一、螺旋鉆采煤機
1.基本特點
在對薄與極薄煤層的開采中，鉆式采煤機相對于其他種類的采煤機有很大的優(yōu)勢：
（1）在煤層開采過程中不需要支護，也不需要人進入到工作面，最大限度地降低了工人的勞動強度和保證安全生產；
（2）實現(xiàn)的是一體化開采，煤的開采運輸都是由鉆具完成，降低了投產成本和簡化了開采工藝；
（3）適應能力強，遇到斷層等特殊構造，只需要從新選址繼續(xù)開采；
（4）能夠實現(xiàn)邊采煤邊通風，邊鉆進邊噴水的功能，大大降低了瓦斯突出、煤塵爆炸的危險系數(shù)。
螺旋鉆采煤機可在巷道中將兩側各50~70m范圍內的煤采出，該采煤方法適用于煤厚0.45m~1.5m，傾角15°以下，切割阻力小于250~330kN/m的煤層。
鉆式采煤機結構如圖1所示。
圖1 螺旋鉆采煤機組成示意圖
2.鉆式采煤機的工作過程
①調整鉆進方向，并將支撐油缸頂緊巷道壁，將鉆機固定；
②通過控制液壓推進部件，實現(xiàn)進鉆和退鉆；
③鉆桿將主機產生的鉆進壓和扭矩傳遞給鉆頭，鉆頭對煤進行截割；
④截割下的煤被鉆桿排出，通過刮板輸送機將煤運走；
⑤當一組鉆桿完全進入煤層后，逐次安裝下一根鉆桿。
3.螺旋鉆采煤機
某公司自2006年開始生產螺旋鉆采煤機，已形成三個品種、五種規(guī)格的MZ系列全液壓驅動螺旋鉆采煤機。設備主要有主機、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、通風系統(tǒng)和螺旋鉆具等組成。通過采煤機機組傳遞扭矩和鉆壓給螺旋鉆頭，鉆采條帶里的煤，并完成采煤過程的送鉆和退鉆。
圖2 MZ系列螺旋鉆采煤機示意圖
MZ系列螺旋鉆采煤機主要技術參數(shù)如表1所示。
表1 MZ系列螺旋鉆采煤機主要技術參數(shù)表
某礦業(yè)集團公司自行設計研制ZKLGS-1型螺旋采煤機，與烏克蘭螺旋鉆采煤機相比具有四大特點：
①采煤機下部安有行走部，能夠自由移動；
②采煤機安有旋轉機構能夠自動旋轉；
③采用了自行研制的機械手安裝滾筒；
④安裝使用了液壓系統(tǒng)。
螺旋采煤機安裝滾筒采煤前，根據(jù)待采處煤層的傾斜情況調整采煤機的角度，以利于采煤機正常采煤。機采工作面采用后退式采煤方法，一次采寬2.0m，設計采煤深度上山方向40至80m，下山方向40m，采到設計深度或遇斷層構造帶時，退出滾筒，采煤機整體前移，預留1m煤柱開始下一個循環(huán)采煤。
二、應用實例
1.實例一
MZ系列螺旋鉆進式采煤機在某礦進行了成功開采。該機組標準開采坡度為±15°，下行開采坡度可達到-18°，下行鉆進深度達到了37m，在煤層賦存和頂板比較穩(wěn)定、無淋水的情況下，下行鉆進深度可達40m。每班出煤量達到76t，實現(xiàn)了鉆孔出煤的雙層效益。
開采實踐證明：該機組工作面無人員、無設備，相對其它采煤工藝系統(tǒng)環(huán)節(jié)少、用人少、掘進率少、設備配置少、材料消耗少。實現(xiàn)了薄煤層單巷前進式開采，不用布置工作面回風巷，降低了巷道掘進率，有利于采掘接續(xù)。實現(xiàn)了回采工藝的單一化，開采工藝過程簡單，將傳統(tǒng)回采工藝的破、裝、運、支、控五大工序合并，由螺旋鉆機來采完成。實現(xiàn)了煤炭開采的車間化，改善了工人的勞動條件，工人不再進入工作面而在巷道中操作機器，勞動強度小，生產安全。提高了礦井安全程度。鉆采孔內不進入工作人員，實現(xiàn)了無人工作面獨頭采煤，杜絕了占煤礦事故量達50%的頂板事故。
2.實例二
某集團某礦賦存8~15m厚煤層，煤與瓦斯突出，且瓦斯含量高，壓力大，正常的瓦斯抽放達不到安全開采的要求。其下覆10m處有一層0.3m薄煤層，煤層底板為硬度4的泥質頁巖，從以下幾個方面進行了改進：
