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        極薄煤層采煤機



        一、極薄煤層開采現狀

        按我國煤層厚度分級劃分,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,其可采儲量約占全部可采儲量的20%,達60億噸之多,且資源分布較廣,一些煤礦的煤質極好。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。

        在中小型煤礦企業極薄煤層開采的機械化程度還比較低,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、產量低、事故多、作業環境惡劣、設備維修操作不便。

        因此大力發展極薄煤層機械化開采對于開發利用煤炭資源,延長礦井開采年限和實現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的研制、定型

        重慶永榮礦業公司(原永榮礦務局,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。煤層厚度一般為0.4m~0.6m,頂、底板中等穩定。隨著開采深度的加大(平均開采深度在450m~700m之間),礦山壓力顯現日趨嚴重,瓦斯涌出量明顯增大。因此,改革采煤工藝,發展極薄煤層機械化,對于增強極薄煤層采煤工作面抗災應變能力,促進永榮礦區安全高效生產具有重大作用。

        重慶永榮機械制造有限責任公司(原永榮煤礦機械廠,建于1958年)是原煤碳部為服務西南地區建設的大型礦山機械企業,公司下設鑄造、鍛造、鉚焊、熱處理、機加工、機修裝配等生產車間,形成了產品設計開發、工藝、生產、檢驗、銷售一體化的發展格局。主要從事礦山機械整機與配件的生產制造,具有較強的設計制造能力和完善的質量檢測設備與手段。

        20世紀70年代初期,為解決永榮礦業公司極薄煤層機械化開采的難題。重慶永榮機械制造有限責任公司在永榮礦業公司的主持下,堅持不懈的致力于極薄煤層采煤機的研究、開發和制造。不斷突破各種技術難題,形成了YRG1型、YRG2型系列采煤機機型,基本實現了極薄煤層條件下的機械化開采。自20世紀90年代以來,不斷總結本礦區20余年機械化采煤經驗,在充分吸取國內外采煤機制造先進技術的基礎上,通過多次的工業性試驗、改進和完善,于2000年完成了YRG3新型極薄煤層采煤機的研制定型為MG100-TP,其技術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極薄煤層采煤機的定型成功,填補了國內極薄煤層機械化開采的空白,受到國土資源部的首肯。產品暢銷西南地區及其他省市、自治區。

        三、MG100-TP型采煤機主要結構和技術特性

        (一)采煤機主要結構

        MG100-TP型采煤機整機重量約7噸,由牽引部、電動機、截裝部以及導向、防塵、底托板等附件組成。采用側面固定式單滾筒,水冷式雙軸伸防爆電動機,同時帶動牽引部、截裝部。

        (二)采煤機技術特性

        采高(m)                0.50~0.95

        截深(mm)             0.65~0.95

        傾角(°)               <30

        煤層硬度(f)           ≤3

        生產能力(t/h )       75~120

        機身尺寸:

        機身長(mm)           4580(底船著地長)

        機身高(mm)           350(局部395)

        機身寬(mm)           910(不含牽引鏈輪滾筒軸)

        機面高度(mm)        375(局部420)

        電動機:

        型號                          YBC-100A

        臺數                          1

        電壓(V)                  660

        轉速(r/min)            1470

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

        牽引機構:

        型式                           液壓錨鏈牽引

        鏈條規格(mm)             φ18*64

        牽引力(KN)                 117.6

        工作牽引速度(m/min)   1~1.5

        (三)采煤機作業方式

        MG100-TP型采煤機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,配套設備多為SGD420/22型刮板輸送機、單體液壓支柱。

        四、MG100-TP型采煤機的應用和推廣

        MG100-TP型采煤機具有操作簡便,人員少,效率高,安全可靠等特點,改變了原來傳統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,以該機為主組成的普通機械化設備費用較低。特別適于在中小型煤礦企業推廣使用。從2005年開始MG100-TP型采煤機組逐漸走出永榮礦業公司,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。

        以MG100-TP型采煤機為主組成的采煤工作面典型的工藝流程如下:

