E M L 340连续采煤机在旺格维利采煤法中的应用梁大海,张　振(煤炭科学研究总院太原研究院,山西太原030006)[摘　要]　依据E M L 340连续采煤机在乌兰木伦矿进行的工业试验情况,介绍了间断运输工艺系统旺格维利采煤工艺,通过现场运行观测结果,对工艺系统进行了分析。

结果表明:E M L 340连续采煤机能够满足工艺要求,并给出了合适的正规循环,用此结果可以用来指导类似神东矿区地质条件的地区使用连续采煤机进行短壁开采。

[关键词]　连续采煤机;旺格维利采煤法;短壁开采[中图分类号]T D 823.94 [文献标识码]A [文章编号]1006-6225(2010)06-0065-03A p p l i c a t i o no f E ML 340C o n t i n u o u s Mi n i n g C u t t e r i n Wo n g a w i l l i Mi n i n g Me t h o dL I A N GD a -h a i ,Z H A N GZ h e n(T a i y u a nR e s e a r c hI n s t i t u t e ,C h i n a C o a l R e s e a r c hI n s t i t u t e ,T a i y u a n 030006,C h i n a )A b s t r a c t :T h i s p a p e r i n t r o d u c e d i n t e r r u p t e dt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m -W o n g a w i l l i m i n i n g m e t h o da c c o r d i n g t ot h e a p p l i c a t i o no f E M L 340c o n t i n u o u s m i n i n g c u t t e r i nW u l a n m u l u n C o l l i e r y .I t a n a l y z e d t h e s y s t e mo n t h e b a s i s o f o b s e r v a t i o n d a t a .R e s u l t s s h o w e d t h a t E M L 340c o n t i n u o u s m i n i n g c u t t e r c o u l dm e e t t e c h n i c a l n e e d a n di t p r e s e n t as u i t a b l e r e g u l a r c y c l i c o p e r a t i o n .T h er e s u l t s m a yb eu s e dt o i n -s t r u c t s h o r t -w a l l m i n i n g w i t hc o n t i n u o u s m i n i n gc u t t e r i nm i n i n g a r e a w i t h s i m i l a r g e o l o g i c a l c o n d i t i o nt o S h e n d o n g M i n i n g A r e a .K e yw o r d s :c o n t i n u o u s m i n i n g c u t t e r ;W o n g a w i l l i m i n i n g m e t h o d ;s h o r t -w a l l m i n i n g[收稿日期]2010-06-07[基金项目]“十一五”国家科技支撑计划重点项目:煤炭资源高效采选关键技术与装备研发(2006B A B 16B 05)[作者简介]梁大海(1973-),男,河南邓州人,工程师,硕士,主要从事短壁开采工艺和煤岩破碎方面的研究。

短壁机械化开采是解决“三下”压煤、残留煤柱和不规则块段煤炭开采的有效途径,连续采煤机是短壁开采技术的关键设备,E M L 340型连续采煤机的研制成功标志着我国具备了生产短壁开采成套设备的能力。

以E M L 340型连续采煤机在乌兰木伦矿旺采工作面进行的工业性试验实测数据,说明连续采煤机在旺格维利采煤法(短壁开采)中的应用。

1　工作面概况1.1　地质条件工作面位于1-2煤二盘区南集中三大巷西南侧,工作面西南一侧为综采面采空区。

1-2煤层厚度变化较大,结构简单,条带状结构,块层状构造,内生裂隙较发育,裂隙面含星点状黄铁矿。

煤层厚度3～7.4m ,倾角1～3°。

在南集中辅运大巷1-3联巷揭露冲刷带,冲刷岩层厚度最大0.5m ,煤层厚度3.0～3.5m ,冲刷岩层岩性为灰白色中砂岩,对旺采面七区段回采影响较大。

基本顶为中砂岩,中粒砂状结构,块状构造,碎屑成分以石英为主、长石次之,泥质胶结,厚度10.5～21.9m 。

煤层直接顶板为灰色砂质泥岩,块层状构造,水平层理,泥质胶结。

直接底为粉砂岩,灰色,泥质粉砂状结构,层状构造,成分以粉砂质为主,泥质成分次之,厚度2.8～9.0m 。

1.2　生产概况工作面回采区域以二盘区南集中辅运巷、60201运输巷、1-2煤集中辅运大巷为边界,留设30m 的保护煤柱。

整个采区回采面积96430m 2。

南集中辅运巷旺采区预计可回采原煤154k t ,可采期为70d 。

南集中辅运巷旺采区首先在60201综采面的措施巷处沿垂直于60201运输巷方向布置2条中巷到边界煤柱,然后开始准备支巷与回采采硐。

旺采区域根据规划划分为左右2个块段,其中左翼块段分为3个区段,每个区段布置3组6条支巷,右翼同样分为3个区段,每个区段布置2组4条支巷,区段间隔离煤柱为15m ,每组支巷间隔离煤柱为10m ,支巷垂直于中巷。

