小河嘴煤矿高效薄煤层成套装备应用研究

刘小强　霍人中　张世源　张成茂

【摘要】达竹公司0.8m及以下的煤层储量占60%左右，0.8m—1.3m的煤层储量占20%左右。煤层开采难度大、采出率低、资源浪费严重。针对这一难题。达竹公司突破了薄煤层工作面空间的限制，在空间狭小（采高0.9m以下）的条件下实现了综采设备的空间与能力配套，保证了过煤、过机和过人空间，实现了装备的设计和改进等关键技术。提高了同类煤层开采的工效和生产效率，降低了职工劳动强度，实现了安全高效生产，有广阔的推广应用前景，其经济、社会效益明显。

【关键词】薄煤层；高效；成套；综采设备

从达竹矿区的情况看，0.8m及以下的煤层储量占60%左右，一直是各矿的主采煤层。针对现阶段薄煤层机械化开采现状，达竹煤电集团公司联合山东矿机集团、辽源煤机厂开发了高效薄煤层综合机械化开采技术。

该套装备可实现采高0.9m以下薄煤层综合机械化开采，月产2万吨的最低综采指标，设备开机率达到85%以上。在满足设备使用功能的前提下，配套设备机面高度≯550mm；过煤高度≮250mm；过机空间≮200mm；在最小采高状态人行空间高度达到550mm、宽度达到800mm。

薄煤层高效机械化开采成套技术与装备研发项目成功，实现薄煤层的安全高效开采。填补薄煤层综采设备制造的多项空白，实现整个煤炭行业的可持续发展具有十分重要的意义。

1、高效薄煤层成套装备应用研究的主要技术难题

薄煤层综采要达到较为理想的效果、推进度、安全保障度、工人勞动强度、地质条件适应性要达到中厚煤层综采的水平，就必须达到大功率、高强度、能够双向割煤等技术要求，而要实现这些目标，主要是要解决好薄煤层由于空间狭小带来的三大技术难题：

1.2“三机”配套难

薄煤层工作面高度0.9m以下，受矿压影响，空间进一步缩小，遇断层、煤层厚度变化等地质条件时，通常无法像中厚煤层那样采用调整采高等方式处理，只能割岩石强行通过，割岩量往往超过中厚煤层，所以虽然煤层薄、空间狭小，但是机组功率却要求大；同时，要求机面高度尽量低，以适应薄煤层采高；要求过煤空间大，否则反向割煤时，煤炭不能顺利从采煤机机身下通过，会导致无法双向割煤。狭小空间内，机组功率大、机面高度低、过煤空间大三者之间的矛盾十分突出。

此外，薄煤层工作面“三机”难以形成有机整体，采煤机的平衡导向等问题无法很好地解决，机组稳定性和可靠性差，容易跑偏、飘刀啃底。

1.3发挥机械化装备作用难

薄煤层由于工作面变矮，即使实现了机械化，采用传统的工艺技术，破煤、装煤、运煤、顶板支护等各生产工序均难以发挥机械化装备的作用.不能伏到安全和高效的目的

1.4上下出口段实现机械化开采难

薄煤层工作面上下出口段（约占总长度的15-30%）由于机头、机尾架高度影响，过机高度不够，难以实现用采煤机割煤

2、高效薄煤层成套装备应用研究工业性试验

2.1试验工作面生产地质条件

达竹公司小河嘴煤矿4026（21）采煤工作面作为高效薄煤层成套装备应用研究的现场试验场地，它位于402采区南翼最后一个阶段中的一个工作面，工作面煤厚0.66～1.10m，平均0.83m，倾角240～320，平均280，走向长度505m，平均倾斜长度105m，可采储量5.9万吨。直接顶为灰色砂质泥岩和泥质粉砂岩，局部伪顶为泥岩，岩性较软，易破碎和垮落，21煤层与22煤层间距一般为2.7-3.5米。

2.2采煤工艺

工作面一次采全高，当煤层厚度达不到最低厚度开采高度时，采煤机截割底板通过。回采主要工序为：割煤、推溜、移架、端头维护、设备维护、开缺口等。工艺流程为：割煤→移架→推移刮板输送机。

2.3工作面设备配套

2.4劳动组织

为了加强设备检修，确保设备完好，用一个班子进行设备检修采用“两采一准”作业方式

3、高效薄煤层成套装备应用研究工业性试验效果

通过在达竹煤电（集团）公司小河嘴煤矿4026（21）工作面实施薄煤层高效机械化采煤，成效明显。

3.1取得的关键技术

3.1.1该套装备可实现采高0.9m以下薄煤层综合机械化开采，月产2万吨的最低综采指标，设备开机率达到85%以上。

3.1.2配套设备机面高度523mm，过煤高度275mm，人行空间高度≥550mm、宽度≥800mm，过机空间≥120mm推溜状态）。

3.2项目创新点

3.2.1爬底板采煤机煤壁侧齿条式无链牵引装置，有效压缩采煤设备的高度，同时满足采煤工作的需要，提高采煤的工作效率。

3.2.2行走齿轮与齿轨相互相配合，以作为采煤机的行走驱动，并且将驱动端设置在采煤机侧，取消了以往采煤机横跨在刮板输送机上的过轴，增加了过煤的空间。

3.2.3控制方式采用电液先导控制，平均移架速度9s/架，移架操作方便。

4、结论

该配套设备装备的综采工作面与相同条件下炮采工作面相比，年生产能力可提高1.27倍，效率提高3.68倍，吨煤成本可下降46.07元，年创经济效益近1亿元。

与此类推，对于达竹煤电公司如果每个矿装备一个薄煤层综采工作面生产，则薄煤层年产量可达120万吨，年增加效益5.4亿元。对于四川、重庆而言，大多数矿区煤层赋存条件和达竹矿区相似，由此可见其经济效益十分巨大。

参考文献

[1]周帮远.自主研发薄煤层综采性能特点及应用{J}.中国煤炭工业，2011.4.

[2]梁洪光.薄煤层综采技术发展现状[J].煤矿开采，2009.14：9-11.