15厚夹矸极薄煤层开采中的使用与效果分析14737.pdf

MG100-TP 型爬底板采煤机 在大峪沟煤业集团公司一 1 煤厚夹矸极薄煤层开采中的使用与效果分析 内容摘要：XX 大峪沟煤业集团XX 公司炭煤矿一1 煤层开采活动进入深部区域时，煤层呈现上下两个分层，分层厚度 0.4 米左右，中部夹矸最大厚度3.5 米，利用炮采工艺，开采困难且煤质无法保证。经考察和开采实践，使用 MG100-TP 型单滚筒爬底板采煤机割煤与炮采相结合的采煤工艺，主要材料消耗明显下降、作业环境明显改善、劳动强度明显降低、安全管理更加有利、块煤比率有效增加、煤炭质量有所提高，总体效果显著。一、一 1 煤厚夹矸极薄煤层现状 XX 大峪沟煤业集团 XX 公司炭煤矿（原 XX 市大峪沟矿务局三号井）始建于 1958 年，开采一1煤层，至今已有 50 多年的历史。炭煤矿一1煤赋存于 XX 群底部，L1L2灰岩为其直接顶板，XX 组铝土质泥岩为其直接底板，产状呈宽缓褶曲的单斜构造，平均倾角为 10，普遍含一层夹矸。随着矿井开采逐渐向深部延伸，夹矸随之变厚，煤层明显分为上、下两个分层，上分层厚度为 0.250.40m，下分层为 0.380.55m，两层煤之间夹矸厚度 0.33.45m。该矿井一直采用传统的长壁后退式炮采工艺，根据煤层赋存和厚夹矸情况，采用炮采工艺单独开采上分层或下分层，由于煤层极薄，开采困难；如果采用炮采工艺一次将上、下分层的煤和厚夹矸同时采出，矸石崩碎后，煤炭质量难以保证，生产成本高，效率低，效益差。探索和实现机械化开采是唯一的出路。2/8 二、MG100-TP 型采煤机的引进 集团公司针对1煤开采煤层薄、夹矸厚、生产难度不断加大的实际，通过各种途径寻找关于薄煤层机械化开采的新技术、新工艺，先后引进了截煤机、耙装机、侧卸式装载机，并能顺利投入使用，积极走生产技术创新路子，着眼采煤新技术，组织生产技术人员到外地进行考察，大胆引进薄煤层采煤机开采新技术。2010 年 11 月份，得到 XX 永荣机械制造 XX 公司生产一种极薄煤层采煤机的信息后，集团公司组织安全、生产、技术人员一行六人到 XX 永荣煤业集团公司韦家沟煤矿进行实地考察，韦家沟煤矿煤层赋存平均厚度 0.55m，煤层倾角8-15，井下共布置 4 个采煤工作面，3 个掘进面，年生产能力 40 万吨。根据该矿井煤层赋存实际和使用薄煤层采煤机情况，对照公司1煤实际情况，当即召开了考察人员座谈会，大家一致认为韦家沟煤矿使用的薄煤层采煤机适应大峪沟煤业集团公司1煤层厚夹矸薄煤层区域开采。大峪沟煤业集团公司召开专题论证会议，决定选用滚筒直径0.425m、截深 1.05 米的薄煤层采煤机，2011 年 2 月 26 日购进薄煤层采煤机一台，首先在炭煤矿试用，试用情况良好，后又购置两台，目前三台采煤机使用情况正常。三、MG100-TP 型采煤机的工作原理和性能 1、结构特征与工作原理 MG100-TP 型采煤机由牵引部、电动部、截装部以及导向、防尘、底托板等附件组合而成。采用侧面固定单滚筒，锚链牵引，沿煤层倾斜爬底板穿梭割煤，煤沿螺旋滚筒输入装煤部，装煤部转入工作面运输机。3/8 电动机为两端偏心出轴，分别传动牵引部和截装部。2、产品特点、该机采用“三股道”的采煤工作方式，全机身爬在底板上，对运输、支护等配套设备的要求不高。以该机为主组成的普通机械化设备费用较低。、该机本身带有装煤机构，由螺旋滚筒从煤壁上切割下的煤，通过装煤机构到工作面输送机上，装煤效果良好。、电动机功率大，机身强度好，能割较硬的和带有薄层夹矸的煤层。、机身短、机身的厚度是国内生产的同功率采煤机中最薄的，采高最低的。、操纵手把，牵引端一个手把，左右搬动实现前后牵引，便于操作。、牵引力大，液压牵引系统可靠、液压元件性能好，易于更换。、设有外喷雾装置，灭尘效果好。3、用途及适用 X 围 适用于厚度为 0.50.8m，顶板中等稳定,煤质中硬（f=23）,倾角小于 150，当倾角大于 150时，机器要增加防滑装置，生产能力 75100t/h，可在普采工作面中与 SGD420/22 刮板输送机、金属摩擦支柱或单体液压支柱配套。4、技术特征 4/8 1 采高（m）0.50.8 2 倾角（0）250 3 煤层硬度（f）3 4 作业方式 爬底板 5 生产能力（t/h）75100 6 机身尺寸 机身长（mm）4580（着地长）机身高（mm）350（局部高 395）机身宽（mm）910（不 包 括 牵 引 链 轮 及 滚 筒 大 轴）机面高度（mm）（含底托板）420（局部最高点）7 电动机：型号 YBC-100A（JDMB-100SA）输出功率（kw）100 电压（V）660 转速（r/min）1470 8 截割机构滚筒形式 双头等螺距螺旋单滚筒 滚筒转速（r/min）104.6 喷雾除尘：方式 外喷雾 水量（l/min）16.7 水压（MPa）1 9 牵引机构型式 液压锚链牵引 牵引力（kN）117.6(约 12 吨)牵引速度（m/min）03.2 10 装煤机构刮板链 工字链 链速（m/min）1.85 11 底托板 船形 四、使用薄煤层采煤机的采煤工艺流程 5/8 采煤工作面采用 MG100-TP 型单滚筒爬底板采煤机割煤与炮采相结合的采煤工艺。