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摘要：本文以较薄煤层综采设备为例，介绍了在1.5米煤层中如何利用综采设备实现煤矿开采的高产高效，提出了对较薄煤层综采设备的配套选择以及配套参数的优化措施。
关键词：较薄煤层 综采设备 设备配套
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-420-01
0.引言
随着我国煤矿开采业的不断发展，近年来我国综采设备也有了非常大的发展，厚煤层的综采设备更是发展迅速，出现了非常多的高产高效现代化矿井，但是，较薄煤层的综采设备却难以满足煤矿开采高产高效的要求，这主要是由于综采设备不配套、参数不合理导致的，因此，优化较薄煤层综采设备的配套参数，对其进行合理的设备配套十分有必要。
1.三机配套及其技术特征
在井下的综采工作面，综采设备的核心是采煤机、液压支架和刮板输送机，其中采煤机和刮板输送机都有较高的生产能力，完全满足综采工作面的产量要求。采煤机主要依靠刮板输送机进行导向，并在刮板运输机的上方运行，刮板运输机的正常运行离不开液压支架的推动，液压支架的移动也需要依靠输送机为支点，因此，综采设备中的“三机”配合是相辅相成、缺一不可的。要实现综采工作面高产高效，就必须使采面“三机”合理的进行配套。
（1）MG-2×100/456WDQ型采煤机。上海天地科技股份有限公司生产，机器总重22吨，采高范围在1.1米到2.04米之间，机面高度为885mm，滚筒截深630mm，牵引方式为齿轮销轨式牵引，最大牵引力在220kN～440kN之间，可以适应≤25°的倾斜角度。该机截割功率为200千瓦，总装机功率456千瓦，电压等级1140伏，机器总长9.056米（含左右摇臂）。
（2） SGZ-764/500刮板输送机。由宁夏奔牛实业集团有限公司生产，机器总重约为273吨，采用中双链，紧链方式为阻链器+闸盘式紧链，中部槽属于铸焊封底结构骑槽帮式。设计长度为200米，输送量为1000吨每小时，链条速度为每秒大约1米，总功率为2×250千瓦，卸载方式为端卸式。
（3） ZY4000-10/20液压支架，由中国平煤神马能源化工集团机械制造有限公司生产，使用邻架控制的操作方式，支撑高度为1.0—2.0米，支架的宽度约为1.42米到1.59米，中心距为1.5米，工作阻力是4000kN，支架支护强度在0.58MPa到0.66MPa之间，能适应小于或者等于25°的倾斜角度，支架的重量约为9.5吨。
2.实际综采工作面的地址条件
实际综采工作面以某煤矿为例。其工作面属于长壁式，整体走向长度为1500米，倾斜长度150米，平均倾斜角度10度，最大倾斜角度为18度，最大俯采角度为15度，煤层厚度平均1.2～1.5米，采高1.6米，普氏硬度系数为1.2。煤层的顶板大多数是砂质泥岩，底板多为细砂岩，硬度较高。为了适应煤层倾斜角度的变化，综采工作面的两巷采用平面不等长的不平等布置，来满足斜面长度一致，切眼和两巷都采用锚网支撑防护。机巷内使用桥上转载机+胶带输送机运煤，其中转载机采用SZD-630/90型桥式加强型转载机。
3.综采工作面现场的实际应用、参数优化及成效
3.1工艺参数的确定
（1）确定煤机滚筒截深。滚筒截深的确定需要考虑采煤机的功率、煤层厚度、采面瓦斯含量以及支架支护方式等相关因素，通过综合分析工作面的实际地质条件和设备配套的数据，确定采面截深为630mm。
（2）采煤机牵引速度的确定。利用公式结合刮板输送机的输送能力、输送机因条件导致能力降低系数、采高、截深、煤比重、工作面采出率进行计算。
