關于召開第六屆山西省煤炭總工程師論壇暨山西省煤炭安全綠色智能開采論壇的通知

大同礦區(qū)侏羅系煤炭資源因其具有低灰、低硫、高發(fā)熱量等突出優(yōu)點，被稱為煤中精品。開采侏羅系煤層的礦井一般為上世紀五六十年代建礦，隨著機械化開采水平提升帶動產能的提高，不少礦井的服務年限一般在10a左右，如何實現(xiàn)精采、細采，延長礦井壽命，是當前的重大課題之一。據(jù)統(tǒng)計，同煤集團公司現(xiàn)有薄煤層（煤層厚度1.3米以下）煤炭儲量達數(shù)億噸，如何對這些資源進行有效開采，對提高資源回收率、延長礦井服務年限和取得相當?shù)纳鐣?、?jīng)濟效益等方面意義重大。從2005年起，先后引進了國內外先進裝備在我集團公司對薄煤層進行開采，取得了一定成效。

1  引進德國DBT刨煤機成套裝備：

2004年引進主要設備為德國DBT公司生產的刨煤機開采成套裝備，最先使用于晉華宮礦刨煤機隊河南10號層301盤區(qū)8118工作面（工作面長200m，順槽長1050m，平均煤厚1.31m，堅固性系數(shù)f=3～4）。使用主要設備為：GH95.7—9—38/Ve刨煤機（進口）、PH3／822運行軌道（進口）、SZZ800/250轉載機、ZY4600/7.5/16.5支架、SSJ1200/2×200膠帶輸送機。該套裝備采用了當時最先進的自動控制系統(tǒng)，能實現(xiàn)自動落煤、移架和推溜。

2005年3月10日正式投入使用，先后采出四個工作面（10^#層301盤區(qū)8118、8120工作面和12^-2#層301盤區(qū)8114、8116），累計生產原煤1.16Mt，平均月產36Kt。2008年初該套設備下馬，其主要原因為：

⑴ 刨煤機對兩硬條件下的地質條件適應能力差，主要表現(xiàn)為當刨煤機遇到斷層、夾石等地質構造、煤層賦存不穩(wěn)定和頂?shù)装宀黄綍r，不能實現(xiàn)自動化開采，且刨刀磨損嚴重，因受沖擊載荷經(jīng)常出現(xiàn)斷鏈事故。

⑵ 當工作面傾角大于6°時，很難控制工作面刮板輸送機的上下竄動。

⑶ 由于刨煤機三機配套尺寸的特殊性，順槽巷道設計斷面大，掘進工作量大，頂板支護困難。

⑷ 日常配件、材料消耗大，且價格昂貴，噸煤成本大。

2  國產薄煤層綜采成套裝備

2.1  2009年8月，同煤集團公司組織相關專業(yè)人員前往山東兗礦集團多個礦井、燎原煤機廠和上海創(chuàng)立等煤機生產廠家和部分科研院所對國產薄煤層生產工藝和裝備技術進行了認真細致的調研。此后，邀請部分煤機生產廠家和科研院所分別針對大斗溝礦和姜家灣礦薄煤層地質條件選出相對合適的采煤設備并進行了“三機”配套。其主要設備型號與參數(shù)見表1

表1

2.2使用情況：

大斗溝礦：薄煤層綜采首采工作面為14#層422盤區(qū)82205工作面，工作面長110m，順槽長680m，煤層厚度0.9~1.3米，煤層平均厚度1.17m，可采儲量約8.5萬噸。2009年12月3日地面三機配套試運轉一次成功；12月18日配套設備入井，開始井下試運行。工作面2010年9月首采工作面停采，已經(jīng)累計生產原煤84441t，最高月單產達16527t，平均月產10555t，日產最高1177t。

姜家灣礦：薄煤層綜采首面為7#層斷中盤區(qū)78119工作面，工作面長96 m，順槽長555 m，煤層平均厚度1.09 m，可采儲量72Kt。2010年6月4日地面三機配套試運轉一次成功；6月15日配套設備入井，開始井下試生產，其中采煤機故障較多。經(jīng)過多項技術改進，9月15日以后基本進入正常生產階段，日均割煤10刀，日產原煤800t。11月10日，首采工作面停采。

