薄煤层采煤机械化综合调研报告.docx

1、薄煤层采煤机械化综合调研报告临矿集团田庄煤矿薄煤层采煤机械化综合调研报告临矿集团田庄煤矿二一年四月十日田庄煤矿系薄煤层开采矿井，主采16、17层煤平均厚度分别为1.22m和0.97m。建矿以来，一直使用炮采工艺，为减少放炮带来的不安全隐患，提高采煤机械化程度，自2009年3月以来，对薄煤层采煤机械化装备进行了调研，先后对国内9家煤矿和5家煤机公司进行考察，并跟踪调研了目前国内最前沿的薄煤层采煤机，特别是2009年4月份在17层煤使用了一台淄博先河机电公司生产的MG110/111型单滚筒链式牵引采煤机，使用效果较好，降低了劳动强度，提高了单人工效。通过分析论证，我们认为在田庄煤矿17层煤可以实现

2、综采机械化，16层煤使用综采装备，实现炮采机装是可行的。一、调研情况对薄煤层生产矿井考察情况如下：1、显德旺煤矿，装备综采工作面，单面月生产能力3.5万吨，煤层平均厚度1.2m，起底0.4m，机采高度2米，顶底板均为粉砂岩。2、狮尾沟煤矿，装备高档普采工作面，单体支柱支护顶板，单面月生产能力约3.0万吨，煤层平均厚度1.0m，一次采全高，顶底板均为粉砂岩。3、鑫珠春煤矿，装备高档普采工作面，单体支柱支护顶板，单面月生产能力约3.0万吨，煤层平均厚度1.3m，一次采全高，顶板为石灰岩厚度约20m，底板为粉砂岩。4、滴道盛和煤矿，装备高档普采工作面，单体支柱支护顶板，单面月生产能力约2.4万吨，煤

3、层平均厚度1.2m，平均采高1.3m，顶板为石灰岩厚度约20m，底板为粉砂岩。5、南屯煤矿，装备综采工作面，受工作面黄铁矿、采煤机机械故障等因素影响，月生产400吨左右。煤层平均厚度1.0m。顶底板状况、煤层情况与田庄煤矿相似。6、杨村煤矿，装备综采工作面，开采17层煤。该矿主采煤层为3煤、16煤、17煤。目前一个17煤工作面使用薄煤层综采工艺。单面布置面长150m。该工作面顶板为十一灰岩厚度约0-2.0m，灰色至深灰色，不稳定，常相变泥岩，泥灰岩或粉砂岩。底板为铝质粘土粉砂岩。煤层偶含夹矸，夹矸岩性为炭质泥岩、粉砂岩及黄铁矿（呈层状和块核状不规律分布），煤质硬度f2.5-3。使用辽源煤机厂生

4、产的MG110/250BW型双滚筒电控液压牵引采煤机与SGZ-630/2*110型封底式刮板输送机、ZY2600/6.5/16型液压支架配套使用。采煤机截深0.6m，滚筒直径0.80m。煤层平均厚度1m。受工作面地质条件影响，单面月生产能力0.5-2.0万吨不等。2008年11月兖矿集团杨村矿与辽源煤机厂共同合作开发出新型MG110/250-BW型采煤机，2009年4月投入正常使用，单面月生产能力3.2万吨。每班配备人员14人。采煤机电气故障率较高，液压系统存在漏液现象，成为影响煤机正常使用的主要原因。目前，该矿正在调研大功率采煤机。7、赵官煤矿，装备综采工作面，开采17层煤。赵官煤矿1704

