一、極薄煤層開采現(xiàn)狀
按我國煤層厚度分級(jí)劃分，地下開采煤層厚度在1.3m以下的煤層為薄煤層。我國薄煤層資源比較豐富，其可采儲(chǔ)量約占全部可采儲(chǔ)量的20%，達(dá)60億噸之多，且資源分布較廣，一些煤礦的煤質(zhì)極好。隨著一些煤礦中厚煤層資源已近枯竭，極薄煤層的開采得到充分重視。
在中小型煤礦企業(yè)極薄煤層開采的機(jī)械化程度還比較低，特別是采高在0.8m以下的極薄煤層開采，大多還是采用手工炮采，人員多、產(chǎn)量低、事故多、作業(yè)環(huán)境惡劣、設(shè)備維修操作不便。
因此大力發(fā)展極薄煤層機(jī)械化開采對(duì)于開發(fā)利用煤炭資源，延長(zhǎng)礦井開采年限和實(shí)現(xiàn)安全高效開采都具有十分重要的意義。
二、永榮極薄煤層采煤機(jī)的研制、定型
重慶永榮礦業(yè)公司（原永榮礦務(wù)局，1958年建局）下屬的曾家山煤礦、永川煤礦、韋家溝煤礦等都是全國典型的高瓦斯極薄煤層礦區(qū)。煤層厚度一般為0.4m～0.6m，頂、底板中等穩(wěn)定。隨著開采深度的加大（平均開采深度在450m～700m之間），礦山壓力顯現(xiàn)日趨嚴(yán)重，瓦斯涌出量明顯增大。因此，改革采煤工藝，發(fā)展極薄煤層機(jī)械化，對(duì)于增強(qiáng)極薄煤層采煤工作面抗災(zāi)應(yīng)變能力，促進(jìn)永榮礦區(qū)安全高效生產(chǎn)具有重大作用。
重慶永榮機(jī)械制造有限責(zé)任公司（原永榮煤礦機(jī)械廠，建于1958年）是原煤碳部為服務(wù)西南地區(qū)建設(shè)的大型礦山機(jī)械企業(yè)，公司下設(shè)鑄造、鍛造、鉚焊、熱處理、機(jī)加工、機(jī)修裝配等生產(chǎn)車間，形成了產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、工藝、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、銷售一體化的發(fā)展格局。主要從事礦山機(jī)械整機(jī)與配件的生產(chǎn)制造，具有較強(qiáng)的設(shè)計(jì)制造能力和完善的質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備與手段。
20世紀(jì)70年代初期，為解決永榮礦業(yè)公司極薄煤層機(jī)械化開采的難題。重慶永榮機(jī)械制造有限責(zé)任公司在永榮礦業(yè)公司的主持下，堅(jiān)持不懈的致力于極薄煤層采煤機(jī)的研究、開發(fā)和制造。不斷突破各種技術(shù)難題，形成了YRG1型、YRG2型系列采煤機(jī)機(jī)型，基本實(shí)現(xiàn)了極薄煤層條件下的機(jī)械化開采。自20世紀(jì)90年代以來，不斷總結(jié)本礦區(qū)20余年機(jī)械化采煤經(jīng)驗(yàn)，在充分吸取國內(nèi)外采煤機(jī)制造先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過多次的工業(yè)性試驗(yàn)、改進(jìn)和完善，于2000年完成了YRG3新型極薄煤層采煤機(jī)的研制定型為MG100-TP，其技術(shù)性能滿足了賦存條件在0.45m～0.95m和頂、底板軟硬變化的極薄煤層開采的需要。
MG100-TP極薄煤層采煤機(jī)的定型成功，填補(bǔ)了國內(nèi)極薄煤層機(jī)械化開采的空白，受到國土資源部的首肯。產(chǎn)品暢銷西南地區(qū)及其他省市、自治區(qū)。
三、MG100-TP型采煤機(jī)主要結(jié)構(gòu)和技術(shù)特性
（一）采煤機(jī)主要結(jié)構(gòu)
MG100-TP型采煤機(jī)整機(jī)重量約7噸，由牽引部、電動(dòng)機(jī)、截裝部以及導(dǎo)向、防塵、底托板等附件組成。采用側(cè)面固定式單滾筒，水冷式雙軸伸防爆電動(dòng)機(jī)，同時(shí)帶動(dòng)牽引部、截裝部。
（二）采煤機(jī)技術(shù)特性
采高（m） 0.50～0.95
截深（mm） 0.65～0.95
傾角（°） ＜30
煤層硬度（f） ≤3
生產(chǎn)能力（t/h ） 75～120
機(jī)身尺寸：
機(jī)身長(zhǎng)（mm） 4580（底船著地長(zhǎng)）
機(jī)身高（mm） 350（局部395）
機(jī)身寬（mm） 910（不含牽引鏈輪滾筒軸）
機(jī)面高度（mm） 375（局部420）
電動(dòng)機(jī)：
型號(hào) YBC-100A
臺(tái)數(shù) 1
電壓（V） 660
