连续运输系统在我国短壁机械化采煤中的应用与发展

孟建新(煤炭科学研究总院太原分院,山西太原030006)
摘要:连续运输系统是一种新型的连续采煤机后配套运输设备,能较好地发挥连续采煤机的生产能力.本文重点介绍了我国第一套连续运输系统在我国煤矿短壁机械化采煤中的应用和发展情况.

1   前言 连续运输系统是短壁机械化采煤中,实现高产
高效连续采煤作业的后配套设备.它具有行走,破
碎,运输的功能,与连续采煤机配套使用,可实现煤
炭的落,装,运的机械化,连续化.在采用连续运输
系统之前,短壁机械化采煤方法使用间断式运输设
备(例如梭车,运煤车),导致连续采煤机无法连续工
作,截割煤炭受到了中间运输的限制.而连续运翰
系统的应用取消了间断运输的周期性等待时间,采
煤机的截割时间得以延长,从而提高了采煤机的开
机率,在一定程度上实现了连续采煤机连续采煤的
目标.

2连续运输系统在我国短壁机械化采煤中的应用
1979年,我国开始引进连续采煤机,用于长壁
顺槽掘进和短壁采煤.1995年神东矿区引进全套
连采配套设备应用于短壁开采,并逐步在全矿区范
围内推广.以连续采煤机,锚杆钻机,运煤车(梭车)
为典型配套装备的短壁机械化开采已在神东矿区得
到普及和应用.
2001年1月神东公司由美国引进朗艾道公司
的移动式桥式输送机,在上湾煤矿投人使用,是我国
短壁机械化采煤中首次使用连续运输系统.
由煤炭科学研究总院太原分院开发研制的
LY1500/865-10型连续运输系统,于2002年4一6
月.在神东公司哈拉沟煤矿成功进行了工业性试验,
煤矿机电2003年第5期
当年7月通过了煤炭工业协会组织的鉴定,填补了
国内空白.标志着我国短壁机械化开采关键设备的
研制迈上了一个新台阶.
(1)连续运输系统的组成和工作原理
LY1500/865一10型连续运输系统由1台履带
行走式给料破碎机,4台履带行走式转载机,5台跨
骑式桥式转载机等10个单元组成,每一个单元就是
一台刮板输送机,相互铰接在一起.其中,1台给料
破碎机与4台行走式转载机为行走单元(MBC),采
用履带式行走机构.给料破碎机带有受载料斗,承
接连续采煤机落下的煤炭.5台跨骑式桥式转载机
(PBC)将5台行走单元及带式输送机连接起来,尾
部的卸料小车通过滚轮在带式输送机刚性机架上移
动,整个连续运输系统可以紧跟在连续采煤机后面
前进或后退.整个系统由5名司机操作,采用工业
控制计算机—可编程序控制器(PLC)为核心控制
单元.PLC通过对司机发出的各种命令,采集的门
闭锁,漏电及其它故障信号(过载,过热,缺相,短路)
进行逻辑运算,发出控制命令,控制运输机构,行走
机构的顺序起停和液压缸的伸缩,完成煤炭输送,协
调行走和机身状态调整等功能.
(2)适用条件
LY1500/865-10型连续运输系统的正常使用,
对煤层赋存条件有一定的要求.
1)中等稳定顶板,适于采用锚杆支护;
2)底板应稳固,平整,无积水;
3)适应近水平煤层,局部倾度可达160;
4)巷道宽度要求较大,一般为5.5一6m;
5)煤层厚度为2.5-4.5m以上.
(3)采用连续运输系统的工作面布置及特点
典型的连续采煤机—连续运输系统短壁开采
工作面配置设备有:
1) 1台(12CM15-10D型)连续采煤机;
2) 1套LY1500/865-10型连续运输系统;
3) 1台ARO-40RELMB-CWT型(四臂)锚杆钻
机; 4) 1台488铲车;
5) 2台XZ7000-24/45型履带行走式液压支
架; 6) 1部带式输送机.
典型连续运输系统短壁开采工作面设备布置如
图1所示.
下面以神东公司哈拉沟煤矿为例,介绍连续运
输系统的使用特点.哈拉沟煤矿开采22煤层,其
煤层较为稳定,平均厚度为5.50m,结构单一,倾角
小于10.工作面长度为986m,宽为186-.短壁回
采工艺包括煤房掘进和煤柱回收.煤房掘进由连续
采煤机和锚杆钻机交替进行掘进与支护作业,需掘
进胶运顺槽与辅运顺槽各一条,以及左右两翼的回
采支巷.为简化通风,通过联络巷把煤房相互连接
起来.为便于连续运输系统的使用,联络巷和支巷
与顺槽的角度为600,如图2所示.
图1短盛工作面开采设备布x
1一回采支巷;2一带式物送机;3-胶运顺槽; 4-输运顺槽:
5-RFM;6-PBC;7-MBC;8一连续运煤系统;9-破碎机;
10一连采机;11一行走支架
圈2掘进顺序示愈图
1-输运顺槽;2一胶运顺槽3一左回采大巷
4一右回采大巷5一联巷
采用双翼对拉前进式回采,煤柱支撑法管理顶
板.左右翼支巷掘到位后进行留煤柱后退回采,回
采时在支巷两侧进行单刀斜切,每刀与支巷成400
夹角,单刀回采长度为14m,宽为3.3m,高度在4m