5、综采工作面，走向长度980m，倾斜长度180m，煤层倾角35，煤质硬度f=23，平均采高1.1m，伪顶是0.25m厚的炭质泥岩，直接顶是5.7m厚的泥岩，底板是1.08m厚的粉砂岩。刮板输送机动力部采用垂直布置方式，布置在两巷内。配套液压支架为ZY3200/7.5/16型，运输机为SGZ630/220型，厂家为山东塔高矿业机械装备制造有限公司。极薄煤层交流电牵引采煤机，型号为MG160/360-BWD型，上海创力矿山设备有限公司生产，交流变频调速、销轨式牵引，截割功率为2280kW,过煤高度250mm，滚筒直径900mm，截深630mm，中部槽高度200mm，卧底量为104mm，机面高度730

6、mm，机体厚度360mm，整机重量20t，电控系统运行稳定可靠，采煤机骑铲板运行，装煤效果差。目前，该矿续订的采煤机改为骑槽帮运行。8、葛亭煤矿，装备综采工作面，炮采机装，开采16层煤。11604工作面开采煤层为16煤层，煤层赋存稳定，全区可采煤层的厚度在1.20m1.25m之间，平均1.22m。上部含黄铁矿结核。采用走向短壁后退式采煤法,放松动炮采煤机割煤装煤。配套使用上海天地MG200/456-QWD型双滚筒采煤机割煤。滚筒直径1250 mm，截深630mm，机面高度853mm。配套使用山东天晟SGZ-730/132型刮板机，配合使用山东天晟ZY2800/09/18型液压支架支护顶板，支撑

7、高度:0.91.8m，中心距1.5m，初撑力：2182 kN，工作阻力:2800kN，支护强度:0.350.46Mpa，支架设有液压挡煤板。工作面走向长度863m，工作面倾斜长度34m，月产量9420t，月推进度180m，挡煤板挡煤效果较好，既起到挡煤作用，又可以支护顶板。9、良庄煤矿，装备综采工作面，炮采机装，开采13层煤。良庄煤矿51306工作面开采煤层为13层煤，煤层厚度1.252.6米，平均厚1.5米，纯煤厚平均1.11米。煤层结构复杂，含夹石多层，以炭质砂岩为主，平均厚度0.39米，夹矸硬度系数平均值 f5。采用打放松动炮配合综合机械化采煤工艺，工作面采用4台7665或YT28气腿式

8、钻机配侧式供水六棱钎子进行湿式打眼，爆破落煤，使用无锡盛达MG300/700-WD型双滚筒采煤机装煤，滚筒直径：1.40m，截深：0.63m。使用泰山建能SGZ630/264型刮板输送机运煤，山东塔高矿业机械装备制造有限公司ZY2600/09/20型液压支架支护顶板，初撑力：2134-1581 kN，工作阻力：2541-1883 kN，支撑高度：900-2000mm，中心距1.5m，支护强度：0.340.46Mpa。工作面走向长度762m，倾斜长度94m，月产量1.7万吨，月推进度134m。液压支架装备有折叠、防冲击、覆胶带式前探板，起到支护顶板和爆破挡煤作用。综上所述，三家煤矿工作面顶板条件

9、较好装备了高档普采工作面，有六家煤矿装备综采工作面，其中葛亭煤矿16层煤综采和良庄煤矿13层煤炮采机装工作面，对田庄煤矿16层煤炮采机装有重要参考价值。杨村煤矿和赵官煤矿的17层煤综采工作面与田庄煤矿17层煤工作面条件极为相似。通过考察认为，田庄煤矿16层煤可以采用综采装备实现炮采机装，17层煤可以直接采用综采工艺，全部实现采煤机械化。各煤矿综机装备情况项次参数 煤矿1.显德旺煤矿2. 狮尾沟煤矿3. 鑫珠春煤矿4. 滴道盛和矿5. 杨村煤矿6. 南屯煤矿7.赵官煤矿8.葛亭煤矿9.良庄煤矿1煤层厚度（米）1.211.31.2111.11.221.52工作面长度（米）1121301101771

