薄煤层工作面刮板输送机关键技术研究

张婷婷

摘要：本文叙述了国内外薄煤层的赋存现状，并从薄煤层综合机械化开采以及开采技术装备的角度说明了我国薄煤层综采工作面输送设备存在的问题。随后介绍了薄煤层刮板输送机在开采技术上的难点以及技术改进办法，通过此办法促进薄煤层工作开采工作的顺利进行。

Abstract： This paper describes the present situation of thin coal seams at home and abroad， and explains the problem of transporting equipment in the fully mechanized coal mining face in thin coal seam， from the perspective of comprehensive mechanized mining and mining technology and equipment. Then this paper introduces the difficulties of the thin coal seam scraper conveyor in the mining technology and the technical improvement measures， through this way to promote the smooth progress of the work of thin seam mining.

关键词：薄煤层；刮板输送机；关键技术

Key words： thin coal seam；scraper conveyor；key technology

中图分类号：TD528 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）30-0087-03

0 引言

我国地大物博，矿产资源丰富。煤炭资源也不在少数，且分布地区广泛，主要的地区有河南、山西、河北等地。目前薄煤层资源占据煤炭的总可采量为19%。我国85%的矿区都有薄煤层的分布，这些矿区的薄煤层数量占到了很大的比重，如安徽省占据了72%，四川省52%。

因为薄煤层煤质较好，且所占煤质资源丰富，因此其开采工作受到了人们的密切关注，我国的有关部门也一直在研究薄煤层开采的工艺，寄希望于通过这种研究，减少薄煤层开采的工作量，提高工作效率。长期以来，薄煤层的开采工作一直很难进行，其因为作业空间小且环境较差、劳动强度大等特点，导致全国薄煤层的产量只占据到我国煤炭资源产量的10%，这跟薄煤层拥有的煤炭资源是极不相符的。因此实现薄煤层高效综合机械化开采很有必要，它能够提升矿井集中生产的水平，保证资源的平衡开采以及延长矿井的寿命，实现煤炭资源的可持续发展。

1 薄煤层开采的技术现状

1.1 国外薄煤层开采的技术现状

薄煤层开采中有一项重要技术为机械化落煤技术。这种技术的问世时间为20世纪的40年代。从这项技术的落成到实施经历过很快的时间，此项技术迅速便在德国、俄罗斯等地得到应用，使用刨煤机开采的煤炭量占据到这些国家的煤炭总产量的一半以上，自此刨煤机成为薄煤层开采的关键技术。在德国，位于1.6m以下的薄煤层几乎全部使用刨煤机进行采煤，而若薄煤层深度达到了1.6m以上，刨煤机已经不适合需求，滚筒采煤机成为了关键技术。美国的薄煤层开采技术中普遍使用大功率滚筒式采煤机进行薄煤层的开采，这项技术将切割岩石把采高提高到了1.3m以上。

1.2 国内薄煤层开采的技术现状

1.2.1 刨煤机、刮板输送机和液压支架配套的刨煤机综采机组问题

1996年，我国成功研制了一台MBJ-1型拖钩刨煤机，这个刨煤机的问世，受到了我国薄煤层开采工作人员的关注，随后被广泛应用。到1970年，我国刨煤机的使用总数达到了最高峰，而当时的采煤机并没有被广泛使用，刨煤机因为其结构简单且操作方面的特点发展成为机械化的主要机型。随着时代的发展，采煤机技术不断完善，与此同时刨煤机的缺点也开始保暴露出来，其关键零部件的使用性差、损坏率高，并且也很容易受到煤层厚度、倾角等的影响，因此饱受人们质疑。刨煤机相比较采煤机综采机组来说还有很大的局限需要被突破。

1.2.2 螺旋钻机组存在的问题

螺旋钻采煤机的出现是源于露天开采的螺旋钻机，其具有工作面无人、系统强且安全指数高的特点。但是因为这项技术的设备所需投资较大，因此相对于钻孔具有回收率低，过岩能力差的特点。

1.2.3 滚筒采煤机、刮板输送机和液压支架配套的采煤综采机组问题

随着科技的发展，煤机技术不断推进，现有煤机低矮化的问题也得到了改进，已经成功研制出了一批用在薄煤层开采的装备，改变了传统煤机采高低的问题。

2 薄煤层工作面刮板输送机客户关注的价值点

在价值工程项目中，客户关注的价值点是技术改进努力的方向。首先薄煤层工作面刮板输送机在生产成本上不能过高，这样新型刮板输送机技术才有所价值，降低成本的同时提高了工作效率；其次安全高效，在薄煤层工作面刮板输送机技术采用上应该保证安全高效，最大限度的减少故障率，全面提高工作面的开采效率；再次操作方便，薄煤层工作面刮板输送机应该保证操作简单，所有的操控装置应该依照人机工程原理进行设计，操作简单，使用简便，不需要反复复杂些操作；最后维修方便，在生产过程中，如果这项技术所使用的设备或者技术产生了问题应该及时进行维修，保证不会因为这项技术的采用，而造成长时间的停工，影响工作效率。

3 影响薄煤层工作面刮板输送机工作效率的问题

本文对目前薄煤层刮板输送机存在的问题进行了以下分析，主要可包括四方面内容。

①采用的边双链布置形式，连接环包容在槽帮内运行。因为受到槽帮包容空间的影响，因此链条的规格不能选用过大的。目前的轧制槽的选择选用18×64mm规格的链条。该链条的大小适合选用的刮板输送机铺设的长度小于80m，因此如果需要进一步增加铺设的长度，应该选用限制刮板机输送的能力，否则很容易发生链条断裂的情况。这种边双链布置形式使用的连接器为马蹄环，马蹄环可靠性低，直接影响了刮板链的可靠性。

