薄煤层采煤机参数对块煤率的影响分析

2016年第41卷第2期能源技术与管理Vol. 41 No.2Energy Technology and Management87doi: 10.3969/j isn.1672- 9943.2016.02.032薄煤层采煤机参数对块煤率的影响分析徐路(晋煤集团寺河矿二号井.山西晋城048019) .[摘要]基于寺河矿94311工作面实际生产条件,以提高工作面块煤率为目标,从截齿安装角度、布置方式、截割深度等结构参数以及采煤机运行速率等运动参数进行了分析,以指导薄煤层采煤机滚筒的合理选型设计。[关键词]薄煤层;滚筒;采煤机;参数;块煤率[中图分类号] TD421.6*3 [文献标识码] B [文章编号] 1672-9943(2016)02-0087-02计一般都比较坚硬,由于采煤机功率较小，造成薄0引言煤层采煤机截齿与煤壁相互接触应力小，在此应我国薄煤层分布范围广且煤质好，我国薄煤力状态下煤炭不容易形成煤粉“密实核”,截齿对层可采储量约占全国煤炭总量的15。由于薄煤煤壁的作用时间长,随着截齿长时间的旋转,截齿层开采作业空间狭小,工人的劳动强度大,近年来作用下煤壁压碎范围进-步扩大,块煤率下降。所已逐步发展成为薄煤层无人化工作面，使用机身以，薄煤层工作面滚筒结构参数对块煤率的影响较小的双滚筒采煤机，提高了煤炭的采出率以及较大。开采安全系数。但从现场使用效果来看,薄煤层2.1截齿安装角 度对块煤率的影响分析综采工作面的块煤率普遍偏低。国内外从滚筒截齿的安装角通过影响采煤机截割性能从而参数对块煤率的研究大多针对于厚煤层综采工作影响工作面的块煤率4,而截割性能与采煤机功面2,对薄煤层工作面块煤率的研究目前主要集率有关。薄煤层工作面滚简多使用镐形齿,制造容中于炮采工作面通过改善爆破参数来提高块煤易,形状简单。对于中厚煤层大功率采煤机其推荐率。薄煤层工作面所使用的采煤机机身较矮,-般截齿的安装角度要保证截齿受力与齿身轴线方向功率也较小，其截割煤炭以及夹矸的能力相对较相吻合,使截齿不易破坏,有益于落煤,块煤率较弱。故开展薄煤层综采面滚简参数对块煤率的影大。响研究是十分必要的。对于薄煤层滚简来说合适的截齿安装角度--方面能够使得截齿有效的切入煤壁时消耗较小的1工程概况 .功率,使得煤体破碎;另-.方面节省空间,能够避寺河矿二号井94311工作面主采9*煤层,免滚简截割顶板岩层。煤层厚0.65~1.70m，平均1.26 m,中间夹矸厚截齿安装角度与煤层崩落角存在一定的关12 cm。工作面煤层无伪顶;直接顶为粉砂岩,平均系,所以要根据煤的崩落角选择截齿安装角度,避厚3.90m;基本顶为细砂岩，平均厚5.30m;直接免截齿齿身外轮廓线与截槽崩落线相切或者相底为细砂岩,平均厚2.10 m;老底为粉砂岩,平均割，以减少截割阻力，使得薄煤层工作面块煤增厚度4.03 m。选用MG210/485- -PWD型采煤机、加。SGZ- 764/400型刮板输送机，在实际生产过程中根据现场使用经验，薄煤层截齿的安装角度采煤机需要经常截割底板岩石。应为37~42°对于韧性煤来说,其崩落角较小,容.2薄煤层滚筒式采煤机结构参数对块煤易出现干涉,故安装角应适当小一些,保证煤会包.住截齿;对脆件煤甘崩菠鱼较太安装角度增大的影响分析时干涉的问中国煤化工根据采煤机破煤理论，块煤的产生主要是由2.2滚筒截HCNMH G .于截齿与煤壁相互作用所造成的。薄煤层采煤机文献[ 5 ]研究表明,切削图面积越大且越方滚筒经常需要截割岩石以及夹矸，所以截齿的设正,煤的块度就会越大，块煤率越好。采煤机螺旋2016年4月88徐路薄煤层采煤机参数对块煤率的影响分析Apr., 2016滚筒上截齿的排列布置方式不同会直接影响截割0.09~0.12时,可以获得比较理想的块煤。煤时的能量消耗以及落煤的块度大小6。