10、5010018034943顶板粉砂岩粉砂岩石灰岩砂岩泥灰岩或粉砂岩灰岩泥岩灰岩灰岩4底板粉砂岩粉砂岩粉砂岩软岩铝质粘土粉砂岩铝质粘土粉砂岩粉砂岩泥岩泥质粉砂岩5采煤机型号MG100/240-BWMG100/240-BWMG100/240-BWMG100/240-WDMG110/250BWMG110/250BWMG160/360-BWDMG200/456-QWDMG300/700-WD6采煤机厂家西安煤机厂鸡西煤机厂鸡西煤机厂鸡西煤机厂辽源煤机厂辽源煤机厂上海创力上海天地无锡盛达7滚筒直径（米）10.70.850.850.80.80.91.251.48滚筒截深（米）0.630.630.630.6

11、30.630.630.630.630.639起底量（米）0.4无无0.1无无无无无10刮板机型号SGZ-630/220封底SGB-630/150封底SGB-630/150封底SGB630/150封底SGZ-630/220封底SGZ-630/220封底SGZ630/220SGZ-730/132SGZ630/26411支护方式液压支架单体支柱顶梁单体支柱顶梁单体支柱顶梁液压支架液压支架液压支架液压支架液压支架12液压支架型号ZY2400-10/19无无无ZY2600/6.5/16ZY2600/6.5/16ZY3200/7.5/16ZY2800/09/18ZY2600/09/2013顶梁无3.0m型

12、钢梁无1m铰梁无无无无无14柱距（米）无0.610.8无无无无无15排距（米）无11.21无无无无无16移溜方式支架移溜器移溜器移溜器支架支架支架支架支架17月生产能力（万吨）3.5332.420.440.941.7二、采煤机1、辽源煤矿机械厂MG110/250-BW型采煤机：MG110/250BW型采煤机：过煤高度为212mm，在薄煤层采煤机中空间最大；采用进口德国力士乐液压马达液压驱动，不另设调高泵，其液压系统呈模块式集中布置，出现故障方便查找；具有遥控功能，通过调压稳定的比例阀控制液压调速；摇臂55kW双机水平布置，减少了机身高度，摇臂长度1350mm；滚筒采用山西菲利普斯硬岩截齿，最大

13、截割硬度可达f7，截齿消耗万吨消耗130个左右。辽源煤机厂MG110/250BW型二代产品使用在兖矿集团南屯矿，增加了分段遥控功能。目前，已经开发出第三代产品，具备记忆截割功能，更方便了现场操作。从实际使用情况矿看，没有厂家预期的效果好，截割功率仍然偏小，采煤机故障率较高，轴承强度、液压件密封性能均不理想。2、三一重型装备有限公司MG280/372-WD型采煤机：采高范围8501500 mm，截割电机功率2280 kW，滚筒直径800mm，主要液压和电气元件均采用国际知名品牌；刮板输送成套设备，电机垂直布置，机头架及机尾架中板与中部槽中板处于同一平面，以满足采煤机端头截割要求。整体铸焊封底式溜

14、槽,刮板机链条采用2286扁平中双链结构。该型号采煤机为三一重装和我矿共同开发设计，比较适合我矿地质条件。3、天地科技上海分公司MG150/348-WD型采煤机该型采煤机正在制造中，已经有锦丘矿、贵州攀枝花小宝顶矿、徐州矿业集团共三家煤矿订购了该型采煤机，该机型是以原MG100/238-WD型采煤机为前身研发的，改进了摇臂外形结构，使得滚筒卧底量得到提高，由原有的骑铲板的方式改为骑槽帮的行走方式，缩短了滚筒与中部槽的间距，改善了装煤效果，该机型将于7月份陆续下线。主要性能特点如下：阶梯状摇臂设计，四级传动最后一级为行星齿轮传动，摇臂探出槽帮50mm，可以有效的降低滚筒相对高度，增加卧底量。延续

