中國的薄煤層保有工業(yè)儲量98.3億噸,可采儲量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)地下水系復雜,又多了一項水突出的風險。所以,能夠在西南地區(qū)做好機械化采煤技術一定是綜合技術實力的體現(xiàn)。
薄煤層機械化開采,由于開采煤層厚度小,機械化長壁工作面存在一些難點:采高低、工作條件差、設備移動困難。當最小采高降到1.2米以下時,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,選用的設備誒爬底板采煤機,礦工只能以“趴地板”的蓋世神功進出工作面,工作強度非常大。
HOT與合作伙伴致力于難開采煤層的機械化技術成套服務,在薄煤層和極薄煤層的綜合機械化領域已處于行業(yè)領先。近期,已有伊朗、老撾、巴基斯坦、哥倫比亞等國際客戶慕名而來,就是為了一睹HOT薄煤層長臂開采技術的真容。
HOT與合作伙伴多年技術攻關,成功開發(fā)出了爬底板采煤機系列產品。經過使用實踐證明,爬底板采煤機是平均煤層厚度低于0.8米的極薄煤層綜合機械化開采的最佳選擇。
一. HOT爬底板采煤機的主要型號
1.1 MG100-TP型液壓牽引爬底板采煤機
1.2 MG 100/111-TPD型交流電牽引采煤機
1.3 MG110/130-TPD型交流電牽引采煤機
1.4 MG75/85-TPD(MG50/60-TPD)型交流電牽引爬底板采煤機
二. 爬底板采煤機的工作原理和性能
2.1 結構特征與工作原理
爬底板采煤機由牽引部、電動部、截裝部以及導向、防塵、底托板等附件組合而成。采用側面固定單滾筒,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,裝煤部轉入工作面運輸機。電動機為兩端偏心出軸,分別傳動牽引部和截裝部。
2.2 爬底板采煤機特點
(1)、爬底板采煤機采用“三股道”的采煤工作方式,全機身爬在底板上,對運輸、支護等配套設備的要求不高。以該機為主組成的普通機械化設備費用較低。
(2)、該機本身帶有裝煤機構,由螺旋滾筒從煤壁上切割下的煤,通過裝煤機構轉載到工作面輸送機上,裝煤效果良好。
(3)、電動機功率大,機身強度好,能割較硬的和帶有薄層夾矸的煤層。
(4)、機身短、機身的厚度是國內生產的同功率采煤機中最薄的,采高最低的。
(5)、操縱手把,牽引端一個手把,左右搬動實現(xiàn)前后牽引,便于操作。
2.3 用途及適用范圍
爬底板采煤機適用于厚度為0.5—0.9m,頂板中等穩(wěn)定,煤質中硬(f=2—3),傾角小于35°,最大工作面傾角可達45°(需特別設計);當傾角大于18°時,機器要增加防滑絞車,生產能力75—100t/h,可在普采工作面中與SGD420/22/30刮板輸送機、單體液壓支柱配套;目前,已經爬底板配套的綜采工作面。
三. 使用爬底板采煤機后的效果
HOT組織技術和管理人員對爬底板采煤機使用情況進行了跟蹤調查,并從材料消耗、人員配置、安全管理、勞動強度、作業(yè)環(huán)境、資源回收、煤炭質量等方面與炮采工藝進行了對比分析,效果顯著。
3.1 主要材料消耗明顯下降
使用采煤機開采每班可節(jié)省炸藥雷管等材料費、電費700余元,僅此一項,噸煤可節(jié)約成本3.36元,以每年15萬噸產量計算,每年可節(jié)約材料費50余萬元。
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,每班電煤鉆運行時間約5.5小時,每班電費為4.57元,每班電耗和炸藥雷管消耗費用總計:1437.13元。
② 機采每班主要材料消耗和電耗。
采煤機電機功率100千瓦,每小時耗電100度,每班開機時間約4小時,電價按工業(yè)用電0.68元/度計算,每班電耗為272元;電煤鉆功率為1.2千瓦/小時,每小時耗電1.2度,每班電煤鉆運行時間約1小時,每班電費為0.82元;炸藥雷管每班(采煤機轉向口)開掘,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。
費用總計:665.42元。
3.2 作業(yè)環(huán)境明顯改善
炮采時容易產生大量的煤塵和有害氣體,生產過程中利用人工裝煤也產生了大量的煤塵,增加了工作面的溫度;機采時工作面溫度有所下降,揚塵點減少,粉塵得到控制,職工不吸粉塵及炮煙,由于采煤機利用循環(huán)水冷式散熱,采煤機滾筒降塵水壓不低于1MPa,經過試驗,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 勞動強度明顯降低
炮采時,必須運送炸藥和炮泥,打眼、裝藥、放炮、人工裝煤;機采時,把炮采的打眼、裝藥、放炮等工序取消,大幅度降低運送炸藥、炮泥和打眼、裝藥、放炮勞動量,80﹪的煤由溜子運走,大大減少了清理工作面老巷、老空區(qū)浮煤的勞動量,大幅度降低了職工的勞動量和勞動強度。此外,機采與炮采相比,減少了40%左右的攉煤工。
3.4 安全管理更加有利
炮采時(放炮),對頂板采動影響很大,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支護,只有在攉煤工把煤裝到溜子后才能增打支柱,造成工作面空頂時間長,安全隱患大;
機采時,采煤機在行進過程中,支柱能夠及時增打,有效控制了頂板的空頂面積和放炮震動問題,增加了安全系數(shù),而機采不需放炮,不會崩壞、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,即使懸掛擋煤皮帶,也不能很好解決老空區(qū)浮煤問題,造成資源損失,炮采時老空區(qū)浮煤按2﹪計算,一個工作面按5萬噸煤計算,使用機采可以多回收煤炭資源4000噸,可增加經濟收入200多萬元;機采時,工作面老空區(qū)無浮煤,能夠有效避免老空區(qū)殘留浮煤的問題,提高了資源回收率。
3.6 煤炭質量有所提高
炮采時,部分矸石崩碎,分揀困難,與煤混裝運出,造成煤的發(fā)熱量低;機采時,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。