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極薄煤層采煤機(jī)



一、極薄煤層開采現(xiàn)狀

按我國煤層厚度分級(jí)劃分,地下開采煤層厚度在1.3m以下的煤層為薄煤層。我國薄煤層資源比較豐富,其可采儲(chǔ)量約占全部可采儲(chǔ)量的20%,達(dá)60億噸之多,且資源分布較廣,一些煤礦的煤質(zhì)極好。隨著一些煤礦中厚煤層資源已近枯竭,極薄煤層的開采得到充分重視。

在中小型煤礦企業(yè)極薄煤層開采的機(jī)械化程度還比較低,特別是采高在0.8m以下的極薄煤層開采,大多還是采用手工炮采,人員多、產(chǎn)量低、事故多、作業(yè)環(huán)境惡劣、設(shè)備維修操作不便。

因此大力發(fā)展極薄煤層機(jī)械化開采對(duì)于開發(fā)利用煤炭資源,延長礦井開采年限和實(shí)現(xiàn)安全高效開采都具有十分重要的意義。

二、永榮極薄煤層采煤機(jī)的研制、定型

重慶永榮礦業(yè)公司(原永榮礦務(wù)局,1958年建局)下屬的曾家山煤礦、永川煤礦、韋家溝煤礦等都是全國典型的高瓦斯極薄煤層礦區(qū)。煤層厚度一般為0.4m~0.6m,頂、底板中等穩(wěn)定。隨著開采深度的加大(平均開采深度在450m~700m之間),礦山壓力顯現(xiàn)日趨嚴(yán)重,瓦斯涌出量明顯增大。因此,改革采煤工藝,發(fā)展極薄煤層機(jī)械化,對(duì)于增強(qiáng)極薄煤層采煤工作面抗災(zāi)應(yīng)變能力,促進(jìn)永榮礦區(qū)安全高效生產(chǎn)具有重大作用。

重慶永榮機(jī)械制造有限責(zé)任公司(原永榮煤礦機(jī)械廠,建于1958年)是原煤碳部為服務(wù)西南地區(qū)建設(shè)的大型礦山機(jī)械企業(yè),公司下設(shè)鑄造、鍛造、鉚焊、熱處理、機(jī)加工、機(jī)修裝配等生產(chǎn)車間,形成了產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、工藝、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、銷售一體化的發(fā)展格局。主要從事礦山機(jī)械整機(jī)與配件的生產(chǎn)制造,具有較強(qiáng)的設(shè)計(jì)制造能力和完善的質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備與手段。

20世紀(jì)70年代初期,為解決永榮礦業(yè)公司極薄煤層機(jī)械化開采的難題。重慶永榮機(jī)械制造有限責(zé)任公司在永榮礦業(yè)公司的主持下,堅(jiān)持不懈的致力于極薄煤層采煤機(jī)的研究、開發(fā)和制造。不斷突破各種技術(shù)難題,形成了YRG1型、YRG2型系列采煤機(jī)機(jī)型,基本實(shí)現(xiàn)了極薄煤層條件下的機(jī)械化開采。自20世紀(jì)90年代以來,不斷總結(jié)本礦區(qū)20余年機(jī)械化采煤經(jīng)驗(yàn),在充分吸取國內(nèi)外采煤機(jī)制造先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過多次的工業(yè)性試驗(yàn)、改進(jìn)和完善,于2000年完成了YRG3新型極薄煤層采煤機(jī)的研制定型為MG100-TP,其技術(shù)性能滿足了賦存條件在0.45m~0.95m和頂、底板軟硬變化的極薄煤層開采的需要。

MG100-TP極薄煤層采煤機(jī)的定型成功,填補(bǔ)了國內(nèi)極薄煤層機(jī)械化開采的空白,受到國土資源部的首肯。產(chǎn)品暢銷西南地區(qū)及其他省市、自治區(qū)。

三、MG100-TP型采煤機(jī)主要結(jié)構(gòu)和技術(shù)特性

(一)采煤機(jī)主要結(jié)構(gòu)

MG100-TP型采煤機(jī)整機(jī)重量約7噸,由牽引部、電動(dòng)機(jī)、截裝部以及導(dǎo)向、防塵、底托板等附件組成。采用側(cè)面固定式單滾筒,水冷式雙軸伸防爆電動(dòng)機(jī),同時(shí)帶動(dòng)牽引部、截裝部。