（3）支架支护和移架方式。在工作面采用邻架操作的方式，即时支护。当采煤机过去时，利用支架在支撑顶板的同时，向前推移刮板输送机的溜槽使刮板输送机逐步向前移动，之后再降架并进行拉架前移。当顶板条件好时，可以结合顺序移架以及隔架移架，以实现快速采煤需求。
（4）采煤机进刀方式。利用上摇臂落煤，下摇臂装煤，采用端头斜切的方式进刀，并且使用前滚筒和后滚筒同时运作，割顶刀和底刀，以打开缺口。此外，根据实际工作面输送机机头与机尾部过度的长度和滚筒对应的位置，以及摇臂的长度等数据进行计算，要求机头和机尾部伸出煤壁的距离大于0.94米，从而确保能割开煤壁，实现机械化打开缺口。
3.2现场技术改造和优化
（1）改造采煤机摇臂及滚筒。首先在原来的单弯曲摇臂的基础上再在摇臂弯脖处增加一个惰轮，来增大摇臂的弯曲量，从而达到了增大摇臂与溜槽槽帮的过煤空间和采煤机的卧底量，同时由原来配备的Φ1.4米滚筒更换为现在的Φ1.6m滚筒，回采时采用前割后拾的办法，提高了拾煤效果，解决了低综采拾煤效果差的问题，在解决底煤能拾净以后，支架可以顺利沿底板推移，从而基本解决支架钻底问题。
（2）刮板输送机漂扎及下滑量的控制和调整。首先对支架和刮板输送机连接部位进行了改造，確保在拉架和推溜过程中运输机的受力方向基本保持水平方向，从而保证了溜槽在推移过程中沿底板方向，不随意出现漂扎；其次结合实际的工作面倾斜角度，控制好机头超前量来中和刮板输送机的下滑量。结合实际工作生产和理论，我们能够发现，在煤层倾斜角度小于10度的时候，超前量要小于3米效果较好。
（3） 在采面安装过程中上下端头都多安装了一架支架及溜槽，确保采煤机滚筒能直接割透，避免了上下端头做缺口。
（4）工作面的设计和支撑防护。在布置工作面时，要对煤层的倾斜角度进行预测，结合预测结果对工作面的两巷进行不等长布置；在支护方面采用锚网支护技术，简化管理，减少维修量，由此实现综采工作的快速推进[3]。
（5）转载设备使用全封底的转载机，减少转载设备运输过程中漏洒煤矸，减少落转载机的工作量。
3.2综采设备配套和参数优化的成效
（1）通过对设备的配套和参数的优化，使采面单产水平得到大幅提高，日产能达到3600-4000吨，月产突破了11万吨。
（2）对参数调整后对于煤层倾斜角度的适应性大大提高，不仅解决了煤机装煤效果问题，同时也解决了刮板输送机溜槽的漂扎现象。另外在工作面进行实际工作时，要防止角度过大，才能让采面“三机”配套发挥出最大的功效。
（3）可以满足落差一米以内的断层开采，而且支架较低，重量属于偏轻，可以适应在复杂地质条件下的矿山开采。
（4）应用本套综采设备，为矿山开采高产高效提供了条件，对提升较薄煤层综采工艺，提高安全生产水平提供了有效的经验。
4.结语
这种较薄煤层的“三机”配套和参数优化能良好的改善当前薄煤层开采的现状，促进煤矿开采的高产高效，值得在较薄煤层矿区大力推广。大力推广综采设备配套和参数的优化是实现煤矿开采高产高效的必然措施，但是由于各个矿井的地质条件、人员素质、操作习惯等不同，在设备选型配套时都会存在一定的差异，需要因地制宜，因此煤矿开采必须针对相应的合理设备，并结合具体情况，对当前的工作面情况进行具体分析，适当对设备的参数进行调整和优化，以实现设备在工作面达到的最适合操作和运用，从而能发挥设备的最大效能。
参考文献
[1]江卫，王明南.薄煤层综采设备的研制及工艺参数优化[J].中国煤炭，2010（11）.
[2]史宝全，迟勇.薄煤层机械化高产高效开采技术在东海煤矿的实践[J].煤炭技术， 2011（06）.
