李廣慶

（1.中煤張家口煤礦機械有限責任公司；2.河北省高端智能礦山裝備技術創(chuàng)新中心，河北 張家口 076250）

我國是煤炭生產和消費大國，煤炭更是我國的主要能源與重要的生產原料，在一次性能源消費中占比57%左右，而中國“富煤、貧油、少氣”的地質條件決定了煤炭作為中國基礎能源的戰(zhàn)略地位，在未來的很長一段時間內煤炭仍會是我國最重要的能源礦產。煤炭工業(yè)“十四五”高質量發(fā)展指導意見中提到內蒙古東部(東北)、云貴基地穩(wěn)定規(guī)模，保障區(qū)域煤炭供應，煤炭年產量分別穩(wěn)定在5億噸、2.5億噸左右。而由于東北地區(qū)、云貴基地的煤層賦存條件比較復雜，具有煤層薄、傾角大、厚度變化大、夾矸、斷層和小構造多等特點，導致東北地區(qū)、云貴基地的煤炭智能化開采水平較低，所以推動該地區(qū)的綜采技術與設備的創(chuàng)新勢在必行。在大傾角綜采工作面中能夠將工作面煤炭順利導入轉載機卸料槽內，減少人工的干預能夠極大地提高刮板輸送機的開機率。本文介紹的大傾角可調式機頭收煤裝置的設計能夠滿足在大傾角工作面上綜采配套設備快速推進的需要，同時有效地提高煤礦煤炭資源的產量和安全性。

1 現有大傾角工作面刮板輸送機機頭存在的問題

（1）大傾角煤層是指埋藏傾角大于35°的煤層（35°是煤層開采過程中冒落矸石的自然安息角），在采煤過程中落下的煤由于重力分量的作用，部分煤不通過刮板輸送機的運輸直接下滑到順槽巷道內，無法落入轉載機內，均需要人工清理，如果不及時清理，導致堆煤過多順槽內的推移支架無法正常推移輸送機機頭。使得煤礦采煤過程中回采工效低、安全可靠性和經濟效益差等。

（2）在井下實際的生產過程中，為了達到采煤機在工作面能夠完全切透煤壁而不留三角煤，通常將刮板輸送機機頭伸出較多，一段時間后導致轉載機與煤壁之間即刮板輸送機機頭下面和側面均留下大量堆煤（見圖1陰影部分為堆煤），這需要停機后人工去處理這煤，將這部分煤鏟入轉載機卸料槽后才能夠順利推進。

（3）巷道內的順槽轉載機機尾部卸料槽處即卸料段均采用單側擋板1，擋板也沒有傾斜向里側的傾斜角度，全是采用直立擋板，當工作面煤塊由于重力分量的作用落到轉載機卸料槽擋板側時由于擋板均為直立擋板沒有向下壓的趨勢，所以刮板輸送機機頭2卸料處經常會發(fā)生煤塊亂飛亂濺等情況，同時亂飛亂濺的煤塊全部堆積在刮板輸送機機頭下面和側面（見圖1陰影部分為堆煤）。給井下工人造成了很大的安全隱患，所以消除隱患，才能提高回采效率。

圖1 現有大傾角工作面刮板輸送機機頭布置圖

2 大傾角工作面刮板輸送機機頭現有解決方案

雞西礦業(yè)公司東山礦作為龍煤集團的主力礦井，所開采的工作面也是典型的大傾角、薄煤層。為了解決刮板輸送機機頭卸煤問題引起的采煤過程中回采工效低、安全可靠性低和經濟效益差等問題，在刮板輸送機機頭推移部側面自己改造增加了傾斜的導煤裝置4，為了將工作面滑落下來的煤順道導入順槽轉載機卸料槽內，減少人工清理的次數。如圖2所示。

圖2 礦方自己改造的刮板輸送機機頭布置圖

礦方通過自己的改造，在刮板輸送機機頭增加導煤板后，有效的提高了工作面落煤的回收量，同時工作面的回采工作效率也得到了一定的提高，井下工人清理機頭處堆煤的次數也減少了。但是由于工作面傾角大，工作面的刮板輸送機容易發(fā)生下滑，在大傾角、多坡度條件下控制刮板輸送機的下滑難度非常大，所以當刮板輸送機機頭下滑過大就導致機頭推移部上的導煤板無法與采煤工作面接齊，留出一定的空檔，這樣又導致部分落煤落入順槽巷道內，時間長了就導致機頭的推移部無法正常推移。所以該導煤裝置無法適應工作面的角度變化和工作面設備下滑，故適應性較差。

3 大傾角工作面機頭處可調式機頭收煤裝置的設計

為了徹底解決大傾角工作面中刮板輸送機機頭堆煤而導致采煤過程中回采工效低、安全性低和工人勞動強度大等問題，專門為雞西礦業(yè)公司東山礦、四川攀枝花大寶鼎礦設計了可調式機頭收煤裝置。該裝置與輸送機機頭推移部設計為一體，在工作面推進的過程中能夠有效的將工作面滑落的煤導入轉載機卸料槽內同時能夠適應工作面的設備下竄和工作面的傾角變化。該可調式機頭收煤裝置主要由導煤板、底座、斜推油缸、調節(jié)油缸、電液控等零部件組成。在使用的過程中，導煤板可以有效的將工作面滑落的煤導入轉載機卸料槽內，斜推油缸通過調節(jié)油缸的行程來調節(jié)導煤板的傾斜角度來適應工作面傾角的變化，調節(jié)油缸通過行程的調節(jié)使得導煤板適應工作面設備的下滑，配置的電液控主閥、控制器、接收器、遙控器等進行遠程操作提高安全性。具體如圖3～6所示。

圖3 可調式刮板輸送機機頭收煤裝置布置圖

該結構運用了液壓缸和電液控，在乳化液泵站提供動力的情況下，通過遙控器來控制斜推液壓缸的動作，調節(jié)導煤板的角度來適應工作面傾角的變化，角度適應范圍為35°～55°，礦方可根據需要調整角度適應范圍?？刂普{節(jié)油缸的動作，調節(jié)導煤板的伸出量來適應工作面設備的下滑、竄頭等，調節(jié)范圍為0～500mm。跟礦方自行改造的導煤板相比可調式機頭收煤裝置能夠根據工作面傾角的變化、工作面設備的下滑做出相應的調整，所以適應性更強同時通過遙控操作安全性也有了可靠的保證。最終達到降低井下工人的勞動強度、保障井下工人的安全、提高了生產效率同時為煤礦大傾角工作面智能化快速推進和高產高效提供可靠的保證。

圖4 電液控安裝示意圖

圖5 可調式刮板輸送機機頭收煤裝置斜推油缸最小角度和最大角度示意圖

圖6 可調式刮板輸送機機頭收煤裝置調節(jié)油缸伸出狀態(tài)和收回狀態(tài)示意圖

4 結語

經過實踐證明可調式收煤裝置的使用對于大傾角工作面尤其是急傾斜工作面來講，不僅能夠在生產中提高井下作業(yè)人員的安全而且能夠極大的減少機頭處作業(yè)人數、降低井下工人的勞動強度。同時能夠保證采煤機連續(xù)采煤實現綜采工作面高產高效作業(yè)。有效的解決了刮板機機頭處引起的大傾角、急傾斜工作面無法快速推進、安全性低、工人勞動強度大、生產效率低等問題。

大傾角可調式收煤裝置在井下的使用為今后大傾角刮板輸送機機頭處的設計提供了有益的經驗借鑒，更是響應了國家對東北、云貴川地區(qū)大傾角工作面智能化礦井建設的高要求。