低位放顶煤后部刮板输送机脊背煤回收方案设计

娄德元（徐矿集团新疆天山有限责任公司,新疆 库车 842000）

低位放顶煤后部刮板输送机脊背煤回收方案设计

娄德元
（徐矿集团新疆天山有限责任公司,新疆 库车 842000）

低位放顶煤综合机械化采煤的经济效益比一般的采煤方式要高，但是存在的问题是工作面采空区脊背煤的回收率不高，本文对低位综放工作面采空区脊背煤的损失形成原因和赋存状况进行综合性分析研究，为了提高低位综放工作面采空区脊背煤的回收利用率，设计了放顶煤后部刮板输送机脊背回收装置。

低位放顶煤； 回收率；方案设计

低位综采放顶煤开采工艺的回收率一直伴随着低位综采放顶煤开采技术的发展，成为国际采煤工艺的主要研究方向，如何提高低位综采放顶煤开采工艺的脊背煤回收率，是每一位采煤工艺研究者的责任。

1 低位综采放顶煤开采工艺煤炭损失的构成

低位综采放顶煤开采工艺煤炭损失的构成主要有以下三个方面：

（1）必要性损失。这部分损失主要包括一般工艺性损失、工作面的初采和末采损失以及工作面上下端头的损失。（2）缺陷性损失。这一部分损失主要是指由于先期的区域地质构造作用导致的损失和由于决策失误引起的损失。一般工艺性损失是综放工作面煤炭损失的最主要部分，占工作面损失的50%左右。（3）工艺性损失。这一部分的损失主要是开采区段或者分带煤柱损失和放煤工艺等引起的采空区脊背煤的损失。

2 低位综采放顶煤开采工艺煤炭损失的治理

对于必要性损失，我们在保证安全生产的前提下，通过采用双切眼开采布置法、切眼沿采空区边界布置法和沿开采底板进行回收等方法进行处理，已经大幅降低了其在低位综采放顶煤开采工艺煤炭损失中所占比例；对于缺陷性损失，由于区域地质构造引起的损失是无法抗拒 ，这一部分损失，我们不能控制，但是对于由技术决策而引起的损失，我们通过引进智能决策体系，也已经降低也起损失；对于工艺性损失，虽然我们经过多年的能力，采用合理的采放比和放煤间距，已经改善了这一部分的损失，但是其所占的比例依然很大。本文将重点研究采空区脊背煤回收。

3 脊背煤来源以及回收率的原因

3.1 脊背煤来源

脊背煤是指在采煤过程中，顶板和侧壁上的煤落在刮板输送机上面，随着刮板输送机的前进，从刮板输送机上掉落在输送机后面而得不到回收的煤炭。主要来源有：（1）采掘过程中，由于切眼布置的不合理，使得一部分煤炭在放落过程中流入采空区。（2）输送过程中，由于过煤通道的设计施工部合理，致使煤层底板上的煤炭没有被输送出去而遗留在采空区。（3）由于刮板机输送机自身高度的缺陷，导致其可能无法将背后的残留煤炭进行回收。

3.2 脊背煤回收率低的原因

由于刮板机输送机自身高度的缺陷和为了满足刮板输送机的输送能力的横断面尺寸，导致煤炭资源回收率比一般的开采工艺要低一些。

4 低位综采放顶煤后部刮板输送机脊背煤的回收设计

结合综放开采采空区脊背煤的成煤规律，要消除脊背煤，提高脊背煤的回收利用率，就必须从脊背煤产生的源头上进行治理。

4.1 方案设计的基本思路

（1）所设计的装置必须能够解决回收低位放顶煤后刮板输送机脊背煤的问题，这是所设计装置的基本功能。（2）所设计的装置必须与刮板输送机进行配套使用，可以减少能源的消耗。（3）所设计的装置应该分体设计，建构简单紧凑，不能占用太大的空间，以便配合刮板输送机同时使用和利于对其维修或者更换，提高其使用年限。（4）所设计的装置必须具有通用性，最好能设计适应不同型号的刮板输送机的使用。（5）所设计的装置必须能适应于采掘工作面的各种工作环境，还必须具有一定的抗压能力。

4.2 采空区脊背煤回收装置

根据采空区脊背煤的位置和来源，笔者进行设计时根据脊背煤产生的原因，用支撑板增设溜槽后部宽度回收装置，如图所示。

回收装置主要有连接板、支撑板和溜板组成，连接板主要是起连接作用，将支撑板和溜板连接起来，保证他们能够正常工作。支撑板作用是加大了后部溜槽的宽度，使放煤的间距增加。支撑板能够承受来自脊背煤和顶板施加给溜板的压力，使顶板或脊背煤压力集中在支撑板尾部，从而减少脊背煤对溜板压力。支撑板下面部位设计成斜面，与连接板连接处使用了轴承，使得支撑板能够在溜槽拉移过程时下部受阻后造成尾部翘起，而且支撑板上面部位带倾斜角度，更便于尾部翘起后积聚的落煤进入溜槽，使得采空区的脊背煤收集到刮板输送机内，达到回收采空区脊背煤的目的。

5 该装置存在的不足之处

（1）当采空区顶板破碎时，该装置增加了后部溜槽拉移阻力，需增加后部溜槽移运时的拉力，增加了设备投入；（2）在设备安装时，需要对安装切眼的宽度要求更宽，增加了切眼掘进量及顶板的支护难度；（3）设备使用时需根据现场煤层赋存情况及顶板状况对支撑板的斜面角度进行分析调试，需要逐步调试后方可达到最优回收效果。

[1] 党文刚.低位放顶煤后部刮板输送机脊背煤的回收方案设计[J].煤矿机械，2009.09.

[2] 张冬春，乔晓日.低位放顶煤回收率低的原因以及浮煤回收装置的设计[J].科苑论坛，2010.06.

娄德元（1969-），男，江苏邳州人。