短壁工作面单滚筒采煤机回采工艺浅析

【摘 要】铁煤集团东林公司位于锡林郭勒盟镶黄旗管辖的石匠山煤田，地质类型属于复杂至极复杂型，表现为裂隙较发育，断层分布密集，顶板岩性为砂砾岩，钙质胶结，属于中硬岩性。由于地质构造影响，在地质构造边缘形成一些小块段工作面及煤柱，这些不规则、小块段工作面在回采过程中如采用炮采工艺回采，顶板不易垮落，难度较大，所以采取短壁单滚筒采煤机回采工艺，增加了回采安全系数。

【关键词】断层发育 顶板坚硬 单滚筒采煤机 短壁回采工艺

1工作面位置、四邻及地表情况

本工作面为东一102小综采工作面，东侧以切眼为界，与F10断层（倾角50-80°，落差20-75m）相邻；南侧以入风顺槽为界，与未开拓的东一103工作面相邻；西侧以采止线为界，与东一1煤皮带中巷及工业广场保护煤柱相邻；北侧以回风顺槽为界，与f31断层（倾角46-89°，落差0-9m）及东一101综采工作面相邻。本工作面走向长92-103m，倾斜长57m，回采总面积5649m？。（表1）

2短壁工作面单滚筒采煤机进刀方式

（1）单滚筒采煤机适用于面长在20-60米的不规则、小块段工作面回采，采高在1.6-3.0米，配套支架可根据煤层厚度自由选择。

（2）单滚筒采煤机工作特点，其滚筒位于机体中部。可以根据工作面地质条件自由选择滚筒型号，操作灵活。

（3）平均机身长度在3.2米左右。进刀方式为直接推入法进刀和端部斜切进刀。

（4）综上分析，单滚筒采煤机进刀方式可根据工作面煤层及顶板岩层的具体条件合理选择进刀和割煤方式，特别针对推进距离短，形状不规则，小断层和褶曲较发育的工作面能取得较好的效果。

3 短壁单滚筒采煤机回采工艺分析

（1）采煤机割三角煤进刀，沿工作面倾斜方向向运输机机尾上行割煤，拉移支架随采煤机割煤方向滞后进行，当采煤机割透机尾煤壁时，采煤机调整滚筒向运输机机头下行割煤，推移运输机随采煤机割煤方向滞后进行，此先上行割煤再下行割煤为一个循环，当采煤机割透机头煤壁后再循环上述步骤往返割煤。

（2）东一102短壁综采工作面由于局部倾角较大，需要采煤机割煤时往返三次割煤一个循环。步骤同一，在采煤机上行割煤后（由机尾向机头上行割煤），采煤机空刀退至机尾，再调整采煤机滚筒下行割煤至机头，采煤机割煤完成一个循环。

（3）三角煤割煤时，由于机身采煤机长度3.2米，机身较短，沿运输机行进时销轨对采煤机机身限制小，可自由往返进行割煤，割煤工艺同1、2一样，可见短壁单滚筒采煤机适应性较高。

4 短壁单滚筒采煤机螺旋选择

右工作面按右旋滚筒：由于是右旋滚筒，力矩T如图四按逆时针方向，起到抑制倾倒的作用。机器自重产生稳定力矩M1= G*a = 210*0.74 = 155.4 kNm，所以采煤机截割时比空载时更不容易倾翻。所以右工作面建议选用右旋滚筒。左工作面按左旋滚筒：由于是左旋滚筒，力矩T如图五按顺时针方向，页起到抑制倾倒的作用。所以采煤机截割时比空载时更不容易倾翻。所以左工作面建议选用左旋滚筒。

5短壁工作面单滚筒采煤机回采工艺经济技术分析

采高大的生产能力较大；生产能力随工作面长度加长而加大。

（1）炮采面目前生产情况：原煤月产量1.5万吨。变为综采工作面生产情况，提高推进速度，回收率达到80%，单面原煤月产量3万吨。两种回采工艺商品煤月产量相比较，经济效益分析：1.5×0.43×560=361.2万元，3×0.43×560=722.4万元，每月增加361.2万元。由此可见采高大的生产能力较大；生产能力随工作面长度加长而加大。

（2）炮采房柱式回采火工品消耗量较大，平均每月消耗火工品约14万元，变为综采回采，省去火工品消耗。

（3）炮采支护材料等投入大，按照炮采回采工艺顶板维护，材料费用（包括坑代、一、二、三类、工矿、配件），平均每月材料消耗共计10万元，变为综采回采，顶板维护投入基本可以省略，只需支付油脂、综机配件等材料。

（4）单滚筒采煤工作面，采用三、八工作制，生产班平均每班9人，其中：采煤机司机1人、支架工1人，端头工4人，皮带司机1人，电工1人、跟班队长1人，共计27人，人员较少，工效高。

6短壁工作面单滚筒采煤机回采工艺安全评价效果

顶板控制：炮采队房柱式回采顶板采取锚杆支护，并辅助单体液压支柱维护顶板，顶板维护面积约200m？，维护量及人员投入大，增加回采环节，工效低。开帮10m后拉底，职工进入作业存在较大的安全隐患，断层、褶曲较发育，对炮采顶板管理有较大的难度。变为综采回采，顶板管理采取液压支架维护，顶板得到有效控制，职工在液压支架下作业，安全系数高。

7短壁工作面单滚筒采煤机回采工艺存在问题

（1）采高较高时，上下缺口货量较大，需要人工清货。

（2）采煤滚筒处于平滑靴位置，上行割顶刀时，破落下的煤由于重力作用，落到运输机上，而下行割底刀时，采煤机螺旋装货受平滑靴影响，装货效果一般，需进行设备改造，制作刮货板，保证装货效果。

（3）单滚筒采煤机由于机身长度较短，造成机身自重较轻，遇到坚硬煤质时，采煤机震动量较大，所以日常检修必须保证质量。

（4）单滚筒采煤机滚筒翻转时需要的巷道或煤层高度较高，如需要翻转采取人工挑顶或拉底的方式，建议设备配套时，对采煤机与运输机的配套参数进行控制，增加运输机过渡槽或机头部的长度以保证不要翻转滚筒就可以达到回采的要求，免除开缺口。

8结语

东林公司投入使用单滚筒采煤机回采工艺以来，目前已回采东一102综采工作面，回采原煤2.6万吨，回采时间一个月，回采过程中克服了工作面大倾角回采，工作面切眼三角形推进等难题，采用单滚筒采煤机的综采回采工艺，其地质条件适应性强，煤炭回收率较高，资源浪费大幅度减少，设备投资少，顶板管理有效提高，人力成本较低，采用单滚筒短壁采煤机回采工艺替代炮采回采工艺。

参考文献：

[1].徐永圻.煤矿开采学（修订本）[M].徐州：中国矿业大学出版社，1999.

[2]徐永圻.短壁开采技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，1987.

[3]方慎权.煤矿机械[M].徐州：中国矿业大学出版社，1987.

作者简介：曹云龙（1982―）男，辽宁调兵山人，工程师，2007年毕业于黑龙江科技大学，长期从事煤炭生产技术工作，现任铁煤集团东林公司生产科长。