(二)采煤機(jī)技術(shù)特性

采高(m)                0.50~0.95

截深(mm)             0.65~0.95

傾角(°)               <30

煤層硬度(f)           ≤3

生產(chǎn)能力(t/h )       75~120

機(jī)身尺寸:

機(jī)身長(mm)           4580(底船著地長)

機(jī)身高(mm)           350(局部395)

機(jī)身寬(mm)           910(不含牽引鏈輪滾筒軸)

機(jī)面高度(mm)        375(局部420)

電動(dòng)機(jī):

型號(hào)                          YBC-100A

臺(tái)數(shù)                          1

電壓(V)                  660

轉(zhuǎn)速(r/min)            1470

供電電纜規(guī)格              MCP-0.66/1.14(35~95mm2)

牽引機(jī)構(gòu):

型式                           液壓錨鏈牽引

鏈條規(guī)格(mm)             φ18*64

牽引力(KN)                 117.6

工作牽引速度(m/min)   1~1.5

(三)采煤機(jī)作業(yè)方式

MG100-TP型采煤機(jī)適用于緩傾斜長壁回采工作面,采用“三股道”的采煤工作方式,配套設(shè)備多為SGD420/22型刮板輸送機(jī)、單體液壓支柱。

四、MG100-TP型采煤機(jī)的應(yīng)用和推廣

MG100-TP型采煤機(jī)具有操作簡便,人員少,效率高,安全可靠等特點(diǎn),改變了原來傳統(tǒng)的手工和放炮落煤存在的安全隱患大、用工多、效率和效益低下等問題,以該機(jī)為主組成的普通機(jī)械化設(shè)備費(fèi)用較低。特別適于在中小型煤礦企業(yè)推廣使用。從2005年開始MG100-TP型采煤機(jī)組逐漸走出永榮礦業(yè)公司,推廣到重慶、四川、貴州、陜西、河南、山東、江蘇、新疆、黑龍江等地,受到用戶的一致好評(píng)。

以MG100-TP型采煤機(jī)為主組成的采煤工作面典型的工藝流程如下:

1.采煤

機(jī)巷切口進(jìn)刀-牽引割煤-人工追機(jī)摻臨時(shí)支護(hù)-收浮煤-整體移溜-摻基本支柱-回柱放頂。采空區(qū)采用單排密集支柱切頂,全部垮落法處理。

2.運(yùn)煤

工作面用SGB420/30(或SGD420/22)型可彎曲刮板輸送機(jī),機(jī)巷用SGB420/30刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至機(jī)巷吊掛式皮帶輸送機(jī)到大巷煤倉裝車。

采用MG100-TP型采煤機(jī)機(jī)組后的綜采工作面,人員大幅減少,月產(chǎn)量可達(dá)1萬噸左右。

現(xiàn)舉例說明:

(一)永榮礦業(yè)公司1999年以后至2009年期間在曾家山煤礦、永川煤礦、韋家溝煤礦三個(gè)骨干生產(chǎn)礦井陸續(xù)投入27臺(tái)MG100-TP型采煤機(jī),淘汰原用老機(jī)型,在普采工作面形成了由MG100-TP型采煤機(jī)、SGD420/22(或SGB420/30)型刮板輸送機(jī)、HJZA-650(850)型金屬摩擦支柱和2腔型氣垛支架組成的極薄煤層普采工藝配套設(shè)備。取得了顯著的效果。

1.使永榮礦區(qū)生產(chǎn)礦井的生產(chǎn)能力大幅度提高,單井年均產(chǎn)量超過30萬噸,創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.在開采條件適宜時(shí),大量采用普采工藝,降低炮采工藝比例,有利于防治礦井重大通風(fēng)瓦斯事故。

3.減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,改善了采煤工作面作業(yè)環(huán)境,促進(jìn)了采煤工作面各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的大幅度提高。在同等開采技術(shù)條件下,普采工作面單產(chǎn)和工效比炮采工作面分別提高50%和65%以上。

附表一:勞動(dòng)組織表

工種

早班

中班

夜班

合計(jì)

采煤司機(jī)

2

2

2

6

機(jī)組輔助工

1

1

1

3

拖管線工

1

1

1

3

摻回柱工

9

9

9

27

移溜及收浮煤工

9(兼)

9(兼)

9(兼)

27(兼)

開切口、護(hù)巷硂工

6(兼)

6(兼)

6(兼)

18(兼)