2　回采工艺2.1　工作面主要设备配置连续采煤机采煤工艺系统按运煤方式的不同,又可分为2种:一种是间断运输工艺系统(采用梭车等运输煤炭),一种是连续运输工艺系统(采第15卷第6期(总第97期)2010年12月煤　矿　开　采C o a l m i n i n g T e c h n o l o g y V o 1.15N o .6(S e r i e s N o .97)D e c e m b e r 2010DOI :10.13532/j .cn ki .cn11-3677/td .2010.06.021用连续运输机等运输煤炭)[1]。

对于“三下”等不规则块段煤炭的开采来说,间断运输系统更具有灵活性、适用性,因此,在“残采”煤炭的开采中更倾向选择间断运输系统工艺。

本次乌兰木伦矿的工业性试验就是选择梭车运输煤炭,属于间断运输工艺系统。

工作面主要设备配置见表1。

表1　工作面主要设备设备名称规格型号数量连续采煤机/台E M L 3401梭车/台10S C -48B-51锚杆机/台C M M 4-201给料破碎机/台G P 460/1501铲车/台U N-4881行走液压支架/架X Z 7000/24.5/4642.2　回采工艺2.2.1　掘进工艺[2]中巷、支巷掘进采用双巷掘进。

根据需要,每隔50m 施工1条联络巷。

中巷、支巷设计宽度为5.4m ,高为3.8m 。

掘进循环长度为11m 。

连续采煤机掘进过程可分为“切槽”和“采垛”2个工序。

司机在激光指向仪的导向下,进行“切槽”和“采垛”2个工序(图1)。

图1　连续采煤机支巷切槽与采垛2.2.2　旺格维利回采工艺连续采煤机采用双翼斜切进刀后退式采煤法对煤柱进行回收。

回采每条支巷时,必须按左右各1刀、先左后右的后退式回采顺序进行回采,严禁随意调整。

连续采煤机双翼开采工艺布置见图2。

左翼块段采用完全垮落法控制顶板,采用4台线性支架,采硐间煤柱留0.3m ,1,2支巷间煤柱为13.5m 。

右翼块段采用不完全垮落法控制顶板,采用2台线性支架回采,采硐间留设1m 保护煤柱,1,2支巷间煤柱为15m。

图2　连续采煤机双翼开采工艺布置回采时,进刀深度11m ,采硐与支巷呈39°夹角,采硐宽3.3m 、高4.4m ,顶板状况不好时,单刀回采长度可缩减为6m 。

当左右各采完1刀后,将工作面行走液压支架往后移动1次。

3　回采工艺过程分析3.1　掘进工艺过程分析3.1.1　掘进小循环连续采煤机掘进在割煤时,同时运用装载机构和其中部运输机构进行装煤。

把连续采煤机从开始往梭车上装煤到下一次(往梭车上)装煤作为1个掘进小循环,现场对连续采煤机在(梭车)不同运距下掘进小循环进行了记录,见表2。

表2　掘进小循环统计梭车运距/m10507080110120平均值连续采煤机装车时间/s 14286100821101111051个小循环时间/s 235207275287311320272装车时间占百分比/%60423629353540测试结果表明:连续采煤机在梭车平均运距105m 情况下,1个掘进循环平均需要272s ,其装车时间占整个循环的40%。

3.1.2　掘进施工正规循环时间连续采煤机在掘进巷道包括“破煤”、“装煤”、“运煤”、“清煤”、“调机”5个过程(支护过程是平行作业),完成这一循环算作1个正规作业循环。

整个过程包括切槽、清理浮煤、调机到采垛位置、采垛、清理浮煤、调机至另一巷道内掘进。

不同运距下,正规循环过程分解后实测得到的数据见表3。

表3　掘进施工正规循环统计序号切槽时间/m i n 小循环数/个清理底煤/m i n 采垛时间/m i n 小循环数/个调机时间/m i n 循环时间/m i n 运距/m 1761644810321606025515850928141703601612581125155120478169601040187110570161050115018080675161052113717490平均6916952103516588总第97期煤　矿　开　采2010年第6期 结果表明:E M L340连续采煤机在掘进5.4m ×3.8m断面巷道平均运距88m,完成1个正规循环(掘进进尺11m)需要165m i n。

其中切槽(槽宽3.3m)平均69m i n,掘进小循环16个;从切槽、清理底煤到调机至采垛处平均需要9m i n;采垛(垛宽2.1m)时间平均需要52m i n,掘进小循环10个,清理底浮煤及调机至另一巷道内平均需要35m i n。

3.2　回采工艺分析连续采煤机在进行旺格维利法采煤时,把采1个硐室作为1个正规循环进行统计(包括采硐和移架工序),在梭车不同运距下统计结果如表4。