中国的薄煤层保有工业储量98.3亿吨,可采储量61.5亿吨。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米的缓倾斜煤层占73.4%。在西南地区,煤炭赋存主要以薄煤层为主,由于薄煤层的地质原因,多数还伴随有断层多、顶底板岩性不好、瓦斯突出等条件,加上西南地区地下水系复杂,又多了一项水突出的风险。所以,能够在西南地区做好机械化采煤技术一定是综合技术实力的体现。
薄煤层机械化开采,由于开采煤层厚度小,机械化长壁工作面存在一些难点:采高低、工作条件差、设备移动困难。当最小采高降到1.2米以下时,矿工出入工作面及作业非常困难。在四川和重庆的极薄煤层工作面平均厚度只有0.8米,最低0.55米左右,选用的设备诶爬底板采煤机,矿工只能以“趴地板”的盖世神功进出工作面,工作强度非常大。
HOT与合作伙伴致力于难开采煤层的机械化技术成套服务,在薄煤层和极薄煤层的综合机械化领域已处于行业领先。近期,已有伊朗、老挝、巴基斯坦、哥伦比亚等国际客户慕名而来,就是为了一睹HOT薄煤层长臂开采技术的真容。
HOT与合作伙伴多年技术攻关,成功开发出了爬底板采煤机系列产品。经过使用实践证明,爬底板采煤机是平均煤层厚度低于0.8米的极薄煤层综合机械化开采的最佳选择。
一. HOT爬底板采煤机的主要型号
1.1 MG100-TP型液压牵引爬底板采煤机
1.2 MG 100/111-TPD型交流电牵引采煤机
1.3 MG110/130-TPD型交流电牵引采煤机
1.4 MG75/85-TPD(MG50/60-TPD)型交流电牵引爬底板采煤机
二. 爬底板采煤机的工作原理和性能
2.1 结构特征与工作原理
爬底板采煤机由牵引部、电动部、截装部以及导向、防尘、底托板等附件组合而成。采用侧面固定单滚筒,锚链牵引,沿煤层倾斜爬底板穿梭割煤,煤沿螺旋滚筒输入装煤部,装煤部转入工作面运输机。电动机为两端偏心出轴,分别传动牵引部和截装部。
2.2 爬底板采煤机特点
(1)、爬底板采煤机采用“三股道”的采煤工作方式,全机身爬在底板上,对运输、支护等配套设备的要求不高。以该机为主组成的普通机械化设备费用较低。
(2)、该机本身带有装煤机构,由螺旋滚筒从煤壁上切割下的煤,通过装煤机构转载到工作面输送机上,装煤效果良好。
(3)、电动机功率大,机身强度好,能割较硬的和带有薄层夹矸的煤层。
(4)、机身短、机身的厚度是国内生产的同功率采煤机中最薄的,采高最低的。
(5)、操纵手把,牵引端一个手把,左右搬动实现前后牵引,便于操作。
2.3 用途及适用范围
爬底板采煤机适用于厚度为0.5—0.9m,顶板中等稳定,煤质中硬(f=2—3),倾角小于35°,最大工作面倾角可达45°(需特别设计);当倾角大于18°时,机器要增加防滑绞车,生产能力75—100t/h,可在普采工作面中与SGD420/22/30刮板输送机、单体液压支柱配套;目前,已经爬底板配套的综采工作面。
三. 使用爬底板采煤机后的效果
HOT组织技术和管理人员对爬底板采煤机使用情况进行了跟踪调查,并从材料消耗、人员配置、安全管理、劳动强度、作业环境、资源回收、煤炭质量等方面与炮采工艺进行了对比分析,效果显著。
3.1 主要材料消耗明显下降
使用采煤机开采每班可节省炸药雷管等材料费、电费700余元,仅此一项,吨煤可节约成本3.36元,以每年15万吨产量计算,每年可节约材料费50余万元。
① 炮采每班主要材料消耗和电耗。
每班炸药10.61元/公斤*96公斤为1018.56元,雷管2.3元/发*180发为414元,每班电煤钻运行时间约5.5小时,每班电费为4.57元,每班电耗和炸药雷管消耗费用总计:1437.13元。
② 机采每班主要材料消耗和电耗。
采煤机电机功率100千瓦,每小时耗电100度,每班开机时间约4小时,电价按工业用电0.68元/度计算,每班电耗为272元;电煤钻功率为1.2千瓦/小时,每小时耗电1.2度,每班电煤钻运行时间约1小时,每班电费为0.82元;炸药雷管每班(采煤机转向口)开掘,工作面底板变化处破底、处理抓顶、抓底煤共需炸药24公斤,雷管80发,炸药、雷管消耗为392.6元。
费用总计:665.42元。
3.2 作业环境明显改善
炮采时容易产生大量的煤尘和有害气体,生产过程中利用人工装煤也产生了大量的煤尘,增加了工作面的温度;机采时工作面温度有所下降,扬尘点减少,粉尘得到控制,职工不吸粉尘及炮烟,由于采煤机利用循环水冷式散热,采煤机滚筒降尘水压不低于1MPa,经过试验,降尘效果明显,比炮采煤尘大幅度降低,改善了工作面的作业环境。
3.3 劳动强度明显降低
炮采时,必须运送炸药和炮泥,打眼、装药、放炮、人工装煤;机采时,把炮采的打眼、装药、放炮等工序取消,大幅度降低运送炸药、炮泥和打眼、装药、放炮劳动量,80﹪的煤由溜子运走,大大减少了清理工作面老巷、老空区浮煤的劳动量,大幅度降低了职工的劳动量和劳动强度。此外,机采与炮采相比,减少了40%左右的攉煤工。
3.4 安全管理更加有利
炮采时(放炮),对顶板采动影响很大,放炮后大部分煤崩到液压支柱上,造成崩坏、崩倒支柱现象,新巷空顶面积大不便于及时支护,只有在攉煤工把煤装到溜子后才能增打支柱,造成工作面空顶时间长,安全隐患大;
机采时,采煤机在行进过程中,支柱能够及时增打,有效控制了顶板的空顶面积和放炮震动问题,增加了安全系数,而机采不需放炮,不会崩坏、崩倒支柱,增加了液压支柱安全性能和使用寿命,新巷空顶时间变短,便于顶板管理,从而更加有利于工作面的安全管理。
3.5 资源利用回收情况
炮采时,即使悬挂挡煤皮带,也不能很好解决老空区浮煤问题,造成资源损失,炮采时老空区浮煤按2﹪计算,一个工作面按5万吨煤计算,使用机采可以多回收煤炭资源4000吨,可增加经济收入200多万元;机采时,工作面老空区无浮煤,能够有效避免老空区残留浮煤的问题,提高了资源回收率。
3.6 煤炭质量有所提高
炮采时,部分矸石崩碎,分拣困难,与煤混装运出,造成煤的发热量低;机采时,矸石分拣容易,直接由人工搬入老空区,煤的发热量有所提高。