[3] 张立俊.薄煤层综采面工艺方式选择及参数优化[J].煤矿开采，2009（04）
作者简介：张新永（1984-）本科，中国平煤神马集团设备租赁分公司，助理工程师
关键词：较薄煤层 综采设备 设备配套
中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-420-01
0.引言
随着我国煤矿开采业的不断发展，近年来我国综采设备也有了非常大的发展，厚煤层的综采设备更是发展迅速，出现了非常多的高产高效现代化矿井，但是，较薄煤层的综采设备却难以满足煤矿开采高产高效的要求，这主要是由于综采设备不配套、参数不合理导致的，因此，优化较薄煤层综采设备的配套参数，对其进行合理的设备配套十分有必要。
1.三机配套及其技术特征
在井下的综采工作面，综采设备的核心是采煤机、液压支架和刮板输送机，其中采煤机和刮板输送机都有较高的生产能力，完全满足综采工作面的产量要求。采煤机主要依靠刮板输送机进行导向，并在刮板运输机的上方运行，刮板运输机的正常运行离不开液压支架的推动，液压支架的移动也需要依靠输送机为支点，因此，综采设备中的“三机”配合是相辅相成、缺一不可的。要实现综采工作面高产高效，就必须使采面“三机”合理的进行配套。
（1）MG-2×100/456WDQ型采煤机。上海天地科技股份有限公司生产，机器总重22吨，采高范围在1.1米到2.04米之间，机面高度为885mm，滚筒截深630mm，牵引方式为齿轮销轨式牵引，最大牵引力在220kN～440kN之间，可以适应≤25°的倾斜角度。该机截割功率为200千瓦，总装机功率456千瓦，电压等级1140伏，机器总长9.056米（含左右摇臂）。
（2） SGZ-764/500刮板输送机。由宁夏奔牛实业集团有限公司生产，机器总重约为273吨，采用中双链，紧链方式为阻链器+闸盘式紧链，中部槽属于铸焊封底结构骑槽帮式。设计长度为200米，输送量为1000吨每小时，链条速度为每秒大约1米，总功率为2×250千瓦，卸载方式为端卸式。
（3） ZY4000-10/20液压支架，由中国平煤神马能源化工集团机械制造有限公司生产，使用邻架控制的操作方式，支撑高度为1.0—2.0米，支架的宽度约为1.42米到1.59米，中心距为1.5米，工作阻力是4000kN，支架支护强度在0.58MPa到0.66MPa之间，能适应小于或者等于25°的倾斜角度，支架的重量约为9.5吨。
2.实际综采工作面的地址条件
实际综采工作面以某煤矿为例。其工作面属于长壁式，整体走向长度为1500米，倾斜长度150米，平均倾斜角度10度，最大倾斜角度为18度，最大俯采角度为15度，煤层厚度平均1.2～1.5米，采高1.6米，普氏硬度系数为1.2。煤层的顶板大多数是砂质泥岩，底板多为细砂岩，硬度较高。为了适应煤层倾斜角度的变化，综采工作面的两巷采用平面不等长的不平等布置，来满足斜面长度一致，切眼和两巷都采用锚网支撑防护。机巷内使用桥上转载机+胶带输送机运煤，其中转载机采用SZD-630/90型桥式加强型转载机。
3.综采工作面现场的实际应用、参数优化及成效
3.1工艺参数的确定
（1）确定煤机滚筒截深。滚筒截深的确定需要考虑采煤机的功率、煤层厚度、采面瓦斯含量以及支架支护方式等相关因素，通过综合分析工作面的实际地质条件和设备配套的数据，确定采面截深为630mm。
（2）采煤机牵引速度的确定。利用公式结合刮板输送机的输送能力、输送机因条件导致能力降低系数、采高、截深、煤比重、工作面采出率进行计算。