15、了薄煤层采煤机机身薄的特点，机身结构紧凑，机面高度为580mm。电控元器件固定可靠，采用硅胶粘贴加强固定各器件，可以有效避免震动造成的电气故障。4、上海创力矿山设备有限公司MG160/360-BWD型采煤机该型采煤机共投放市场6台，分别在郑煤集团、峰峰矿业、同煤集团、新汶赵官矿使用。根据矿方建议，近期上海创力针对机身宽度宽、装煤效果欠佳的问题，对该型采煤机进行了改进，已经有赵官矿和协庄矿与其签订了合同，目前正在加工制造中，预计6月份下线。主要性能特点如下：主要部件材质使用军工材料制作，其中轴件材质：25铬钼镍合金，25CrMoNi。齿轮材质：18铬2镍4钨，18Cr2Ni4W。壳体材质:锰镍合

16、金整体铸造。具有高强度、高硬度的特点。而其他品牌采煤机使用碳素结构钢制造。密封件采用德国进口件，具有密封性能可靠、免维护自润滑的特点。摇臂特点:缩短了截割电机外形尺寸，降低机体宽度。端头输出轴密封件使用德国生产新型的钢环密封，两个钢环对压，接触面经过精细研磨后不渗油。加长了滚筒叶片，改善了装煤效果。可实现分段遥控操作，司机不必靠近采煤机，能有效防止工作面瞎炮产生事故。各型号采煤机参数对比表序号性能指标 天地科技辽源煤机上海创力三一重装1采煤机型号MG150/348-WDMG110/250-BWMG160/360-BWDMG280/372-WD2采高范围0.851.89m0.951.6m0.95

17、1.65m0.851.5m3机面高度673mm645mm660mm670mm4装机功率2275+220+7.5=347.5kW2255+211+7.5=250kW2280+215+11=361kW2280+222+7.5=372kW5最大不可拆卸件尺寸44861050390mm4385112139041421116360mm434411403806过煤高度200mm212mm194mm200mm7牵引功率220kW211kW2x15kW222kW8牵引行走型式销轨式牵引销排无链牵引销轨式牵引销排无链9牵引力355kN160kN302 kN342kN10牵引速度06m/min05m/min06.

18、68 m/min06m/min11截割功率2275kW2255kW2280kW2280kW12滚筒直径800mm800mm800mm800mm13滚筒截深630mm630mm630mm630mm14滚筒转速62.2r/min91.1r/min73.7r/min72r/min15卧底量（中部槽高度190mm）136mm53mm65mm60mm16整机重量19t16t19.4t16t17牵引方式非机载电牵引液压非机载电牵引电牵引三、液压支架1、山东塔高矿业机械装备制造有限公司ZY3200/7.5/16型液压支架，该支架在赵官煤矿和良庄煤矿使用，主要特点是前端带挡煤板，用于支护顶板和放震动炮挡煤用。

19、2、山东天晟煤矿装备有限公司ZY2800/09/18型掩护式液压支架。同塔高支架相似，也有折叠式挡煤板，不同之处在于前部顶板为整体式。3、兖矿集团有限公司机电设备制造厂ZY2600/6.5/16型液压支架，主要特点是整体式顶板，装有抬底装置，进口电液控制阀。四、刮板输送机所有薄煤层综采工作面以SGZ630/264刮板输送机最为常用，驱动装置与中部槽成垂直布置，产品成熟可靠，方便过机和行人，采用行星轮减速机驱动，根据工作面长短配置电机功率有所不同。五、三机配套16层煤赋存条件：16上煤位于太原组下部主要含煤段的上部,上距15上煤40米左右,下距17层煤6.4米左右,层间距稳定,为本井田两主采煤层