以上,每刀之间留设lm的煤皮临时支护顶板(没有
使用行走支架).采面与顺槽大巷之间留设8m宽
的护巷煤柱.每采过7条支巷留设1个15m宽的
区段煤柱,单刀回采时按左右各一刀的回采顺序进
行回采.一个回采循环包括:掘进30m胶运巷,30m
2003年第5期煤矿机电 45
辅运巷,150-斜支巷;采炯24个.每完成一个回采
循环,延一次输送带,每次前移30m.哈拉沟煤矿使
用四臂锚杆机,顺槽掘进和旺格维利采区均沿顶板
掘进,并留500mm以上的顶煤.运输顺槽巷道宽
6-,高3.4m,净断面为20.Z,采用树脂锚杆支护,
锚杆间排距为1100-m x 1200mm,每排5根,矩形
布置.辅运顺槽,支巷宽度5m,锚杆间排距为
1100mm x 1200mm,每排4根,矩形布置
(4)应用效果
连续运输系统的运用,较好地发挥了连续采煤
机的回采能力,工作面的开机率大大提高,与断续后
配套运输设备相比,连采作业的煤炭产量有较大幅
度的提高,巷道掘进每班进尺约快13m,回采煤炭每
月多增3-5万t.表1是两种运输设备应用效果的
对比.
表t两种运翰方式的对比
项目连续运煤系统运煤车
回采率
吨煤成本
全员工效
直接工效
安全牛产
70%一80%
64.1元/t
39.8t/1 "d
49.6t/工 d
调车会车频繁,存在安全隐患
巷道适应性
70%一80%
49.6元//t
55.4t1T-d
105t/工弓
安全性好,无安全隐患
巷道断面要求较宽,
如胶运巷断面要求
宽度5.5m以上,联
巷要有一定角度,否
则抹角太大
机动灵活,对巷道布置适应性
强,尤其巷道断面宽度在45
m左右,即可满足生产要求口
LY1500/865-10型连续运输系统,于2002年4
月1日正式开始工业性试验,至6月30日,共出煤
28万多t,其中,四月份4.514万t,五月份11.35万
t,六月份12. 1984万t.最高日产达7000t.至
2003年4月共回采三个工作面,原煤年产达到150
万t.平均日产为4110t,最高日产超过9000t.
连续运输系统的这种优势,使其在神东矿区得
到迅速推广.目前已有四套LY1500/865一10型连
续运输系统投入使用,最高月产达到21万to
3展望 近二十多年,长壁综合机械化开采在我国煤矿
得到广泛应用,工作面单产迅猛增长.与此同时,适
合长壁开采的煤炭资源日益减少,而存在大量长壁
开采后的残留煤柱,不能布置长壁的残采煤区,不规
则块段等,"三下"压煤量也很大.短壁机械化开采
技术的推广应用,可以最大限度地回收以上煤炭资
源,保证矿井安全生产,延长矿井服务年限,不断提
高煤炭企业经济效益,对保持煤炭工业的可持续发
展有着极其重要的意义.长壁综采与短壁机械化开
采相互补充是现代大型矿井的最佳生产模式.同
时,由于短壁机械化开采的灵活性,也使中小型矿井
实现机械化开采成为可能.因此短壁机械化开采技
术在我国煤矿有着广阔的推广应用前景.
连续运输系统与连续采煤机配套进行短壁机械
化开采和煤柱回收,实现了连续采煤机的连续作业,
从而提高了工作面的开机率和工作面单产.连续运
输系统的运用,使短壁机械化开采技术进人一个崭
新的阶段.由神东矿区的使用情况可以看出,短壁
机械化开采采用连续采煤机和连续运输系统,使短
壁机械化开采技术进一步提高,实现短壁开采的高
产高效.另外,连续运输系统与连续采煤机配套使
用,可以实现长壁顺槽的快速掘进,掘进进尺可达
3500m/月以上.不但拓宽了连续采煤机的应用范
围,同时也将为解决煤矿采,掘失调问题提供了一条
新的有效技术途径.
为满足煤炭生产需要,进一步提高连续运输系
统的生产能力,煤炭科学研究总院太原分院于2003
年5月,在LY1500/865-10型连续运输系统基础
上,开发研制了LY2000/980-10型连续运输系统.
装机功率从865kW增至980kW,运输能力从
1500t/h提高到2000t/h.该设备正在进行井下工
业性试验,目前运转情况良好.
连续运输系统的应用,将会促进短壁机械化开
采的推广和应用.同时,连续运输系统的进一步推
广应用也受到其配套模式的制约.目前,LY系列
的连续运输系统所需的巷道宽度为5.5-6m.而我
国除神东矿区,大多数煤矿采用锚杆支护的巷道宽
度一般为4.5m左右.为使连续运输系统这种高性
能,多功能高效连续运输设备能够在更多的矿区发
挥其效能,我们已着手开发适应4.5m左右巷道的
新型连续运输系统.同时,为提高短壁开采工效,将
从控制技术人手,实现集中控制或操纵,将国产连续
运输技术提升到一个新的,更高的水平.
作者简介:孟新建(1964一),男,高级工程师.1987年7月毕业于
大原重型机械学院起重运抽机械专业,现从事煤矿愉运装备的研究
与开发.