形齒滾筒。采煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表6。

3) 刮板輸送機(jī)的選型。

a) 刮板輸送機(jī)要求中部槽高度要低，寬度和采煤機(jī)寬度適應(yīng)，保證采煤機(jī)重心線與刮板輸送機(jī)重心線相吻合，防止采煤機(jī)截割時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)，并增大采煤機(jī)機(jī)身下過(guò)煤量，防止大塊煤矸卡阻。

b) 刮板輸送機(jī)的銷排座適當(dāng)向采空側(cè)移位，使采煤機(jī)與輸送機(jī)重心線吻合，鏟間距由原來(lái)的480 mm縮小到230 mm，提高滾筒的裝煤效果。

表6 采煤機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

c) 刮板輸送機(jī)鏟煤板由L形改為三角形，采煤機(jī)由騎鏟板改為騎溜槽，提高裝煤效果。

綜合上述因素，選取山西煤機(jī)廠改進(jìn)的SGZ-764/630型刮板輸送機(jī)。主要參數(shù)見表7。

表7 刮板輸送機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

3 2404工作面與2403工作面生產(chǎn)情況比較

1) 月推進(jìn)度比較。2404工作面從2009年12月開始初采，截至2010年7月底，共生產(chǎn)原煤209 980 t，平均月推進(jìn)90 m。2403工作面從2007年10月開始初采，2009年12月初開采結(jié)束，共生產(chǎn)原煤631 777 t，平均月推進(jìn)53 m。

2) 日產(chǎn)量比較。2404工作面在正?；夭善陂g的產(chǎn)量在1 200～1 900 t，最大日產(chǎn)量達(dá)2 230 t，而2403工作面的日產(chǎn)量在400～900 t，最大日產(chǎn)量為1 200 t。

3) 裝煤效果比較。2404工作面采用新的配套設(shè)備后裝煤效果明顯改善，移刮板輸送機(jī)后浮煤厚度不足50 mm，而在2403回采期間浮煤厚度在130 mm左右。

4) 設(shè)備事故比較。2404工作面投用至今基本沒有出現(xiàn)因設(shè)備事故影響生產(chǎn)的情況，而在2403工作面的生產(chǎn)過(guò)程中常因采煤機(jī)行走部、截割部的損壞影響生產(chǎn)，每個(gè)月影響時(shí)間在180～210 h，采煤機(jī)故障成為影響生產(chǎn)的主要因素。

4 使用效果分析

1) 大伸縮量大工作阻力液壓支架的選用，避免了液壓支架壓死現(xiàn)象，提高了工作面的推進(jìn)速度。

2) 薄機(jī)身采煤機(jī)，低中部大寬度刮板輸送機(jī)的配套使用，解決了采煤機(jī)機(jī)身通過(guò)困難的難題，同時(shí)避免了煤矸的卡阻現(xiàn)象，改善了采煤機(jī)，刮板輸送機(jī)的工況條件，減少了設(shè)備故障。

3) 采用刀型齒截割滾筒，將原來(lái)鎬形齒的破碎落煤方式改為刀形齒的切割落煤，不僅減少了采煤的截割阻力，使采煤機(jī)工況條件得到有效的改善，降低了采煤機(jī)的事故率，而且降低了生產(chǎn)磨擦火花的風(fēng)險(xiǎn)，減少了煤塵的產(chǎn)生，改善了工作環(huán)境。

4) 采用大螺旋角滾筒提高了裝煤效果經(jīng)計(jì)算2404工作面要能多清掃浮煤25 388 t，按800元/t計(jì)算，可增收2 031萬(wàn)元。

5 效 果

通過(guò)對(duì)2404工作面三機(jī)配套選型及實(shí)際驗(yàn)證，說(shuō)明針對(duì)地質(zhì)條件與配套設(shè)備，有針對(duì)性解決設(shè)備配套之間的矛盾，是提高薄煤層工作面產(chǎn)能和安全生產(chǎn)水平的有效途徑。2404工作面三機(jī)配套的成功使用對(duì)薄煤層綜采工作面的選型配套有重要的參考價(jià)值。