工作面的落煤方式为MG100-TP 型单滚筒爬底板采煤机割煤，滚筒形式为双头等螺距螺旋单滚筒，采高为0.425m，截深 1.05 米，采煤机只采下部煤层，让上部矸石和煤层自动脱落，矸石捡出，摆放老空区，脱落煤块直接装溜子运出。顶煤及散落在底板上煤由人工装入运输机拉出工作面。采煤工作面施工工艺流程：准备采煤机采煤机后支护人工装煤（放震动炮）移溜回柱放顶。采煤机割煤后，及时对新巷进行加固，并对采煤机转向口（机窝）、抓顶煤、抓底煤，采用 MZ1.2 型电煤钻进行打眼，采用放震动炮方式进行爆破处理。五、使用薄煤层采煤机后取得的效果 大峪沟煤业集团公司组织技术和管理人员对采煤机使用情况进行了跟踪调查，并从材料消耗、人员配置、安全管理、劳动强度、作业环境、资源回收、块煤比率、煤炭质量等方面与炮采工艺进行了对比分析，效果显著。（一）主要材料消耗明显下降。使用采煤机开采每班可节省炸药雷管等材料费、电费 700 余元，仅此一项，吨煤可节约成本 3.36 元，一个采煤队以每年 15 万吨产量计算，每年可节约材料费 50 余万元。1、炮采每班主要材料消耗和电耗。每班炸药 10.61 元/公斤*96 公斤为 1018.56 元，雷管 2.3 元/发*180 发为 414 元，每班电煤钻运行时间约 5.5 小时，每班电费为 4.57 元，每班电耗和炸药雷管消耗费用总计：6/8 1437.13 元。2、机采每班主要材料消耗和电耗。采煤机电机功率 100 千瓦，每小时耗电 100 度，每班开机时间约 4 小时，电价按工业用电 0.6147 元/度计算，每班电耗为 245.88 元；电煤钻功率为 1.2 千瓦/小时，每小时耗电 1.2 度，每班电煤钻运行时间约 1 小时，每班电费为 0.74 元；炸药雷管每班（采煤机转向口）开掘，工作面下部机尾底板变化处（18 米）、处理抓顶、抓底煤 共需炸药 24 公斤，雷管 80 发，炸药、雷管消耗为 392.6 元。每班电耗和炸药雷管消耗费用总计：639.22 元。（二）、作业环境明显改善。炮采时容易产生大量的煤尘和有害气体，生产过程中利用人工装煤也产生了大量的煤尘，增加了工作面的温度；机采时工作面温度有所下降，扬尘点减少，粉尘得到控制，职工不吸粉尘及炮烟，由于采煤机利用循环水冷式散热，采煤机滚筒降尘水压不低于 1MPa，经过试验，降尘效果明显，比炮采煤尘大幅度降低，改善了工作面的作业环境。（三）、劳动强度明显降低。炮采时，必须运送炸药和炮泥，打眼、装药、挂挡煤皮带、放炮、人工装煤；机采时，把炮采的打眼、装药、放炮、挂挡煤皮带的工序取消，大幅度降低运送炸药、炮泥和打眼、装药、放炮劳动量，只是增加了捡矸工的劳动强度，40的煤由溜子运走，减少了清理工作面老巷、老空区浮煤的劳动量，减少挡煤皮带悬挂工作量，不再配备打基础人员，大幅度降低了职工的劳动量和劳动强度。此外，机采与炮采相比，减少了 2/5 的攉锨工。7/8（四）、安全管理更加有利。放炮时，对顶板震动有很大影响，放炮后大部分煤崩到液压支柱上，造成崩坏、崩倒支柱现象，新巷空顶面积大不便于及时支护，只有在攉锨工把煤装到溜子后才能增打支柱，造成工作面空顶时间长，安全隐患大；机采时，采煤机在行进过程中，支柱能够及时增打，有效控制了顶板的空顶面积和震动问题，增加了安全系数，而机采不需放炮，不会崩坏、崩倒支柱，增加了液压支柱安全性能和使用寿命，新巷空顶时间变短，便于顶板管理，从而更加有利于工作面的安全管理。（五）、资源利用回收情况。炮采时，即使挡煤皮带悬挂好，也避免不了老空区浮煤问题，造成资源损失，炮采时老空区浮煤按 2计算，一个工作面按 10 万吨煤计算，使用机采可以多回收煤炭资源 2000 吨，可增加经济收入 60 多万元；机采时，不需悬挂挡煤皮带，工作面老巷老空区也无浮煤，能够有效避免老空区残留浮煤的问题，提高了资源回收率。(六)、块煤比率得到提高。去年含块率实际为 5.71%，通过近段时间实地抽查，使用采煤机的工作面含块率平均为 14.1%，炮采时炮眼均匀密布在煤层中，放炮后，大块基本都被崩碎，结果造成炭块率降低；机采时工作面煤层都在 0.8m 以上，采煤机滚筒选择直径 0.425m，下半部经采煤机割过的煤基本上成末煤，上半部自动塌落的煤，基本上是大块，块率可平均提高 7 到 8 个百分点，产品效益随之提高，仅此一项，机采采煤队每年可增加效益 900 余万元。（七）、煤炭质量有所提高。炮采时，部分矸石崩碎，分拣困难，与8/8 煤混装运出，造成煤的发热量低；机采时，下半部煤割过后，矸石大块自然落下，分拣容易，直接由人工搬入老空区，煤的发热量有所提高。