②在薄煤层开采的过程中，薄煤层开采设备的高度必须低于煤层的厚度，否则只能通过掘顶或掘底的方式才能进行开采，这直接增加了煤层的开采难度，降低了原煤的品位。刮板输送机要达到采煤机机面高度的要求必须首先降低跟采煤机牵引系统的啮合高度，减少开采难度，消除掘顶或掘底现象出现。因此，对于如何实现降低输送机机身高度成为刮板输送机是否适用的重要标准。

③薄煤层采煤机滚筒直径小。因为滚筒机直径小因此当机器运行到机头或者是机尾之时，滚筒机很难真正切割到底，造成 “三角煤”情况的发生，这不仅影响了工作面两端的推溜以及移架，而且要进行下一个工作步骤，首先应该对 “三角煤”进行清理，这直接增加了工作人员的工作强度，制约了其工作效率。因此应该着力采用先进技术解决 “三角煤”问题，对刮板输送机的机头或机尾进行改善。

④薄煤层采煤机的滚筒直径小，因此装煤效果不佳。薄煤层刮板输送机不仅需要输送煤炭，而且还需要承担落煤的任务以及铲装任务。为了降低高度，薄煤层刮板输送机中间溜槽的推移点就会处于较低的位置，本身溜槽的重量就很轻，因此在推溜的过程中不能提供下压力，造成中部溜槽出现“漂溜”现象。尤其是在煤层底板出现变坡下扎的情况，这时候有大量煤炭进入到工作面底板跟中部槽封底板之间，造成刮板输送机显著提高，影响了薄煤层工作面的正常工作，甚至有时候采煤机不能顺利通过，必须依靠采煤机割顶处理或人工处理才能完成，整个处理过程不仅浪费人力物力，而且造成效率低下，影响运行安全。

以上问题的出现严重影响了薄煤层工作面的开采工作，因此要对薄煤层工艺的提高必须对薄煤层工作面专用的长运距以及矮机身以及可靠性低的问题进行改善。

4 薄煤层工作面刮板输送机的技术改进与应用

4.1 铸焊结构中部槽技术改进

新型的铸焊结构中中部槽采用槽帮焊接而成，在保证中部槽整体高度的情况之下，最大程度的降低了齿轨的高度。链条采用准中双链布置方式，链条不再受到槽帮包容的限制，在不增加刮板输送机中部槽高度的情况下加大链条规格为26×92mm扁平链。加大了链条规格、刮板提高以及接连环强度提高前提之下，又相比较中双链的布置形式上增加了采煤机的过煤空间，可以实现大块煤的通过（如图1）。

4.2 三角煤”问题的技术改进

①在刮板输送机的设置上，无论是机头还是中间段以及机尾都保持水平布置。这种布置形式优点在于保证采煤机的牵引机构的平直，这样让其在运行的过程中机身高度保持不变，滚筒下的摆角、切割深度都保持不变，这样的高度有利于解决薄煤层综采切割工作面两端的 “三角煤”的问题。

②刮板输送机无论是机头还是机尾运行的下链条都是反曲线形，在刮板机链下降到下链道的过程中有一个沿着底板上升的过程，每件刮板运行在这个阶段都跟底板相互碰撞，将粘连在刮板链上的原煤震掉，并沿着机头滑出了机头。这种结构的主要优点在与减少了刮板输送机拉回头煤现象的发生，在封底式刮板输送机上有广泛应用。

4.3 “漂溜”问题的技术改进

因为滚筒采煤机的装煤效果差，因此刮板输送机的任务加重，其不仅需要承担采煤机的导向任务，还承担铲装煤的工作。因为刮板输送机的重点较轻，且推移点较低，因此造成刮板输送机铲板槽帮很难贴合工作面底板的前移，造成“漂溜”煤现象。要解决这种现象，本文认为应该在刮板输送机挡板侧上加上调高调斜装置（如图2），当铲板槽帮不能前移时，通过调高凋斜装置提高推溜作用点，从而增加输送机的下压力。该结构利用的原理为减少刮板输送机拉回头煤，对封底式刮板输送机有很好的优点，这种结构能够很好地解决“漂溜”现象。

4.4 巷道漏煤问题的技术改进

①机头溜煤装置。连接装置应该安排在输送机机头铲板侧，这样当输送机以及采煤机滚筒到了机头附近时，能够将煤炭推进到机头溜煤装置，从而卸载到转载机上。

②机尾回收装置。将连接装置安装在输送机机尾的铲板侧，并通过对机尾回收装置的调整，在回收装置跟采煤机滚筒之间形成一个特殊的弧形通道，将弯板跟采煤机滚筒的原煤沿着采煤机滚筒抛出，运送到运煤通道。

5 应用实例

山西煤矿机械制造有限责任公司的重点项目即为薄煤层刮板输送机项目，该设备已经在大同青磁窑、峰峰大力窑等项目中得到了广泛应用。机头尾液调高等功能成功解决了传统薄煤层刮板输送机中部槽可靠性低以及资源回采率差等问题，为煤炭企业带来了巨大的经济效益。

6 结语

综上所述，通过对薄煤层工作面刮板输送机存在的问题进行了分析，并说明了存在的技术难点，找到了解决方法，通过“三角煤”、“漂溜”等现象的解决，能够有效提升薄煤层的开采工作效率。

参考文献：

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