螺旋钻式采煤机薄煤层技术研究与应用.pdf

应用技术 I ■r ■■●■●●●■●■■■■■■■■一 C h l l l j tqi P l l C t - I m d e c h n o ] t g vR e v i e w 螺旋钻式采煤机薄煤层技术研究与应用 王河山 中国平煤神马能源化工集团设备租赁公司河南平顶山4 6 7 0 0 0 [ 摘要】文中分析了国内外螺旋钻采煤机的性能、价格和售后服务。选择了国产的眦2 6 4 ／2 7 6 型液压螺旋钻进式采煤机，并选择了中平能化八矿的戊8 薄 煤层作为试验研究现场，通过组织对螺旋钻采煤机和配套设备的安装，以及对钻采工艺的工业性试验的实施，取得了明显的经济效益和社会效益。 [ 关键词] 螺旋钻采煤机瓦斯突出通风煤层巷道 中图分类号T D 4 2 1 ．6 3文献标识码A文章编号1 0 0 9 9 1 4 X 2 0 1 1 1 6 - 0 3 0 2 - 0 1 1 篇育 煤矿安全规程第四十五条第一百九十二、第一百九三条及国家其 他有关规定中明确规定在开采突出煤层时，应优先选择开采保护层作为防治 煤与瓦斯突出的措旆。根据国内外防治瓦斯突出先进经验来看，开采解放层 是防治瓦斯突出的最有效措施。 2 机型选择 螺旋钻采煤机是在露天开采的螺旋钻机的基础上逐步改造成型的。自 2 0 世纪7 0 年代开始，原苏联在这方面做了大量的研究试验工作。在2 0 世纪 9 0 年代末期，乌克兰在原有的基础上研制出两种新型的螺旋钻采煤机，并准备 批量生产形成规模。国内螺旋钻采煤机，山东枣庄生产的M Z 2 6 4 ／2 7 6 型液压 螺旋钻进式采煤机比较适应中国平煤神马能源化工集团 以下简称中平能化 的地质条件，与进口螺旋钻采煤机的不同之处在于由电控改为了液压，其优点 是解决了推力、扭矩、弯曲三大问题，整机体积小、重量轻。 液压螺旋钻采煤机的优点多于电控螺旋钻采煤机。且枣庄矿业 集团 第二 机械厂生产的液压螺旋钻采煤机各部件均由本厂生产，从售后服务上来看，配 件供应比较及时，技术服务力量雄厚。从价格上看，枣庄矿业 集团 第二机械 厂生产的液压螺旋钻采煤机要比乌克兰的价格低，直径为6 2 5 呻的螺旋钻采煤 机报价为3 7 4 万元，而乌克兰的直径为6 2 5 m m 的螺旋钻采煤机最后的谈判价为 6 0 9 万元，在配置同样的条件下．一台比枣庄矿业 集团 第二机械厂的要高2 3 5 万元。而乌克兰的设备存在后期配件价格高，周期长，售后服务不及时等后续 问题。通过对进口和国产螺旋钻采煤机优缺点的比较，决定选用国产舵2 6 4 ／ 2 7 6 型螺旋钻采煤机。该机的主要技术参数如下 表lM Z 2 6 4 ／2 7 6 型螺旋钻采煤机的主要技术参数 争羹名嚣拄木擅橼单位 帆蛆息功率 砑6 誓W 工作电压 锄V 帖头直径6 ∞ 可采煤层侯囊一1 5 ～ 1 5 采宽1 ∞5 钻杆I 径4 ∞ 钴杆转速5 0d 蛐 牯杆推进遗度前蠢O ～2O 后退0 “ - I ．7 n 曲I I i n 钻进推力 3 6 2 l 羽 后退力 2 3 8蚶 采涤 上奎8 0 最大 ；下至4 0c 最大 醺压系绕的预定压力1 6M P a 浪压幂烧工作温度6 0℃ 外形尺寸 长竟高4 0 0 5 x 4 9 9 5 x ∞5 5 3 应用场合选择 3 ．1 中平能化八矿戊⋯煤层概况 中平能化八矿戊⋯，煤层为矿井主采煤层，属于严重煤与瓦斯突出煤层。 为了实现戊。。煤层的安全高效生产，在戊。．煤层上方的戊。薄煤层中布置高 位巷进行瓦斯抽放。戊。煤层为非煤与瓦斯突出煤层，属于戊⋯，煤层较理想 的保护层。为了增大戊。。煤层的透气性，提高瓦斯抽放效果，经过论证决定 对戊。保护层先行进行开采后，再对戊。。煤层进行瓦斯抽放，最后回采戊。．。 