楊東生

（長治市煤礦安全技術(shù)培訓(xùn)中心， 山西 長治 046000）

1 工程概括

大傾角厚煤層通常是指煤層傾角在35°～55°之間，厚度在8 m以上的煤層，本文以B礦業(yè)3125工作面為研究對象其煤層傾角約為40°，煤層厚度約為10.58 m，屬于典型的大傾角厚煤層案例。該煤礦煤層儲存相對穩(wěn)定且工作面結(jié)構(gòu)簡單，煤層普氏系數(shù)位于0.6～1.0范圍。煤層標(biāo)高處于-1 005.2～1 008.4 m范圍。煤層基本頂和直接頂分別以砂巖和泥質(zhì)黏土巖為主，厚度約為5.57 m和5.36 m。直接頂以粉砂巖為主，厚度為2.26 m，穩(wěn)定性為中等。煤炭開挖方式為后退式單一走向頂煤開采法，頂板管理方式自然跨落。

MG375-W型刮板傳輸機(jī)在煤礦采煤過程中每割一刀采煤采高為2.5 m，掘進(jìn)寬度為0.5 m，采用自開切口的方式進(jìn)行推移前進(jìn)，割煤后先移動架體然后移動前溜，并且在出現(xiàn)頂板不穩(wěn)狀況時應(yīng)采取超前帶壓移架技術(shù)措施。采用由下至上的架體操控方式，該巷道支架布設(shè)狀況如表1所示，由于工作面設(shè)備相對較為復(fù)雜且較難統(tǒng)計文中僅做簡要介紹[1]。

表1 煤礦巷道布設(shè)參數(shù)統(tǒng)計表

2 SGZ-730刮板傳輸機(jī)

MG375-W型刮板傳輸機(jī)，為無鏈牽引多電機(jī)橫向布置模式其裝載機(jī)功率、截隔功率以及牽引功率分別為375 kW、320 kW和55 kW，采煤機(jī)牽引速度可由液壓無級調(diào)速系統(tǒng)控制，可適用于傾角不大于35°，高度為1.4～3.0 m，煤質(zhì)為中硬及以下的煤炭開采輸送。其電氣控制箱應(yīng)符合電氣設(shè)備防爆規(guī)程有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，并可在存在煤塵或瓦斯爆炸危險的礦井中使用，周圍溫度不宜低于零下10°且不宜高于 40°[2]。

2.1 技術(shù)參數(shù)

SGZ-730刮板傳輸截割部搖臂結(jié)構(gòu)形式為整體彎曲臂，牽引形式為齒輪銷排式液壓牽引，其技術(shù)參數(shù)如表2所示。

表2 采煤機(jī)械設(shè)備技術(shù)參數(shù)

2.2 結(jié)構(gòu)特征

截割部為裝煤、落煤的主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件，截割電機(jī)被安裝在截割殼體內(nèi)，而齒輪減速裝置被布置在行星減速器和截割部殼體內(nèi)。SGZ-730刮板傳輸機(jī)沒有螺旋傘齒輪、搖臂回轉(zhuǎn)、固定減速器等結(jié)構(gòu)，所以該結(jié)構(gòu)緊湊簡單，具有較高的可靠性與使用性能，該機(jī)型主要有以下特征：

1）其橫向切割電機(jī)布置在搖臂上，機(jī)身與搖臂之間不存在動力傳遞，并取消了結(jié)構(gòu)與螺旋傘齒輪之間復(fù)雜的通軸。

2）主機(jī)身可分為中間控制箱、左牽引和右牽引部，其低托架結(jié)構(gòu)取消并采用高強(qiáng)液壓螺栓連接，拆裝簡便方法簡單。

3）斜軸式柱塞馬達(dá)為液壓系統(tǒng)的主要裝置，成熟采煤機(jī)與主要員不見通用，因此故障效率低且系統(tǒng)效率高，機(jī)體互換性能好。

4）主機(jī)變形方便主要部件可從老塘側(cè)軸抽出，對其他元件影響較少，更換檢修方便[3-4]。

3 應(yīng)用過程及開采技術(shù)

