当前国内薄煤层开采难点及解决办法剖析

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1、当前国内薄煤层开采难点及解决办法剖析【摘要】本文根据当前国内煤企薄煤层采煤机现状，并结合生产实际中遇到的各类问题，重点剖析了薄煤层开采难点和解决的办法，希望能对薄煤层釆煤机的安全高效开采提出建议。【关键词】薄煤层采煤机；开采难点；解决办法我国薄煤层与极薄煤层资源丰富，分布广泛，且煤质较好，这种煤层的储量占我国全部可采储量的20%左右。然而我国薄煤层机械化开采程度较低，薄煤层产量也低。从先进采煤国家和我国部分矿区薄煤层开采技术发展情况分析，釆用先进薄煤层机械化开采装备和适当的生产工艺，实现薄煤层的安全高效生产是完全可行的。因此随着

2、能源市场的需求，本文试图对我国薄煤层采煤机的现状和发展作一分析。一、薄煤层采煤机的设计难点(1)机身高度与运煤、装煤间的矛盾。薄煤层开采工作面，设备的管理和维修客观上需要采煤机的机面与顶板之间保持一定的空间，同时为了使采煤机机身与刮板输送机之间保持一定的空间，以免影响滚筒的装煤效果，这势必要求压缩采煤机的机身高度。(2)机身重量与装配功率的矛盾。根据经验，薄煤层开采一般都耍求机身重量轻、装机功率大，这种要求和机械设计有着客观的矛盾。机身重量轻，就意味着采煤机装机功率也小，由于煤矿薄煤层开采条件很复杂，会遇到不同的截割阻力和牵引阻

3、力,要克服这些阻力就必须选用大功率采煤机，采煤机功率的增大也增大了采煤机的自身重量和外形尺寸，与薄煤层开采要求的小尺寸、大功率相矛盾。（3）投入与产出的孑盾。据统计，采高在1.5m以下的煤层，装备综采工作面的设备价值约1200-1300万元，工作面月产量一般在3~5万t,年产量约30万t,若设备使用寿命按5年计算，投入产出比为0.115-0.125t/元。采高在2.5m左右的煤层，设备投入约1500-1700万元，月产量约7〜10万t,年产量约60万t,设备使用寿命按5年计算，投入产出比为0.176-0.2t/元。通过比较显而易

4、见，薄煤层投入大产出少，因此对生产矿井而言，这种投入是不经济的，这也是影响薄煤层机械化发展的因素之一。二、实现薄煤层安全高效机械化开釆的途径1•控制采煤机机面高度，提高装煤效果。（1）提高电控系统技术水平,降低控制箱高度尺寸。如果这一技术突破，采煤机机身与刮板输送机之间的空间将增大，薄煤层采煤机技术将向更薄机型迈出一大步。（2）使采煤机牵引电动机和截割电动机与双行星减速器向一体化方向发展。如果采煤机能够实现电动机与减速器一体化，其一，采煤机摇臂尺寸可以更小，采煤机滚筒轮毂可以更小，可以较容易地解决薄煤层开釆的装煤和卧底问题；其二

5、，实现电动机直接驱动行走轮工作，使采煤机机身整体高度降低成为可能。（3）选择最佳的滚筒参数有助于提高装煤效果。对于不同的煤质，选择相对应的滚筒转速、螺旋升角、牵引速度、截齿布置方式以及截齿是否需耍齿套、齿柄的材质硕度是否耍提高等问题，还需耍进一步研究。2•选择合理的机身重量，配置恰当的装机功率。（1）通过统计计算与科学试验，选出最佳的机身重量与装机功率比o统计情况说明,目前采高2m以下的薄煤层采煤机，截割功率与重量之比大约为13-15，总功率与重量之比大约为15〜17。（2）对于开采薄煤层的矿井而言，由于矿小，开采投资少，供电负

6、荷小等条件限制，选型时设备的功率不宜选择过大，大功率的功耗会造成电力资源的浪费，因此选择最佳的功率配置是最冇效的节约费用的途径。在实际生产中，由于煤层赋存条件不一，截割阻力总在变化Z中，如果能够开发出截割功率随载荷变化的电动机以及控制系统，截割功率的输出将会更为合理。3•解决投入与产出的孑盾。（1）降低故障率，提高可靠性，增加有效牛产时间。提高薄煤层采煤机的可靠性，是降低故障率的最佳途径。受工作面条件的限制，采煤机、液压支架、刮板运输机等设备的维护管理难度很大，特别是处理故障需要的时间长，耽误有效生产时间，因此提高采煤机的可靠性

7、是增加有效生产时间的最佳途径。要提高可靠性，首先要解决以下问题：一是解决采煤机的结构设计难点，保证截割、牵引、调高系统的合理性和紧凑性，改变原来煤矿机械笨重的结构。二是要加强采煤机零部件新型高强度材料的研究，提高零部件的使用寿命，如摇臂壳体选用中碳合金钢，提高截割部壳体强度及耐磨性。三是简化调高系统结构，枳极引进工程机械上简单可行的液压系统以及液压元件，开发实用的集成阀块，减少系统连接管路，采用高可靠性液压泵、电磁阀等元件，减少因管路引起的故障、杜绝该系统故障，同时在操作方式上要兼冇遥控和手动操作系统，以便安全操作使用和在遥控有

8、故障时用手动应急操作。四是对行走系统所用行走轮、导向滑靴等，除了进行结构优化设计，在材料、加工以及热处理等制造工艺上也需要进一步提高，增加行走系统的使用寿命，能减少故障时间。（2）提高现场管理水平，减少辅助生产时间。在采煤机械厂家积极提高设备可靠性的同时，工作面