轉(zhuǎn)速（r/min） 1470
供電電纜規(guī)格 MCP-0.66/1.14(35～95mm2)
牽引機(jī)構(gòu)：
型式 液壓錨鏈牽引
鏈條規(guī)格(mm) φ18*64
牽引力(KN) 117.6
工作牽引速度（m/min） 1～1.5
（三）采煤機(jī)作業(yè)方式
MG100-TP型采煤機(jī)適用于緩傾斜長(zhǎng)壁回采工作面，采用“三股道”的采煤工作方式，配套設(shè)備多為SGD420/22型刮板輸送機(jī)、單體液壓支柱。
四、MG100-TP型采煤機(jī)的應(yīng)用和推廣
MG100-TP型采煤機(jī)具有操作簡(jiǎn)便，人員少，效率高，安全可靠等特點(diǎn)，改變了原來傳統(tǒng)的手工和放炮落煤存在的安全隱患大、用工多、效率和效益低下等問題，以該機(jī)為主組成的普通機(jī)械化設(shè)備費(fèi)用較低。特別適于在中小型煤礦企業(yè)推廣使用。從2005年開始MG100-TP型采煤機(jī)組逐漸走出永榮礦業(yè)公司，推廣到重慶、四川、貴州、陜西、河南、山東、江蘇、新疆、黑龍江等地，受到用戶的一致好評(píng)。
以MG100-TP型采煤機(jī)為主組成的采煤工作面典型的工藝流程如下：
1.采煤
機(jī)巷切口進(jìn)刀-牽引割煤-人工追機(jī)摻臨時(shí)支護(hù)-收浮煤-整體移溜-摻基本支柱-回柱放頂。采空區(qū)采用單排密集支柱切頂，全部垮落法處理。
2.運(yùn)煤
工作面用SGB420/30（或SGD420/22）型可彎曲刮板輸送機(jī)，機(jī)巷用SGB420/30刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至機(jī)巷吊掛式皮帶輸送機(jī)到大巷煤倉裝車。
采用MG100-TP型采煤機(jī)機(jī)組后的綜采工作面，人員大幅減少，月產(chǎn)量可達(dá)1萬噸左右。
現(xiàn)舉例說明：
（一）永榮礦業(yè)公司1999年以后至2009年期間在曾家山煤礦、永川煤礦、韋家溝煤礦三個(gè)骨干生產(chǎn)礦井陸續(xù)投入27臺(tái)MG100-TP型采煤機(jī)，淘汰原用老機(jī)型，在普采工作面形成了由MG100-TP型采煤機(jī)、SGD420/22（或SGB420/30）型刮板輸送機(jī)、HJZA-650（850）型金屬摩擦支柱和2腔型氣垛支架組成的極薄煤層普采工藝配套設(shè)備。取得了顯著的效果。
1.使永榮礦區(qū)生產(chǎn)礦井的生產(chǎn)能力大幅度提高，單井年均產(chǎn)量超過30萬噸，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
2.在開采條件適宜時(shí)，大量采用普采工藝，降低炮采工藝比例，有利于防治礦井重大通風(fēng)瓦斯事故。
3.減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了采煤工作面作業(yè)環(huán)境，促進(jìn)了采煤工作面各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的大幅度提高。在同等開采技術(shù)條件下，普采工作面單產(chǎn)和工效比炮采工作面分別提高50%和65%以上。
附表一：勞動(dòng)組織表
|
工種 |
早班 |
中班 |
夜班 |
合計(jì) |
|
采煤司機(jī) |
2 |
2 |
2 |
6 |
|
機(jī)組輔助工 |
1 |
1 |
1 |
3 |
|
拖管線工 |
1 |
1 |
1 |
3 |
|
摻回柱工 |
9 |
9 |
9 |
27 |
|
移溜及收浮煤工 |
9（兼） |
9（兼） |
9（兼） |
27（兼） |
|
開切口、護(hù)巷硂工 |
6（兼） |
6（兼） |
6（兼） |
18（兼） |
|
溜子司機(jī) |
2 |
2 |
2 |
6 |
|
防塵工 |
1 |
1 |
1 |
3 |
|
移叢柱工 |
5（兼） |
5（兼） |
5（兼） |
15（兼） |
|
管柱工 |
1 |
1 |
1 |
3 |
|
架運(yùn)料工 |
4 |
|
|
4 |
|
電、鉗工 |
2 |
2 |
2 |
6 |
|
班長(zhǎng) |
2 |
2 |
2 |
6 |
|
乳化泵司機(jī) |
1 |
1 |
1 |
3 |
|
值班長(zhǎng) |
1 |
1 |
1 |
3 |
|
合計(jì) |
27 |
23 |
23 |
73 |
附表二：主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表
|
項(xiàng)目 |
單位 |
指標(biāo) |
