刨煤机在薄煤层采煤工作面的应用.doc

刨煤机在薄煤层采煤工作面的应用 摘 要薄煤层的安全高效开采是我国煤炭工业实现可持续发展的关键，刨煤机作为薄煤层开采的有效手段近年来在国内外得到广泛应用，本文通过对国内外刨煤机开发及应用情况的介绍，提出加快国产全自动刨煤机开发及应用的重要性和紧迫性。 关键词薄煤层；刨煤机；应用 1 我国薄煤层开采的意义 煤炭工业是我国重要的基础产业。长期以来，煤炭在我国一次能源生产和消费构成中均占2/3以上。我国煤炭资源丰富，在未来相当长的时期内，以煤为主的能源供应格局不会改变。因此，要保证煤炭工业持续、稳定、健康发展，除继续建设高产高效矿井，提高采掘机械化水平，发展中、厚煤层一次采全高以及特厚煤层的放顶煤开采技术和装备外，研制开发适合我国国情的薄煤层开采技术和装备，不仅成为各煤矿亟待解决的问题，也成为我国煤炭工业研究探讨的重要课题，受到我国煤炭行业各方面的重视。 我国薄煤层储量所占比重大，仅国有煤矿薄煤层储量比重就占20％左右，地方煤矿薄煤层储量比重更大，且分布广泛，局部集中。如薄煤层储量山东省占 41％，四川省占54.8％，贵州省占46％，阳泉、平顶山、徐州、开滦、铁法、七台河等大矿务局都占有较大的比例。由于煤层薄开采作业空间小，工作条件恶劣，掘进率高，回采效率低，经济效益差，除特殊短缺煤种外，大部分薄煤层被暂时放弃，薄煤层开采一直成为困扰我国煤炭行业的难题。 由于薄煤层开采存在着政策、技术、装备等诸多问题，多年来在各煤矿未得到应有的重视，特别是进入市场经济后，煤炭企业往往为了追求好的经济效益，使得很多矿区薄煤层开采处于停滞甚至倒退状况。薄煤层开采的产量比重在20世纪70年代以前，保持在16～17％之间，与薄煤层储量比例相近。80年代以来，中厚煤层机械化采煤技术快速发展，但薄煤层开采技术发展缓慢，薄煤层产量比重逐步下降，到1988年已降至10.93％，到1996年只占 7.32％。随着各大煤矿中厚煤层的不断开采，薄煤层将逐渐增多，瓦斯突出问题越来越严重，有些矿已经到了不开解放层已无主采煤层可采的状况，如兖矿集团目前薄煤层储量已占40％以上。薄煤层不能及时合理开采，必然造成煤炭资源浪费，缩短矿井服务年限，影响矿区可持续发展。 刨煤机作为一种“浅截深、多循环”的采煤设备，对薄煤层、瓦斯大的矿井具有特有的优势，而自动化工作面刨煤机不仅能达到高产，而且也能最大限度地保证人身安全。因此刨煤机将是实现薄煤层高产高效的有效途径。 2 国外刨煤机的发展状况 刨煤机采煤自20世纪40年代在德国问世以来，很快就得到推广和发展，成为薄煤层采煤机械化的强大支柱。原欧洲的主要产煤国德国、波兰、俄罗斯、法国、西班牙等，使用刨煤机开采的煤炭产量占总产量的50％以上。在德国，1.6 m以下的薄煤层中，几乎全部采用刨煤机采煤，在1.6 ～2.2 m中厚煤层中也大部分用刨煤机采煤，当煤层厚度超过2.5 m时，滚筒采煤机才占主要位置。据介绍，德国薄煤层1.8 m以下的30多个高产工作面中，只有1个滚筒采煤机工作面，其余全是刨煤机工作面，刨煤机的日产量可达5 000 t以上，年产量达200万t以上。在波兰，每年使用刨煤机的工作面平均65个。在俄罗斯，每年使用刨煤机的工作面达到150多个。澳大利亚、南非等主要产煤国薄煤层工作面也都使用了全自动化刨煤机。使用刨煤机效率最高的是美国，它的薄煤层刨煤机工作面年产量可达300万t以上。 德国DBT公司是世界上研制刨煤机最早、产量最大、技术水平最高的一家公司，曾研制成功多种拖钩刨、滑行拖钩刨、滑行刨等机型。目前刨煤机的技术水平已发展到了采高0.6～3 m，截深最大可达300 mm，可刨煤硬度f4，刨速最高可达3 m/min，刨链达Φ42 mm，装机功率最大可达 2800 kW，铺设长度达300 m。 3 我国刨煤机发展现状 中煤张家口煤矿机械有限责任公司从20世纪50年代末开始研制刨煤机，是我国最早的刨煤机生产厂，通过和科研院所的合作，在早期产品试验的基础上，经过多次改进，逐步得到发展。如20世纪70年代初推出的MBJ2A拖钩刨，八十年代初研制的HⅡ26滑行刨，分别在徐州、韩城、阳泉、平顶山等矿使用，对当时的薄煤层开采起到了一定的推动作用。但由于其生产能力低，可靠性差，只相当于国外六、七十年代的水平，已不能满足煤炭开采高产高效发展的需要。“八五”期间，张家口煤矿机械厂承担了国家重点企业技术开发项目薄煤层采煤设备强力刨煤机及配套设备的研制工作。该刨煤机型号为 BH34/2200型滑行刨，采高0.85～1.8 m，截深60 mm，刨煤硬度f≤3，刨链速为0.56～1.7 m/min，刨链为 Φ34 mm，配套输送机功率为2132 kW，链速0.95 m/min，输送能力700 t/h。该项目以自主开发为主，刨头与上海分院合作设计，1994年5月完成试制，9月开始在阳泉矿务局一矿投入工业性试验。由于大功率滑行刨煤机属于我国首次设计制造，虽经各方努力，取得了一定的成绩（最高日产1 630 t，最高月产30 540 t），但也暴露了设计、制造技术及配套设备等方面的诸多问题，试验过程中故障率较高，停机时间较长。主要反映在刨头运行阻力大，刨头底座和刨链磨损严重，多次出现集链爪断裂和断链事故，经常发生卡死刨头现象。造成问题的主要原因是① 刨头刨削及运行机理未吃透，部份结构不合理，关键部位设计强度低；② 刨煤机滑架制造精度低、误差大，不能互换安装；③ 液压支架为普通支架，没有采用电液控制系统和定量推进，使截深难以控制。 这台刨煤机在阳泉一矿只试采完1个工作面，后由于种种原因搁置。 在此试验的基础上，通过总结经验，对刨头结构部分进行了改进，增加了强度，刨链增大到Φ38 mm，输送机功率增大到2200 kW，型号改为 BH38/2200。该刨煤机于1996年11月厂内铺试，因阳泉不用，一直搁置到1999年6月，改到双鸭山进行生产试验。但由于该矿为单体液压支柱支护工作面，且煤质硬等原因，出现了不能控制漂刀啃底及刨头强度弱等问题，试验未能取得成功，仅生产半个月就升井了。这样的结果直接导致国产刨煤机的发展受到沉重打击，从此走入低谷，几年来，刨煤机开发在我国基本处于停滞状态，与世界发达国家的差距也越来越大。