20、之一。16上煤为黑色块状，光亮型，沉积稳定，厚度一般在1.22米左右，倾角312，一般在8左右。煤层结构简单，偶含夹矸，夹矸岩性为炭质泥岩及黄铁矿，煤质硬度f3，夹矸硬度最大为f13.5，厚度一般为0.10.3 m。16上煤为良好的动力用煤。低瓦斯，煤尘具有强爆炸性，爆炸指数47.89%。煤层自然发火倾向为三类，属不易自燃煤层。直接顶为十下灰岩，直接底为铝质粘土。17层煤赋存条件：田庄煤矿17层煤位于太原组下部主要含煤段，上距16上煤6.4m左右，距16下煤3.2m左右，下距18煤6m左右，层间距稳定，为本井田两主采煤层之一。17层煤为黑色块状，光亮型，沉积稳定，厚度一般在0.97m左右，煤层

21、结构简单，偶含夹矸，夹矸岩性为炭质泥岩、粉沙岩及黄铁矿（呈层状和块核状不规律分布），煤质硬度f2.5-3，夹矸硬度最大为f11，厚度一般在0.10.3 m。17层煤为良好的动力用煤。直接顶为十一灰岩，直接底为粘土岩。通过调研分析，田庄煤矿16层煤、17层煤均具备了实施机械化采煤的条件。提出以下两个方案。方案一：根据调研的最优薄煤层装备进行配套，16层煤和17层煤均选用上海创力MG160/360-BWD型薄煤层电牵引采煤机、山东塔高矿业机械装备制造有限公司ZY3200/7.5/16型掩护式液压支架（考虑工作面放震动炮，支架设挡煤板）、SGZ630/264型刮板输送机。1、配上海创力MG160/3

22、60-BWD型薄煤层电牵引采煤机通过考察和论证，上海创力窄机身MG160/360-BWD型采煤机已在现场实际应用，并且已经根据现场发现问题做了改进，比较成熟，从各煤矿使用效果来看，该机型符合薄煤层开采要求，也非常适合田庄煤矿现场条件要求，且合作方式比较灵活，同意先使用后付款的方式，使用不成功不予支付费用。该机型具有以下显著特点：（1）窄机身特点：最初生产的该型号采煤机由于截割电机功率大（2*80kW），同时受到机身高度的制约。截割电机长度降不下来，因此采煤机煤壁侧两个支撑滑靴只能骑刮板输送机铲煤板行走。滚筒外缘与刮板输送机槽帮间距太大（450mm），装煤效果差。后期创力公司与抚顺电机厂共同攻克

23、难题，降低了电机长度，缩短了机身宽度，改变了支撑滑靴的骑溜方式（支撑滑靴骑刮板输送机槽帮），延长了滚筒叶片，改善了装煤效果。（2）摇臂特点：端头输出轴密封件使用德国进口产品，既不是骨架密封，也不是橡胶油封，是新型的钢环密封，两个钢环对压，接触面经过精细研磨后不渗油。采用四级传动，扭矩轴过载保护，不伤害齿轮和轴承，可靠性高。（3）牵引部特点：三级直齿轮传动，后接双行星齿轮传动。行走轮的抱轨与滑靴设计成分体式，方便检修，输出从动轮的密封采用铜合金自润滑密封，不需要外注油。（4）调高系统：两台调高泵位于整机中部，一台高压、一台低压，高压用于调高，压力为20MPa，低压用于制动，压力为2MPa。（5）

24、电气系统：机外载，整机总共有7台电动机组成，4台80kW截割电机，2台15kW牵引电机、1台11kW调高电机。（6）调速方式：载波控制，敷设两根电缆，一根为截割动力电缆，一根为牵引调速电缆，动力电缆的形式为350+116，控制电缆为325+116，载波信号通过动力电缆的两根芯线传输。巷道内放置的机外载变频器尺寸为（长宽高）1.6m1.1m0.9m。选用四象限ABB变频器，或者选用日本安川非四象限变频器。根据采煤机、起动器、变频器三者之间接线需要选择两根电缆。信号发送装置装备在机外载变频器上，接受装置安装在采煤机机体内，用两个开关量控制调速。MG160/360-BWD型采煤机性能参数序号性能指标