（3）支架支护和移架方式。在工作面采用邻架操作的方式，即时支护。当采煤机过去时，利用支架在支撑顶板的同时，向前推移刮板输送机的溜槽使刮板输送机逐步向前移动，之后再降架并进行拉架前移。当顶板条件好时，可以结合顺序移架以及隔架移架，以实现快速采煤需求。
（4）采煤机进刀方式。利用上摇臂落煤，下摇臂装煤，采用端头斜切的方式进刀，并且使用前滚筒和后滚筒同时运作，割顶刀和底刀，以打开缺口。此外，根据实际工作面输送机机头与机尾部过度的长度和滚筒对应的位置，以及摇臂的长度等数据进行计算，要求机头和机尾部伸出煤壁的距离大于0.94米，从而确保能割开煤壁，实现机械化打开缺口。
3.2现场技术改造和优化
（1）改造采煤机摇臂及滚筒。首先在原来的单弯曲摇臂的基础上再在摇臂弯脖处增加一个惰轮，来增大摇臂的弯曲量，从而达到了增大摇臂与溜槽槽帮的过煤空间和采煤机的卧底量，同时由原来配备的Φ1.4米滚筒更换为现在的Φ1.6m滚筒，回采时采用前割后拾的办法，提高了拾煤效果，解决了低综采拾煤效果差的问题，在解决底煤能拾净以后，支架可以顺利沿底板推移，从而基本解决支架钻底问题。
（2）刮板输送机漂扎及下滑量的控制和调整。首先对支架和刮板输送机连接部位进行了改造，確保在拉架和推溜过程中运输机的受力方向基本保持水平方向，从而保证了溜槽在推移过程中沿底板方向，不随意出现漂扎；其次结合实际的工作面倾斜角度，控制好机头超前量来中和刮板输送机的下滑量。结合实际工作生产和理论，我们能够发现，在煤层倾斜角度小于10度的时候，超前量要小于3米效果较好。
（3） 在采面安装过程中上下端头都多安装了一架支架及溜槽，确保采煤机滚筒能直接割透，避免了上下端头做缺口。
（4）工作面的设计和支撑防护。在布置工作面时，要对煤层的倾斜角度进行预测，结合预测结果对工作面的两巷进行不等长布置；在支护方面采用锚网支护技术，简化管理，减少维修量，由此实现综采工作的快速推进[3]。
（5）转载设备使用全封底的转载机，减少转载设备运输过程中漏洒煤矸，减少落转载机的工作量。
3.2综采设备配套和参数优化的成效
（1）通过对设备的配套和参数的优化，使采面单产水平得到大幅提高，日产能达到3600-4000吨，月产突破了11万吨。
（2）对参数调整后对于煤层倾斜角度的适应性大大提高，不仅解决了煤机装煤效果问题，同时也解决了刮板输送机溜槽的漂扎现象。另外在工作面进行实际工作时，要防止角度过大，才能让采面“三机”配套发挥出最大的功效。
（3）可以满足落差一米以内的断层开采，而且支架较低，重量属于偏轻，可以适应在复杂地质条件下的矿山开采。
（4）应用本套综采设备，为矿山开采高产高效提供了条件，对提升较薄煤层综采工艺，提高安全生产水平提供了有效的经验。
4.结语
这种较薄煤层的“三机”配套和参数优化能良好的改善当前薄煤层开采的现状，促进煤矿开采的高产高效，值得在较薄煤层矿区大力推广。大力推广综采设备配套和参数的优化是实现煤矿开采高产高效的必然措施，但是由于各个矿井的地质条件、人员素质、操作习惯等不同，在设备选型配套时都会存在一定的差异，需要因地制宜，因此煤矿开采必须针对相应的合理设备，并结合具体情况，对当前的工作面情况进行具体分析，适当对设备的参数进行调整和优化，以实现设备在工作面达到的最适合操作和运用，从而能发挥设备的最大效能。
参考文献
[1]江卫，王明南.薄煤层综采设备的研制及工艺参数优化[J].中国煤炭，2010（11）.
[2]史宝全，迟勇.薄煤层机械化高产高效开采技术在东海煤矿的实践[J].煤炭技术， 2011（06）.
[3] 张立俊.薄煤层综采面工艺方式选择及参数优化[J].煤矿开采，2009（04）
作者简介：张新永（1984-）本科，中国平煤神马集团设备租赁分公司，助理工程师