        1.采煤

        機巷切口進刀-牽引割煤-人工追機摻臨時支護-收浮煤-整體移溜-摻基本支柱-回柱放頂。采空區采用單排密集支柱切頂,全部垮落法處理。

        2.運煤

        工作面用SGB420/30(或SGD420/22)型可彎曲刮板輸送機,機巷用SGB420/30刮板輸送機轉運至機巷吊掛式皮帶輸送機到大巷煤倉裝車。

        采用MG100-TP型采煤機機組后的綜采工作面,人員大幅減少,月產量可達1萬噸左右。

        現舉例說明:

        (一)永榮礦業公司1999年以后至2009年期間在曾家山煤礦、永川煤礦、韋家溝煤礦三個骨干生產礦井陸續投入27臺MG100-TP型采煤機,淘汰原用老機型,在普采工作面形成了由MG100-TP型采煤機、SGD420/22(或SGB420/30)型刮板輸送機、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備。取得了顯著的效果。

        1.使永榮礦區生產礦井的生產能力大幅度提高,單井年均產量超過30萬噸,創造了良好的經濟效益。

        2.在開采條件適宜時,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瓦斯事故。

        3.減輕了工人的勞動強度,改善了采煤工作面作業環境,促進了采煤工作面各項技術經濟指標的大幅度提高。在同等開采技術條件下,普采工作面單產和工效比炮采工作面分別提高50%和65%以上。

        附表一:勞動組織表

        工種

        早班

        中班

        夜班

        合計

        采煤司機

        2

        2

        2

        6

        機組輔助工

        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、護巷硂工

        6(兼)

        6(兼)

        6(兼)

        18(兼)

        溜子司機

        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

        架運料工

        4



        4

        電、鉗工

        2

        2

        2

        6

        班長

        2

        2

        2

        6

        乳化泵司機

        1

        1

        1

        3

        值班長

        1

        1

        1

        3

        合計

        27

        23

        23

        73

        附表二:主要技術經濟指標表

        項目

        單位

        指標

        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

        煤層生產能力

        t/m3

        1.3

        循環進度

        m

        0.8

        晝夜循環個數

        3

        循環率

        %

        85

        循環產量

        t/循環

        77.2

        工作面回采率

        %

        97

        平均日產量

        t/d

        231.6

        平均月產量

        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)四川內江雙鷹集團公司從2006年至2011年在楠木寺井、老鷹巖一立井和二斜井3個礦井共投入使用11臺MG100-TP采煤機,配套SGD420/22(或SGB420/30)型刮板輸送機、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,通過采取切實可行措施,在老鷹巖立井對采煤機截深增加0.15m,人工追機臨時掛梁移柱支護后,僅1202采面的原煤年產量就增加近4萬噸(原煤發熱量達5200大卡~6930大卡/kg),增加產值2千萬元以上,并且提高了工人作業安全性,創造的效率和經濟效益十分顯著,真正實現了安全高效礦井。

        附表一:機采與炮采對比表

        (楠木寺井2007年)

        指   標

        單   位

        手   采

        機    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

        人工工資費用

        元/t

        35

        17.5

        電 費

        元/t

        0.5

        6.5

        原煤灰分

        %

        40

        45~46

        附表二:截深增加0.15m主要技術經濟指標表

        (老鷹巖立井2010年)

        項目

        單位

        指標

        采煤隊人員76人


        早班26



        中班26



        夜班9



        電鉗工8



        管理7

        對拉工作面長度

        m

        各120

        煤層厚度

        m

        0.70~0.75

        采高

        m

        0.75

        循環進度

        m

        0.9(原0.75)

        晝夜循環個數

        3

        循環產量

        t/循環

        229.4(原119.2)

        工作面回采率

        %

        97

        平均日產量

        t/d

        688.2(原573.6)

        平均月產量

        t/m

        19270(原16061)

        坑木單耗

        m3/萬噸

        5

        雷管單耗

        個/萬噸

        700

        五、展望未來

        通過40余年對極薄煤層采煤機的研發、試產、改進、完善、定型,在永榮礦業公司所屬礦井取得全面成功的基礎上,推廣應用到了全國多個省市。使用單位包括重慶能投集團、內江雙鷹集團、重慶渝西礦業集團、四川川煤集團、黑龍江龍煤炭集團、黑龍江雞西礦業集團等100多對礦井。為煤礦的安全、高效生產提供了有力的支撐和技術保障,取得了良好的社會效益。我們將以此為契機,不斷創新,始做極薄煤層采煤機制造、推廣、應用的先行者。


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