25、参数1采煤机型号MG160/360-BWD2采高范围0.951.65m3机面高度660mm 4装机功率2280+215+11=361kW5最大不可拆卸件尺寸41421116360mm6过煤高度194mm 7牵引功率2x15kW8牵引行走型式销轨式牵引9牵引力302 kN10牵引速度06.68 m/min11截割功率2280kW12滚筒直径800mm13滚筒截深630mm 14滚筒转速73.7r/min15卧底量（中部槽高度190mm）65mm 16整机重量19.4t17牵引方式非机载电牵引2、配塔高ZY3200/7.5/16型掩护式液压支架（1）支架参数型式： 两柱掩护式液压支架 高度： 75

26、01600 mm支架宽度： 14201590 mm中心距： 1500 mm 初撑力： 18452324 KN（P=31.5MPa）工作阻力： 24582937 KN（P=38.5MPa）支护强度： 0.470.56 Mpa（f=0.2）底板比压： 1.31.5（底座前端），平均1.15 MPa采高： 1.01.5 m工作面倾角： 20泵站压力： 31.5 MPa操纵方式： 邻架控制 支架重量： 约8310 Kg立柱（两根）型式： 双伸缩缸径（大/小）： 230/180 mm柱径（大/小）： 220/160 mm 行程： 884(645+239)mm 初撑力： 1308 KN(P=31.5 Mp

27、a) 工作阻力： 1600KN(P=38.5 Mpa)推移千斤顶（一根）型式： 普通(差动)缸径/柱径： 140/85 mm 行程： 700 mm 推溜力： 178 kN (P=31.5Mpa)拉架力： 306 kN (P=31.5Mpa)平衡千斤顶（一根）型式： 普通 缸径/杆径： 140/85 mm 行程： 320mm初撑力(推收)： 484/306 KN(P=31.5Mpa) 工作阻力(推/收)： 592/374 KN(P=38.5Mpa)侧推千斤顶（三根）型式： 普通缸径/杆径： 63/45mm行程： 170 mm 推力收力： 9848 KN(P=31.5Mpa)抬底千斤顶（一根）型式

28、： 普通缸径/杆径： 100/70mm行程： 240 mm 推力收力： 246126 KN(P=31.5Mpa)挡煤千斤顶（一根）型式： 普通缸径/杆径： 80/60 mm行程： 230 mm 推力收力： 15869 KN(P=31.5Mpa)（2）支架结构形式支架采用整体顶梁形式，顶梁带挡煤板结构。顶梁、掩护梁采用双向活动侧护板，使用时一侧固定，一侧放开。出厂时活动侧护板方向为支架面对煤壁右侧活动；连杆采用正四连杆，前双后单结构；底座采用全开放裆结构；推移千斤顶采用正装方式，推杆采用整体形式；支架设置抬底座装置；3、配SGZ630/264型刮板输送机（1）单电机驱动，机尾垂直布置，机头架及机

29、尾架中板与中部槽中板处于同一平面以满足采煤机卧底量要求。（2）整体铸焊封底式溜槽, 高强耐磨中板和底板，高强度销轨和轨座，哑铃联接，提高了中部槽强度及整机的使用寿命，整机安装十分便利。（3）中双链结构提高链条的可靠性。（4）中部槽高度190mm，中部槽煤壁侧槽帮上表面堆焊耐磨材料，提高中部槽的使用寿命。 （5）刮板机链条采用2286扁平链，使用可靠性高，配套性能强。方案二：与三一重装共同研发制作薄煤层采煤机联合采煤机组1、采煤机 MG280/372-WD采煤机主要技术参数MG280/372-WD采煤机-主要技术参数序号项目名称单位技术指标备注1采高范围mm85015002适应煤层倾角353适应煤层硬度f44生产能力t/h300截深6305功率配置总装机功率kW372