目前截4现场使用情况齿的排列形式有交叉式(棋盘式)顺序式(重复式)等，交叉式截齿的截割阻力小于截齿分布密度较94311工作面主采煤层含12 cm夹矸，在实大的顺序式排列方式，可以消耗较小的功率获得际割煤过程中经常需要截割底板岩石，滚筒截齿较大的块煤率。经常出现磨损破坏等情况。将滚筒截齿的排列方当采煤机的牵引速度、滚筒转速相同时,交叉式改变为交叉排列后,截齿的磨损情况明显好转,式排列的截齿切削厚度大于顺序排列的截齿,单且工作面块煤率有一定的提高。齿上所能承受的载荷也大于顺序排列的截齿,但5结论由于顺序排列截齿分布均匀使得截齿上所受载荷相对稳定且截齿截割断面更接近正方形，所以其从薄煤层综采工作面滚筒采煤机参数对块煤截割能力较强。但对于薄煤层工作面来说,切削厚率的影响进行分析,得出如下结论:度较小，文献[7-8]认为切削厚度较小时交叉式排(1)截齿安装角度影响截割性能、块煤率和列的块煤率大于顺序式。通过现场实际使用也发煤层崩落角;现截齿交叉排列的工作面块煤率高于顺序式排列(2)交叉式排列截齿的截割阻力小于截齿分的工作面'%。布密度较大的顺序式排列方式,消耗功率小,块煤2.3截齿的截割深度率提高;截割深度直接与采煤机功率有关,研究发现,(3)薄煤层采煤机运行速度与滚筒转速之比-定范围内截割深度越大块煤率越高;截割深度在0.09 ~ 0.12范围时，可以获得比较理想的块煤与采煤机的截齿磨损正相关。现场生产经验表明,截割深度达到40~80 mm时,块煤率最高;当截割[参考文献]深度为30~40 mm时采煤机的消耗功率最低。在[1]祁和刚.薄煤层开采技术与成套装备研究及应用[J]实际生产中截割深度为50mm时能够保证在采煤炭科学技术.2014(1):12-16.煤机消耗较少功率的同时达到较大的块煤率。[2]杜可.采煤机滚筒截齿布置对块煤率的影响[J].煤矿机电,2014(4):87-99.3薄煤层滚筒式采煤机运行参数对块煤[3]马正兰,杜长龙,刘送永.高块煤率采煤机变速截割的的影响分析理论研究[J].煤炭工程,2009(12):91-92.3.1 采煤机运行速度滚简转速与切削厚度的关[4]王启佳,孙维,刘中海.采煤机镐形截齿受力分析及结构优化[J].煤矿机械, 2012(4):91- 93.系研究表明采煤机运行速度越大则切削厚度越[5]马正兰,杜长龙,刘送永.高块煤率采煤机变速截割的理论研究[J].煤炭工程, 2009( 12):91-92.大,滚筒转速越小则切削厚度越大。由于薄煤层工[6]徐建文,曹伟康,田素川，等.采煤机滚筒参数对块煤作面井下作业空间有限，不可能随采煤机运行速率的影响[J].现代矿业,2010 (4):62-64.度的变化而经常调节滚简转速，但采煤机的运行[7]张守柱，吕剑梅.采煤机滚筒截齿排列的研究[J].西安速度调节方便,在实际生产过程中,根据工作面状矿业学院学报, 1998(2):74-76.况控制采煤机的运行速度来增大切削厚度。因此[8]王俊生,钱伯军,宋鹏,等.采煤机截割滚简截齿排列对于薄煤层工作面有必要研究采煤机变速截割,问题的分析[J].煤矿机械, 2009( 12):72-74.以有效提高块煤率,实现采煤机无人化安全生产。[9]赵丽娟.何景强.许军.等.截齿排列方式对薄煤层采煤机载荷的影响[J].煤炭学报,2011(8):1401-1406.3.2 滚筒转速与牵引速度的匹配对块煤率影响目前,对于薄煤层来说,为了达到好的装煤效[作者简介]果,滚简转速--般较快，由于受井下环境的影响.徐路(1987-思叻吧工担师比北于中国矿业大学采煤机的运行速度- -般较低。在实际生产中发现，采矿工程专业中国煤化工作MHC N M H G:2016-01-08]在允许范围内,选择较低转速的滚简,并尽量提高采煤机的牵引速度使牵引速度与滚筒转速之比在