中國(guó)的薄煤層保有工業(yè)儲(chǔ)量98.3億噸,可采儲(chǔ)量61.5億噸。其中,厚度在0.8~1.3 米的共占86.02%。小于0.8米的占13.98%,0.8~1.3米的緩傾斜煤層占73.4%。在西南地區(qū),煤炭賦存主要以薄煤層為主,由于薄煤層的地質(zhì)原因,多數(shù)還伴隨有斷層多、頂?shù)装鍘r性不好、瓦斯突出等條件,加上西南地區(qū)地下水系復(fù)雜,又多了一項(xiàng)水突出的風(fēng)險(xiǎn)。所以,能夠在西南地區(qū)做好機(jī)械化采煤技術(shù)一定是綜合技術(shù)實(shí)力的體現(xiàn)。
薄煤層機(jī)械化開(kāi)采,由于開(kāi)采煤層厚度小,機(jī)械化長(zhǎng)壁工作面存在一些難點(diǎn):采高低、工作條件差、設(shè)備移動(dòng)困難。當(dāng)最小采高降到1.2米以下時(shí),礦工出入工作面及作業(yè)非常困難。在四川和重慶的極薄煤層工作面平均厚度只有0.8米,最低0.55米左右,選用的設(shè)備誒爬底板采煤機(jī),礦工只能以“趴地板”的蓋世神功進(jìn)出工作面,工作強(qiáng)度非常大。
HOT與合作伙伴致力于難開(kāi)采煤層的機(jī)械化技術(shù)成套服務(wù),在薄煤層和極薄煤層的綜合機(jī)械化領(lǐng)域已處于行業(yè)領(lǐng)先。近期,已有伊朗、老撾、巴基斯坦、哥倫比亞等國(guó)際客戶慕名而來(lái),就是為了一睹HOT薄煤層長(zhǎng)臂開(kāi)采技術(shù)的真容。
HOT與合作伙伴多年技術(shù)攻關(guān),成功開(kāi)發(fā)出了爬底板采煤機(jī)系列產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)使用實(shí)踐證明,爬底板采煤機(jī)是平均煤層厚度低于0.8米的極薄煤層綜合機(jī)械化開(kāi)采的最佳選擇。
一. HOT爬底板采煤機(jī)的主要型號(hào)
1.1 MG100-TP型液壓牽引爬底板采煤機(jī)
1.2 MG 100/111-TPD型交流電牽引采煤機(jī)
1.3 MG110/130-TPD型交流電牽引采煤機(jī)
1.4 MG75/85-TPD(MG50/60-TPD)型交流電牽引爬底板采煤機(jī)
二. 爬底板采煤機(jī)的工作原理和性能
2.1 結(jié)構(gòu)特征與工作原理
爬底板采煤機(jī)由牽引部、電動(dòng)部、截裝部以及導(dǎo)向、防塵、底托板等附件組合而成。采用側(cè)面固定單滾筒,錨鏈牽引,沿煤層傾斜爬底板穿梭割煤,煤沿螺旋滾筒輸入裝煤部,裝煤部轉(zhuǎn)入工作面運(yùn)輸機(jī)。電動(dòng)機(jī)為兩端偏心出軸,分別傳動(dòng)牽引部和截裝部。
2.2 爬底板采煤機(jī)特點(diǎn)
(1)、爬底板采煤機(jī)采用“三股道”的采煤工作方式,全機(jī)身爬在底板上,對(duì)運(yùn)輸、支護(hù)等配套設(shè)備的要求不高。以該機(jī)為主組成的普通機(jī)械化設(shè)備費(fèi)用較低。
(2)、該機(jī)本身帶有裝煤機(jī)構(gòu),由螺旋滾筒從煤壁上切割下的煤,通過(guò)裝煤機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)載到工作面輸送機(jī)上,裝煤效果良好。
(3)、電動(dòng)機(jī)功率大,機(jī)身強(qiáng)度好,能割較硬的和帶有薄層夾矸的煤層。
(4)、機(jī)身短、機(jī)身的厚度是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的同功率采煤機(jī)中最薄的,采高最低的。
(5)、操縱手把,牽引端一個(gè)手把,左右搬動(dòng)實(shí)現(xiàn)前后牽引,便于操作。
2.3 用途及適用范圍
爬底板采煤機(jī)適用于厚度為0.5—0.9m,頂板中等穩(wěn)定,煤質(zhì)中硬(f=2—3),傾角小于35°,最大工作面傾角可達(dá)45°(需特別設(shè)計(jì));當(dāng)傾角大于18°時(shí),機(jī)器要增加防滑絞車(chē),生產(chǎn)能力75—100t/h,可在普采工作面中與SGD420/22/30刮板輸送機(jī)、單體液壓支柱配套;目前,已經(jīng)爬底板配套的綜采工作面。
三. 使用爬底板采煤機(jī)后的效果
