特点分析、刨煤机采煤工艺介绍

刨煤机采煤是利用带刨刀的煤刨沿工作面往复破煤和装煤,煤刨靠工作面输送机导向。刨煤机结构简单可靠,便于维修;截深一般为50～100 mm,只刨破煤壁压松区表层,故刨落单位煤量能耗少;刨破煤的块度大,煤粉及煤尘量少,劳动条件好;司机不必跟机作业,可在平巷内操作,移架和移输送机工人的工作位置相对固定,劳动强度小。因此,刨煤机对开采薄煤层是一种有效的破煤和装煤机械。

刨煤机类型很多,目前国内外主要使用静力刨,刨刀靠锚链拉力对煤体施加静压力破煤。

(1)静力刨按其结构特点分类

1)拖钩刨

如图12.4(a)、(b)所示,煤刨1与掌板3连在一起,以保持刨煤时的稳定性。掌板压在输送机机槽下方,由牵引链2带动往复运行破煤和装煤。煤刨通过后,靠千斤顶4将输送机推进一个刨深h。

拖钩刨的刨体宽度c大于刨深h,因而煤刨经过处输送机机槽被推向采空侧一个宽度c,煤刨过后机槽在千斤顶作用下又重新移向煤壁。另外,煤刨经过处机槽被掌板抬起,煤刨过后又落下。机槽的后让和上下游动,使整个刨煤机产生很大的摩擦阻力,破煤和装煤功率仅占其总功率的30%左右,机槽、掌板也极易磨损。

2)滑行刨

如图12.4(c)、(d)所示,是为克服拖钩刨的缺点而发展起来的。其特点是取消了掌板,用滑架5来支承煤刨并导向,机槽不再后让和上下游动,运行阻力大为减小,机械效率提高。滑行刨的主要缺点是结构较为复杂,机道需加宽,稳定性不如拖钩刨。

图12.4　刨煤机类型

1—煤刨;2—牵引链;3—掌板;4—千斤顶;5—滑架;6—滑板

3)拖钩-滑行刨

如图12.4(e)所示,其结构特点与拖钩刨相似,煤刨由掌板支承,稳定性好。为了减小摩擦阻力,在输送机机槽下面装有与每节机槽长度相同的滑板,使掌板在滑板上滑动,可降低能耗、扩大使用范围。

刨煤机可用于普采工作面,也可以用于综采工作面,其工作面的布置方式和滚筒采煤机工作面基本相同。

(2)刨煤机的生产能力计算

刨煤机的生产能力,取决于煤刨的刨煤能力和刨煤方法。

刨煤机的刨煤能力Q b(t/h)可用下式表示,即

式中　m——煤层采高,m;

v b——煤刨的刨速,m/s;(www.xing528.com)

h——煤刨的刨深,m;煤体抗压强度σy＞20 MPa时,取h=0.04～0.06 m;σy＜20 MPa时,取h=0.05～0.15 m;

γ——煤层平均密度,kg/m3;

C0——采煤工作面采出率,%;

K——刨煤机的日开机率,%。

(3)刨煤机的刨煤方法

刨煤机的刨煤方法是指煤刨的运行速度和输送机刮板链的链速之间的相对关系。按照煤刨和刮板链的速度关系,目前有三种刨煤法:

1)普通刨煤法

煤刨的速度v b小于输送机的链速v1,两者速度不变。该刨煤法在煤刨下行时,需要较大的装载截面,输送机能力相同时煤刨生产能力最低。

2)组合刨煤法

链速不变,煤刨上行速度大于或等于链速,下行时小于链速。这种刨煤方法输送机装载量较均衡,其他条件相同时煤刨生产能力较大。

3)超速刨煤法

煤刨速度大于链速,两者保持不变。该刨煤法适合于高速刨煤机,其生产能力最大。

(4)刨煤机的适用条件

随着刨煤机技术的发展,刨煤机对煤层地质条件的适应性不断提高。其使用效果较好的地质条件有:

①软及中硬以下的脆性煤,当节理裂隙较发育时刨煤效果尤为显著。大功率滑行刨和拖钩-滑行刨可用于开采中硬以上煤层。

②要求顶板中等稳定以上,底板平整,拖钩刨要求底板中硬以上,其余两类刨煤机可用于较软底板条件下。

③断层落差要小于0.3～0.5 m;硬结核含量少、块度小,夹矸位置不影响刨煤。

④适用于采高为1.4 m以下薄煤层,采高超过1.4 m时,要求煤不粘顶,顶煤能自行垮落。

⑤煤层倾角为15°以下,超过15°时要设全工作面锚固装置。