一、立项背景 我国煤炭赋存多样化，其中薄与极薄煤层的可采储量约为60多亿吨，约占全国煤炭总储量的19%，而产量只占总产量的10.4%，远远低于储量所占的比例，并且产量的比重还有进一步下降的趋势，薄煤层的开采问题越来越突出，已是无法回避的现实。 近些年来厚及中厚煤层高产高效开采技术的发展有了较大提高，而薄煤层开采因设备不配套，开采技术水平相对较低。随着厚及中厚煤层煤炭资源的减少和一些矿井开采顺序的调整，多数矿井将逐步加大对薄煤层的开采。薄煤层属难采煤层，由于受到工作面空间狭小、地质条件变化大等因素的限制，整体开采水平远远落后于中厚及厚煤层开采。为了促进我国煤矿行业现代化发展，必须要提高煤矿生产效率，尤其是提高薄煤层开采工作面生产效率。 二、主要做法 薄煤工作面受地质条件复杂、断层多影响，工作面打眼放炮频繁，严重制约推采速度。国内外大多数工作面主要以手持式风钻打眼为主，这种作业方式施工难度较低，对技术水平的要求不高，因而在我国的应用范围最广，但这种作业方式比较落后，需要大量的人力资源投入，打眼效率低，施工过程繁琐，并且在一定程度上增加了安全管理的难度，与当前安全高效开采模式格格不入。 为实现工作面快速推采，降低职工的劳动强度，提高打眼作业工作效率，通过引进过岩钻机设备，充分发挥出过岩钻机在薄煤工作面的优势，解决长期以来普遍存在的打眼效率止步不前的瓶颈，提高薄煤综采工作面的推进效率。 1.通过对打眼工艺进行改进，充分利用工作面刮板输送机的承载，以风动马达为动力，实现凿岩机自行钻进，改变以往人工推进凿岩机打眼作业施工方式，提高了工作效率，降低了生产成本； 2.充分利用现场条件，减少凿岩机挪移次数，并能够对打眼深度、打眼高度、打眼间距灵活调节，实现打眼作业的安全高效。 3.解决了长期存在的打眼作业效率低下瓶颈，为工作面正常推进奠定坚实的基础，提高经济效益。 三、功能效果 1.过岩钻机主要由固定钎杆机构、固定凿岩机支架、链条传动机构、减震机构、风动马达动力源组成，每个过岩钻机设计两把凿岩机同时作业。 2.该过岩钻机设计宽度1.2m，长度1.8m，高度0.8m，两把凿岩机间距1m，打眼高度通过固定卡块进行调节，打眼深度通过固定凿岩机支架的滑道控制，采高1m以上可满足其作业空间需要。 3.过岩钻机使用时固定在工作面刮板输送机齿轨上，利用自身的风动推移千斤顶实现过岩钻机与工作面刮板输送机的牢固固定； 4.过岩钻机以风动马达为动力源，带动链条传动机构，实现凿岩机的自行推进，设计的减震机构可避免钻进过程中因风压不稳、岩性变化等因素造成的卡钻，折钻等不安全因素，实现工作面安全高效钻眼。 5.为保证过岩钻机的凿岩速度,就需要提高过岩钻机的冲击能量、冲击频率。而难点在于冲击能量不能一味增大,因为既要考虑机子的可操纵性和平稳性, 又要防止频繁断钎。而冲击频率也不能一味增大,因为冲击频率过大,机子的振动会使操作者手麻 ,恶化劳动条件, 损害健康 。为此 ,该过岩钻机配置了减震机构，通过该机构，过岩钻机性能极佳, 作业平稳, 振动无手麻感觉，断钎现象明显减少，而凿岩速度有了明显的提高。 四、创新亮点 1.通过对打眼工艺进行改进，充分利用工作面刮板输送机的承载，以风动马达为动力，实现凿岩机自行钻进，改变以往人工推进凿岩机打眼作业施工方式，提高了工作效率，降低了生产成本； 2.该过岩钻机设计两把凿岩机同时作业，充分利用现场条件，减少凿岩机挪移次数，并能够对打眼深度、打眼高度、打眼间距灵活调节，实现打眼作业的安全高效。 3.通过对薄煤开采工作面设备投入，解决了长期存在的打眼作业效率低下瓶颈，为工作面正常推进奠定坚实的基础，提高了经济效益。 五、实施应用前后效果情况 通过对打眼工艺进行改进，充分利用工作面刮板输送机的承载，以风为动力，实现凿岩机自行钻进，改变以往人工推进凿岩机打眼作业施工方式，提高了工作效率，降低了生产成本，该过岩钻机设计两把凿岩机同时作业，充分利用现场条件，减少凿岩机挪移次数，并能够对打眼深度、打眼高度、打眼间距灵活调节，实现打眼作业的安全高效。 1.节约用工，降低劳动强度，使用新型过岩钻机，每台过岩钻机可同时操作两把凿岩机进行打眼，由原来的4人操作两台凿岩机，降低到2人同时操作两把凿岩机，每天至少减少用工6人，每工按300元计算，每年可节约人工工资6×330×300=594000元，若该设备在集团公司5个矿井薄煤工作面均投入使用，可至少创效594000×5=297万元。 2.提高了效率，使用新型过岩钻机后加快了打眼速度，间接加快了各环节的速度，从而加快工作面推采速度。未使用过岩钻机前工作面推进速度每天0.75m，使用过岩钻机后推进度提高到每天1m，月推进度至少提高7.5m。根据现有生产状况，薄煤工作面月推进度按22.5m计算，使用新型过岩钻机后，原来每年推进22.5×12=270m，现在30×9=270m，即9个月即可完成原来一年的推进任务，按每月投入人力、材料费、电费等各种费用100万元计算，每年可创效300万元。若该设备在集团公司5个矿井薄煤工作面均投入使用，每年可创效300万×5=1500万元。 3.以上经济效益合计：297+1500=1797万元 六、推广价值及范围 1.薄煤层使用矿用齿轨过岩钻机，提高了工作面打眼作业的安全系数，同手持式钻眼工艺相比，简化了操作工序，降低了作业风险，避免了事故的发生，实现了安全生产。 2. 该过岩钻机具有高效、快捷、省力、经济等优点，使用过岩钻机，能够充分发挥出其打眼速度快的优势，减少人工投入，提高打眼效率，有利于薄煤工作面的快速推进，具有极大地推广价值。 3.通过对薄煤开采工作面设备投入，解决了大采深顶底板坚硬条件下薄煤层开采难题；提高了开采效率，提前解放大煤，为矿井的稳产、高产奠定了基础，有效缓解煤炭资源枯竭，采掘紧张局面。 4.该过岩钻机在冀中能源峰峰集团新屯矿14476工作面中投入使用后,效果显著，使用过岩钻机，能够充分发挥出薄煤工作面打眼速度快的优势，减少人工投入，提高薄煤工作面推进速度，创造巨大的经济效益，对此类条件下工作面使用过岩钻机有很好的借鉴意义，为矿井的高产高效打下基础，具有极大地推广价值。 七、前景展望 该过岩钻机具有高效、快捷、省力、经济等优点，使用过岩钻机，能够充分发挥出其打眼速度快的优势，减少人工投入，提高打眼效率，有利于薄煤工作面的快速推进，具有极大地推广价值。