依據(jù)工程實(shí)際狀況可知該工作面傾角為35°，為保證支架穩(wěn)定并避免支架滑移或傾倒，分別在底座前段和液壓支座頂梁處布設(shè)了千斤頂，并且在支架與架腳之間安裝了導(dǎo)向塊，以此確保在千斤頂推移過程中的滑鐵穩(wěn)固性。并且在后機(jī)上、下機(jī)頭處分別安置了防滑錨固裝置以此防治輸送機(jī)可能出現(xiàn)的打滑現(xiàn)象，防滑千斤頂分別設(shè)置與液壓支座底座和溜槽部位。若后部輸送機(jī)在工作面推進(jìn)過程中下滑嚴(yán)重，則可設(shè)置16個千斤頂來并防止其繼續(xù)下滑。

在采煤過程中若采煤機(jī)采用下行單向割煤而上行為提空刀推進(jìn)輸送機(jī)法，為防止輸送機(jī)下滑可采用上端頭斜切進(jìn)刀法工藝法。為避免冒頂?shù)某霈F(xiàn)并確保頂板的穩(wěn)定，在推進(jìn)過程應(yīng)保持工作面移架的及時性，盡量降低空頂?shù)臏魰r間。支架利用自上而下的移動方式進(jìn)行作業(yè)，并且應(yīng)確保拉把手為打開狀態(tài)，然后對前后架支柱收起，在運(yùn)移過程中應(yīng)盡量確保與支架頂梁保持接觸，然后可對申梁架收回并前移支架，在采煤機(jī)空刀上行時方可停止支架的移動。

為防止頂梁局部冒頂并確保支架的穩(wěn)定性，應(yīng)采用均勻放頂煤法以此避免支架失穩(wěn)造成的冒頂現(xiàn)象。所以，應(yīng)按由下而上的的多輪間隔對頂煤均勻下方，通常情況下步距為1 m并且放煤量適中以此確保頂板的均勻下沉。為消除支架滑移與傳輸機(jī)之間的相互作用可結(jié)合其他措施并將工作面調(diào)成8°～9°的偽傾狀?？紤]到工作面為松軟頂板，可采用水力膨脹錨桿和聚氨酯固話技術(shù)防止支架梁端頭角煤頂抽冒現(xiàn)象，通過有效預(yù)處理措施可有效提高煤層的穩(wěn)定性和整體行運(yùn)行狀況[5]。

4 應(yīng)用效果

1）經(jīng)濟(jì)效益。在相同的地質(zhì)條件和開采班組條件下采用SGZ-730刮板傳輸機(jī)械設(shè)備其回采率提高約12%，相對于之前的采煤機(jī)械設(shè)備其日產(chǎn)量增加了30%以上。同時該機(jī)械設(shè)備不僅可顯著降低生產(chǎn)成本而且明顯提高了勞動效率，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益上百萬元。

2）安全方面。該機(jī)械設(shè)備不僅改善了采煤的工作環(huán)境和安全現(xiàn)狀，而且在頂板支護(hù)方面實(shí)現(xiàn)了本質(zhì)安全保障了作業(yè)人員的生命安全。

5 結(jié)論

1）在3125工作面的綜合機(jī)械化放煤的成功應(yīng)用不僅可顯著提高煤礦開采的日產(chǎn)量，而且具有良好的綜合效益。并有利于改善頂板和通風(fēng)狀態(tài)，提高采煤質(zhì)量和效率，該采煤技術(shù)可為大傾角厚煤層復(fù)雜地質(zhì)條件下的機(jī)械開采工藝提供一種新的思路和途徑。

2）大傾角厚煤層工作面“安全、高效、高產(chǎn)”開采的關(guān)鍵性技術(shù)為工作面設(shè)備的穩(wěn)定性控制和采煤方法的合理確定。對大傾角厚煤層開采過程中的關(guān)鍵性技術(shù)問題進(jìn)行有效解決和系統(tǒng)性研究對于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和復(fù)雜煤層開采理論具有重要意義。

3）生產(chǎn)工藝的優(yōu)化以及工作面的合理布置在大傾角厚煤層的研究中仍具有較大的創(chuàng)新空間。應(yīng)依據(jù)不同地質(zhì)條件結(jié)合實(shí)際工況尋找多層次、多理論的采煤方法，應(yīng)用和發(fā)展因地制宜的先進(jìn)性機(jī)械采煤技術(shù)仍是以后大傾角煤層開采的重點(diǎn)和主要方向。