兩套設備運行過程中存在的問題：

⑴設備運行初期，機電故障較多，尤以采煤機為甚；

⑵機械保護扭矩軸頻繁損壞；

⑶截割傳動系統(tǒng)故障多，有待優(yōu)化設計；

⑷薄煤層開采，空間狹小，部分零部件損壞后不宜更換需改進；

⑸兩礦同屬于兩硬條件，煤層變化范圍相對較大，部分區(qū)域需截割100～200㎜頂板。

3  兩套國產薄煤層綜采成套裝備的對比分析

3.1  工作面布面方式

（1）姜家灣礦薄煤層綜采采用了新的布面方式，上下順槽巷道掘進采用留頂起底掘進方式，這一方式保證了工作面頂板與順槽巷道頂板同一水平，實現(xiàn)了端頭支架與工作面支架支護的平穩(wěn)過渡；大斗溝礦薄煤層綜采沿用集團公司在1.4米厚較薄煤層開采的成熟技術，工作面兩順槽仍然采用沿底挑頂掘進方式，端頭支架與工作面支架支護過渡區(qū)域易形成空頂。

（2）姜家灣礦薄煤層綜采由于上下順槽采用留頂起底，導致工作面運輸機必須與上下順槽保持垂直推進，不得出現(xiàn)推進過程中竄頭竄尾；從而對作業(yè)人員自身要求較高；大斗溝礦薄煤層綜采方式設備布置自由度相對較大，從而對作業(yè)人員自身要求相對較低。

（3）姜家灣礦薄煤層綜采由于上下順槽采用留頂起底，要求順槽巷底板平整，起底部分的巷壁不得嚴重超挖，巷道成形不得留有地角地包；為保證工作面支架的擺放空間，掘進過程中必須嚴格控制工作面長度；工作面在掘進過程中，不能在工作面煤壁側打躲避硐、探水硐、絞車硐和水倉，否則，容易在回采過程中漏下支架，造成停產事故；姜家灣礦薄煤層綜采方式無上述相關特殊要求，只是工作面長度需設計成支架寬度的整數(shù)倍，并在兩個端頭支架加裝側護板以改善頂板管理。

（4）大斗溝礦薄煤層綜采方式技術相對成熟，對作業(yè)人員綜合要求較低。工作面底板起伏變化較大時，姜家灣礦薄煤層綜采方式作業(yè)相對困難。

3.2  兩種薄煤層綜采方式對設備的相應要求

（1）為降低采煤機機面高度，減小截割滾筒直徑，MG170/388－BWD型采煤機設計了搖臂行星減速器的中間布置方式；MG160/360－BWD型采煤機取消了搖臂行星減速器。這一措施使機組機面高度較MG200/456－WD采煤機的853mm機面高度減小約160mm。

（2）為適應姜家灣礦綜采布面方式，工作面運輸機頭尾設計了可調支承座，根據(jù)工作面底板與上下順槽底板的落差變化進行自動調整，實現(xiàn)工作面運輸機機頭機尾與工作面段保持平直；運輸機的頭尾電機軸線與運輸方向采用垂直布置，實現(xiàn)了行星減速機合理布置。

3.3  姜家灣礦綜采工作面的擋煤裝置與支撐底座

（1）液壓支架設計了液壓控制的放炮落煤擋煤裝置，為薄煤層綜采工作面地質變化應對提供了有效的設備保護措施，而且減輕了過去人工擋煤的勞動強度。

（2）工作面運輸機設計安裝了支撐底座，克服了傳統(tǒng)綜采推溜臥底不足的缺陷，徹底解決了漂溜子現(xiàn)象；采用每2節(jié)溜槽裝設1個抬高油缸，每5個抬高千斤為1組的集中控制，操作簡便。

4  結束語：兩套薄煤層綜采成套裝備在我集團公司較為成功的應用實踐，結束了國產設備在同煤集團公司兩硬條件下不能開采薄煤層的歷史，對提高薄煤層開采裝備制造水平和改進采煤工藝具有重大意義。我們建議科研院所和煤機制造廠家對薄煤層開采裝備進行技術改進，特別是增加薄煤層采煤機的裝機功率，使其具有一定的割頂、割底能力，以更好地適應煤層變化和不同地質條件的需要。