專門設計了高強度鉆頭，優(yōu)化截齒分布及工作位置參數(shù)，采用鑲焊4個合金頭的復合截齒，提高了破巖能力及壽命；提高前傳動箱彈性支撐的彈簧剛度，以提高戲振能力，優(yōu)化封閉參數(shù)，防止巖粉的侵入；合理控制內噴霧水量，使采下的煤巖粉呈現(xiàn)半潮濕狀態(tài)，有利于外排。
通過以上改進，MZ型螺旋鉆采煤機在該礦鉆采半煤巖、開采解放層取得成功。
3.實例三
該礦采用BSHK-2DM型螺旋鉆采煤機。Ⅱ362鉆采工作面為該采區(qū)首采工作面，其走向長度340m，傾斜長度120m，上部鉆采設計傾斜長70m，下部鉆采傾斜長50m，煤層厚度0.4~2.1m，平均1.01m，該煤層賦存極不穩(wěn)定。煤層傾角10~20°，平均15°，工作面無直接頂，基本頂為細砂巖，厚7~20m，直接底為泥巖，厚0.2~3.5m。巷道凈寬4400mm，凈高3800mm，巷道跟三煤層施工，破頂1.6m，破底1m。破底便于機體穩(wěn)固與采煤，破頂便于單軌起吊物件。
螺旋鉆機在輸送機平巷中向煤層打鉆，鉆頭割煤，螺旋鉆桿掏煤，煤直接落在輸送機巷的刮板輸送機上運出。該機一次采寬為1.9m，采高0.6m，三軸聯(lián)動鉆桿1.54m一節(jié)，鉆機本身自動接桿，達到設計采深或遇到斷層時，推出鉆桿，螺旋鉆機整體前移，預留0.8m煤柱后開始下一循環(huán)鉆采。螺旋鉆機鉆煤速度控制在2m/min，勻速鉆進。
鉆采面采用雙電機、雙電源壓入式通風，雙風機可自動切換。鉆采時要調整好角度，不能讓鉆頭鉆進采空區(qū)，以免采空區(qū)瓦斯涌進新鉆采面，造成瓦斯超限。使預留煤柱達到設計寬度，以阻擋采空區(qū)瓦斯進入新的采面。在循環(huán)結束后，要及時進行鉆孔口封閉，黃泥抹縫，以控制采空區(qū)瓦斯涌出。
在施工的鉆孔口，安設多頭滅塵裝置，形成滅塵簾，實現(xiàn)有效滅塵。
采用螺旋鉆采煤工藝解決了該煤層長期以來無法回采的難題，其可采儲量共1.488Mt，經(jīng)濟效益十分可觀。該采煤工藝用人少，效益好，能多回收煤炭資源，延長礦井服務年限。
4.實例四
某公司現(xiàn)有可采煤層為二層、下十四層、十六層。二層煤較厚，十六層煤煤層較薄，為極薄煤層。下十四層煤煤層厚度1m左右，基本頂為八層灰?guī)r，厚3m左右，巖性較好，遺留的煤柱較適合采用螺旋采煤機的開采。下十四層煤自基本頂八層灰?guī)r以下分別為十三層煤，厚度0.3m，泥巖，厚度0.6~0.8m，上十四層煤，厚度0.3m，泥巖，厚度0.8~1.2m；下十四層煤以上，八層灰?guī)r以下共計2.0~2.6m，隨著下十四層煤的開采，極易冒落，底板為砂質泥巖。
螺旋采煤機第一試驗采場布置在144采區(qū)的14409下材料道，長度50m。采場頂板為八層灰?guī)r，巷道布置為矩形，根據(jù)采煤機的尺寸、采場現(xiàn)場狀況以及滾筒距底板利于采煤的高度，采場設計寬度4.5m，高度4.5m。
螺旋采煤機適用于采區(qū)遺留的保護煤柱、主要巷道保護煤柱煤炭的開采，不易布置采煤工作面，煤層厚度1m左右，壓力集中區(qū)域，但頂板較為穩(wěn)定，適合錨桿支護。這樣既不至于造成煤炭資源丟失，又有利于煤炭資源回收，也利于采煤安全。采煤機的采場通常是采區(qū)材料道、皮帶機道、施工道或其它原有巷道改造而成的，準備的長度根據(jù)現(xiàn)場情況而定。
優(yōu)點：①安全系數(shù)大，機械化程度高，降低了人員的體力消耗；②整個采煤過程中使用人員較少，提高了工作效率；③采煤期間使用材料較少，降低了材料消耗。
不足：①巷道準備工程量較大；②滾筒占用空間量較大。
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