煤层。到目前为止，八矿一直未开采戊。薄煤层，仅在该煤层内布置了瓦斯排 3 0 2I 科技博克 图l 钻采工作面巷道布置系统图 放巷，缺乏大面积开采薄煤层的成功经验，因此决定应用螺旋钻采煤法对戊8 薄煤层进行工业性开采试验。试验钻采工作面选在戊, i - 2 1 0 1 0 工作面上方， 即对应的戊。一2 1 0 1 0 工作面钻采，利用戊8 长壁工作面的瓦斯排放巷作为钻采 巷道，安装螺旋钻采煤机进行戊。煤层的开采工作。 3 ．2 钻采工作面巷道布置 该钻采工作面位于八矿工业广场西北，地面地形为山坡，地面标高 1 4 2 m 左右。工作面采深约5 9 0 a 。戊。煤层顶板砂岩含水层厚8 ．O m 左右，砂岩裂隙 发育程度一般，赋存有承压裂隙水，但富水程度较低，开采时不会造成大的漏 水，预计正常涌水量1 ．O m 3 ／h ，最大涌水量3 ．O m ‘／h 。根据戊。。一2 1 0 i 0 工作面 高位瓦斯抽排巷揭露情况．戊8 煤层为低瓦斯煤层，掘进回采过程中。应加强煤 层底板涌出瓦斯的防治工作。 4 应用技术方法与实践 4 ．1 钻采工作面主要配套设备 根据戊8 煤层试验钻采- [ 作面地质条件，确定工作面主要配套设各如表2 所示． 表2 主要配套设备 设鲁名称墨号聃睾 ■w 羹■ 削撮运输机钾一4 珊 j ，6 乳化渍秉站 嘲O f 2 0 03 72 其中l 台备用 局扇2 x 1 02 ‘其中l 台备用 调度毁车 j d 。2 5 2 5 2 移动变电站 抽噜甜一，O O ，∞ 腿 l 4 ．2 钻机的安装 在准备好机组安装的地方以后，首先要安装好矿用设备 通风系统、单轨 吊、沿巷道移动用的绞车、刮板运输机、电器设备的电缆，降尘系统的水 源和其它 。将机组摆放好并按使用说明书进行组装，然后通电和试运转。 机组的安装直接在使用的巷道内进行，使用5 吨手拉葫芦。固定手拉葫芦的 锚杆要另打，不得固定在巷道原支护锚杆上。在安装地方应有轨道和灭火设 施。如沙箱灭火器等。电缆要悬挂，还要有照明灯具。 4 ．3 采面现场钻采情况 自2 0 0 8 年8 月2 1 日开始试验钻采，表3 为采煤工作面现场钻孔的6 个示 例。9 ～1 0 月份的试验期间，钻孔深度在3 3 m 左右，试验工作基本顺利，除了油 马达的质量原因外，设备运行状况基本正常。 结语 螺旋钻采煤机是目前国内外开采薄煤层最有效、快捷、经济安全的首 选设备，而M Z 2 6 4 ／2 7 6 型螺旋钻采煤机设计先进，结构紧凑，钻进扭矩力强。钻 采口径大，采煤厚度、深度均能满足生产要求。螺旋钻采煤法工艺先进，机 组用人少，占用设备少，改善了工作环境，降低了工人劳动强度。并且将传统的 啵、装、运工序合并。直接用钻式采煤机完成，还实现了煤层洁净开采，钻杆 可以随着煤层的起伏钻进，做到可以只采煤不采矸的效果，特别是在中平能化 八矿的工业试验，取得了明显的经济效益和社会效益。事实证明，螺旋钻采煤 机具有较高的推广应用价值。 参考文献 [ I ] 朱银昌，陈庆禄。张铁岗．复杂难采煤层的开采【M ] ．北京世界图书出 版公司北京公司，1 9 9 8 ．I ～1 9 ． [ 2 ] 邓洪贵，朱烨，陈尚文等．采矿手册咖．北京冶金工业出版社。1 9 9 1 ． 3 1 3 ～3 1 9 ，4 3 7 ～4 5 3 ，5 6 0 ～5 7 0 ． [ 3 ] 姚建国，邹正立，耿得庸．等．地下开采现代技术理论与实践呻] ．北京 煤炭工业出版社，2 0 0 2 ．1 8 4 ～1 8 5 ． 表3 采煤工作面现场钻孔示例 诂i L 囊号攥屡艇危 。钻机定位角度 。钻孔摄窿 n I88l 矗5 29 1 02 2 39l ln ●l l1 02 9 5 5”1 33 3 61 21 21 5 ．5 万方数据