溜子司機(jī)

2

2

2

6

防塵工

1

1

1

3

移叢柱工

5(兼)

5(兼)

5(兼)

15(兼)

管柱工

1

1

1

3

架運(yùn)料工

4



4

電、鉗工

2

2

2

6

班長

2

2

2

6

乳化泵司機(jī)

1

1

1

3

值班長

1

1

1

3

合計(jì)

27

23

23

73

附表二:主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表

項(xiàng)目

單位

指標(biāo)

工作面長度

m

100

工作面走向長度

m

480

煤層厚度

m

0.9

采高

m

0.9

煤層生產(chǎn)能力

t/m3

1.3

循環(huán)進(jìn)度

m

0.8

晝夜循環(huán)個(gè)數(shù)

個(gè)

3

循環(huán)率

%

85

循環(huán)產(chǎn)量

t/循環(huán)

77.2

工作面回采率

%

97

平均日產(chǎn)量

t/d

231.6

平均月產(chǎn)量

t/m

6948

支柱消耗率

<3

鉸梁消耗率

<3

坑木單耗

m3/kt

<3

炸藥單耗

kg/kt

<24.5

雷管單耗

kg/kt

<130

原煤灰分

%

<60

(二)四川內(nèi)江雙鷹集團(tuán)公司從2006年至2011年在楠木寺井、老鷹巖一立井和二斜井3個(gè)礦井共投入使用11臺(tái)MG100-TP采煤機(jī),配套SGD420/22(或SGB420/30)型刮板輸送機(jī)、單體液壓支柱,大幅減少手工炮采工作面,同樣也取得了顯著效果。特別是2010年6月以來,通過采取切實(shí)可行措施,在老鷹巖立井對(duì)采煤機(jī)截深增加0.15m,人工追機(jī)臨時(shí)掛梁移柱支護(hù)后,僅1202采面的原煤年產(chǎn)量就增加近4萬噸(原煤發(fā)熱量達(dá)5200大卡~6930大卡/kg),增加產(chǎn)值2千萬元以上,并且提高了工人作業(yè)安全性,創(chuàng)造的效率和經(jīng)濟(jì)效益十分顯著,真正實(shí)現(xiàn)了安全高效礦井。

附表一:機(jī)采與炮采對(duì)比表

(楠木寺井2007年)

指   標(biāo)

單   位

手   采

機(jī)    采

采煤人員

200

45

采煤全員工效

t/人.日

1.8

4.3

純采煤工工效

t/人.日

3.2

9.8

材料消耗

元/t

18

2

人工工資費(fèi)用

元/t

35

17.5

電 費(fèi)

元/t

0.5

6.5

原煤灰分

%

40

45~46

附表二:截深增加0.15m主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表

(老鷹巖立井2010年)

項(xiàng)目

單位

指標(biāo)

采煤隊(duì)人員76人


早班26



中班26



夜班9



電鉗工8



管理7

對(duì)拉工作面長度

m

各120

煤層厚度

m

0.70~0.75

采高

m

0.75

循環(huán)進(jìn)度

m

0.9(原0.75)

晝夜循環(huán)個(gè)數(shù)

個(gè)

3

循環(huán)產(chǎn)量

t/循環(huán)

229.4(原119.2)

工作面回采率

%

97

平均日產(chǎn)量

t/d

688.2(原573.6)

平均月產(chǎn)量

t/m

19270(原16061)

坑木單耗

m3/萬噸

5

雷管單耗

個(gè)/萬噸

700

五、展望未來

通過40余年對(duì)極薄煤層采煤機(jī)的研發(fā)、試產(chǎn)、改進(jìn)、完善、定型,在永榮礦業(yè)公司所屬礦井取得全面成功的基礎(chǔ)上,推廣應(yīng)用到了全國多個(gè)省市。使用單位包括重慶能投集團(tuán)、內(nèi)江雙鷹集團(tuán)、重慶渝西礦業(yè)集團(tuán)、四川川煤集團(tuán)、黑龍江龍煤炭集團(tuán)、黑龍江雞西礦業(yè)集團(tuán)等100多對(duì)礦井。為煤礦的安全、高效生產(chǎn)提供了有力的支撐和技術(shù)保障,取得了良好的社會(huì)效益。我們將以此為契機(jī),不斷創(chuàng)新,始做極薄煤層采煤機(jī)制造、推廣、應(yīng)用的先行者。


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