|
工作面長(zhǎng)度 |
m |
100 |
|
工作面走向長(zhǎng)度 |
m |
480 |
|
煤層厚度 |
m |
0.9 |
|
采高 |
m |
0.9 |
|
煤層生產(chǎn)能力 |
t/m3 |
1.3 |
|
循環(huán)進(jìn)度 |
m |
0.8 |
|
晝夜循環(huán)個(gè)數(shù) |
個(gè) |
3 |
|
循環(huán)率 |
% |
85 |
|
循環(huán)產(chǎn)量 |
t/循環(huán) |
77.2 |
|
工作面回采率 |
% |
97 |
|
平均日產(chǎn)量 |
t/d |
231.6 |
|
平均月產(chǎn)量 |
t/m |
6948 |
|
支柱消耗率 |
‰ |
＜3 |
|
鉸梁消耗率 |
‰ |
＜3 |
|
坑木單耗 |
m3/kt |
＜3 |
|
炸藥單耗 |
kg/kt |
＜24.5 |
|
雷管單耗 |
kg/kt |
＜130 |
|
原煤灰分 |
% |
＜60 |
（二）四川內(nèi)江雙鷹集團(tuán)公司從2006年至2011年在楠木寺井、老鷹巖一立井和二斜井3個(gè)礦井共投入使用11臺(tái)MG100-TP采煤機(jī)，配套SGD420/22（或SGB420/30）型刮板輸送機(jī)、單體液壓支柱，大幅減少手工炮采工作面，同樣也取得了顯著效果。特別是2010年6月以來，通過采取切實(shí)可行措施，在老鷹巖立井對(duì)采煤機(jī)截深增加0.15m，人工追機(jī)臨時(shí)掛梁移柱支護(hù)后，僅1202采面的原煤年產(chǎn)量就增加近4萬噸（原煤發(fā)熱量達(dá)5200大卡～6930大卡/kg），增加產(chǎn)值2千萬元以上，并且提高了工人作業(yè)安全性，創(chuàng)造的效率和經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，真正實(shí)現(xiàn)了安全高效礦井。
附表一：機(jī)采與炮采對(duì)比表
（楠木寺井2007年）
|
指 標(biāo) |
單 位 |
手 采 |
機(jī) 采 |
|
采煤人員 |
人 |
200 |
45 |
|
采煤全員工效 |
t/人.日 |
1.8 |
4.3 |
|
純采煤工工效 |
t/人.日 |
3.2 |
9.8 |
|
材料消耗 |
元/t |
18 |
2 |
|
人工工資費(fèi)用 |
元/t |
35 |
17.5 |
|
電 費(fèi) |
元/t |
0.5 |
6.5 |
|
原煤灰分 |
% |
40 |
45～46 |
附表二：截深增加0.15m主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表
（老鷹巖立井2010年）
|
項(xiàng)目 |
單位 |
指標(biāo) |
|
采煤隊(duì)人員76人 |
|
早班26 |
|
|
|
中班26 |
|
|
|
夜班9 |
|
|
|
電鉗工8 |
|
|
|
管理7 |
|
對(duì)拉工作面長(zhǎng)度 |
m |
各120 |
|
煤層厚度 |
m |
0.70～0.75 |
|
采高 |
m |
0.75 |
|
循環(huán)進(jìn)度 |
m |
0.9（原0.75） |
|
晝夜循環(huán)個(gè)數(shù) |
個(gè) |
3 |
|
循環(huán)產(chǎn)量 |
t/循環(huán) |
229.4（原119.2） |
|
工作面回采率 |
% |
97 |
|
平均日產(chǎn)量 |
t/d |
688.2（原573.6） |
|
平均月產(chǎn)量 |
t/m |
19270（原16061） |
|
坑木單耗 |
m3/萬噸 |
5 |
|
雷管單耗 |
個(gè)/萬噸 |
700 |
五、展望未來
通過40余年對(duì)極薄煤層采煤機(jī)的研發(fā)、試產(chǎn)、改進(jìn)、完善、定型，在永榮礦業(yè)公司所屬礦井取得全面成功的基礎(chǔ)上，推廣應(yīng)用到了全國多個(gè)省市。使用單位包括重慶能投集團(tuán)、內(nèi)江雙鷹集團(tuán)、重慶渝西礦業(yè)集團(tuán)、四川川煤集團(tuán)、黑龍江龍煤炭集團(tuán)、黑龍江雞西礦業(yè)集團(tuán)等100多對(duì)礦井。為煤礦的安全、高效生產(chǎn)提供了有力的支撐和技術(shù)保障，取得了良好的社會(huì)效益。我們將以此為契機(jī)，不斷創(chuàng)新，始做極薄煤層采煤機(jī)制造、推廣、應(yīng)用的先行者。
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