HOT組織技術(shù)和管理人員對(duì)爬底板采煤機(jī)使用情況進(jìn)行了跟蹤調(diào)查,并從材料消耗、人員配置、安全管理、勞動(dòng)強(qiáng)度、作業(yè)環(huán)境、資源回收、煤炭質(zhì)量等方面與炮采工藝進(jìn)行了對(duì)比分析,效果顯著。
3.1 主要材料消耗明顯下降
使用采煤機(jī)開(kāi)采每班可節(jié)省炸藥雷管等材料費(fèi)、電費(fèi)700余元,僅此一項(xiàng),噸煤可節(jié)約成本3.36元,以每年15萬(wàn)噸產(chǎn)量計(jì)算,每年可節(jié)約材料費(fèi)50余萬(wàn)元。
① 炮采每班主要材料消耗和電耗。
每班炸藥10.61元/公斤*96公斤為1018.56元,雷管2.3元/發(fā)*180發(fā)為414元,每班電煤鉆運(yùn)行時(shí)間約5.5小時(shí),每班電費(fèi)為4.57元,每班電耗和炸藥雷管消耗費(fèi)用總計(jì):1437.13元。
② 機(jī)采每班主要材料消耗和電耗。
采煤機(jī)電機(jī)功率100千瓦,每小時(shí)耗電100度,每班開(kāi)機(jī)時(shí)間約4小時(shí),電價(jià)按工業(yè)用電0.68元/度計(jì)算,每班電耗為272元;電煤鉆功率為1.2千瓦/小時(shí),每小時(shí)耗電1.2度,每班電煤鉆運(yùn)行時(shí)間約1小時(shí),每班電費(fèi)為0.82元;炸藥雷管每班(采煤機(jī)轉(zhuǎn)向口)開(kāi)掘,工作面底板變化處破底、處理抓頂、抓底煤共需炸藥24公斤,雷管80發(fā),炸藥、雷管消耗為392.6元。
費(fèi)用總計(jì):665.42元。
3.2 作業(yè)環(huán)境明顯改善
炮采時(shí)容易產(chǎn)生大量的煤塵和有害氣體,生產(chǎn)過(guò)程中利用人工裝煤也產(chǎn)生了大量的煤塵,增加了工作面的溫度;機(jī)采時(shí)工作面溫度有所下降,揚(yáng)塵點(diǎn)減少,粉塵得到控制,職工不吸粉塵及炮煙,由于采煤機(jī)利用循環(huán)水冷式散熱,采煤機(jī)滾筒降塵水壓不低于1MPa,經(jīng)過(guò)試驗(yàn),降塵效果明顯,比炮采煤塵大幅度降低,改善了工作面的作業(yè)環(huán)境。
3.3 勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低
炮采時(shí),必須運(yùn)送炸藥和炮泥,打眼、裝藥、放炮、人工裝煤;機(jī)采時(shí),把炮采的打眼、裝藥、放炮等工序取消,大幅度降低運(yùn)送炸藥、炮泥和打眼、裝藥、放炮勞動(dòng)量,80﹪的煤由溜子運(yùn)走,大大減少了清理工作面老巷、老空區(qū)浮煤的勞動(dòng)量,大幅度降低了職工的勞動(dòng)量和勞動(dòng)強(qiáng)度。此外,機(jī)采與炮采相比,減少了40%左右的攉煤工。
3.4 安全管理更加有利
炮采時(shí)(放炮),對(duì)頂板采動(dòng)影響很大,放炮后大部分煤崩到液壓支柱上,造成崩壞、崩倒支柱現(xiàn)象,新巷空頂面積大不便于及時(shí)支護(hù),只有在攉煤工把煤裝到溜子后才能增打支柱,造成工作面空頂時(shí)間長(zhǎng),安全隱患大;
機(jī)采時(shí),采煤機(jī)在行進(jìn)過(guò)程中,支柱能夠及時(shí)增打,有效控制了頂板的空頂面積和放炮震動(dòng)問(wèn)題,增加了安全系數(shù),而機(jī)采不需放炮,不會(huì)崩壞、崩倒支柱,增加了液壓支柱安全性能和使用壽命,新巷空頂時(shí)間變短,便于頂板管理,從而更加有利于工作面的安全管理。
3.5 資源利用回收情況
炮采時(shí),即使懸掛擋煤皮帶,也不能很好解決老空區(qū)浮煤?jiǎn)栴},造成資源損失,炮采時(shí)老空區(qū)浮煤按2﹪計(jì)算,一個(gè)工作面按5萬(wàn)噸煤計(jì)算,使用機(jī)采可以多回收煤炭資源4000噸,可增加經(jīng)濟(jì)收入200多萬(wàn)元;機(jī)采時(shí),工作面老空區(qū)無(wú)浮煤,能夠有效避免老空區(qū)殘留浮煤的問(wèn)題,提高了資源回收率。
3.6 煤炭質(zhì)量有所提高
炮采時(shí),部分矸石崩碎,分揀困難,與煤混裝運(yùn)出,造成煤的發(fā)熱量低;機(jī)采時(shí),矸石分揀容易,直接由人工搬入老空區(qū),煤的發(fā)熱量有所提高。