上組煤綜采工作面設備選型分析

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摘要：針對祥升煤業下組煤開采殆盡、需進行上組煤開采的情況，結合礦井上組煤層賦存條件、開采方法、生產能力等，在充分利用礦井現有設備的基礎上，考慮設備配套情況，為上組煤工作面選擇合理的工作面設備，充分發揮設備效能，提升礦井開采技術的經濟效益，以期為類似礦井開采設備選型提供參考。

關鍵詞：上組煤；綜采工作面；設備選型；開采方法

結合礦井開采和地質條件，科學、合理地選擇礦井工作面機電設備，是實現工作面安全高效生產的基礎[1-3]。祥升煤業下組煤開采殆盡，需進行上組煤開拓布置，并進行工作面機電設備選型。本文結合礦井實際情況，對上組煤工作面機械設備選型進行分析。

1工程概況

祥升煤業為資源整合礦井，批準開采3～15下號煤層，生產規模9.0×105t/a。根據礦井初步設計，分設+932m和+832m2個水平開采，其中，3號、6號、8號、9號4個煤層劃分為上組煤，15號和15下號2個煤層劃分為下組煤。礦井現開采二水平15下號煤層，剩余資源/儲量已不多。為了保證礦井一、二水平的正常接替，急需進行一水平上組煤開采。上組煤3號、6號、8號、9號煤層采用下行式開采方式，3號煤層煤厚1.11～2.96m，6號煤層煤厚1.35～2.31m，8號煤層煤厚0.80～1.75m，9號煤層煤厚0.80～1.55m。根據礦井初步設計，礦井移交生產時，在上組煤一采區6號煤層布置一個綜采工作面（面長150m），2個順槽綜掘工作面保證礦井9.0×105t/a的生產能力及采掘接替。

2工作面設備選型

2.1采煤機。2.1.1主要技術參數確定a。)采煤機采高確定。在選擇采煤采高時，必須與各煤層布置工作面的設計采高相協調。根據上組煤各煤層的賦存情況，3號、6號、8號和9號煤層的平均厚度分別為1.92m、1.86m、1.23m和1.13m；8號和9號煤層平均厚度較小，考慮8號、9號煤層工作面風速需要，設計確定8號、9號煤層工作面采高1.6m，3號和6號煤層采高則為其煤層厚度。b)采煤機滾筒直徑。目前多采用雙滾筒采煤機，根據生產經驗，其滾筒直徑應該大于工作面采高的1/2。祥升煤礦上組煤3號和6號煤層的最大厚度分別為2.76m和2.31m，8號和9號煤層采高則定位為1.6m。因此，根據上組煤各煤層厚度和采高，確定雙滾筒采煤機的滾筒直徑不應小于1.38m、1.155m和0.8m，所以，確定3號和6號煤層滾筒直徑為1.4m，8號和9號煤層滾筒直徑為1.15m。c)截深的確定。采煤機截深需適應煤層地質條件，并與支架相配套。根據礦井的實際情況，設計上組煤工作面采煤機截深為800mm。d)工作面日循環數。核定上組煤回采工作面日產量為2454.3t，工作面正規循環率K=0.9，3號、6號煤層工作面長150m，8號、9號煤層工作面長180m，循環進度為0.8m。根據各煤層的容重和工作面回采率計算，3號、6號煤層每天按9個循環算，8號、9號煤層每天按12個循環算。e)采煤機割煤方式及功率。采用雙向割煤，端部斜切進刀的割煤方式。根據各煤層日循環數、工作面長度、日生產時間、采煤機耗能等參數，可計算出采煤機的裝機功率。經計算，3號煤層采煤機的裝機功率為365.92kW，6號煤層采煤機的裝機功率為364.56kW，8號煤層采煤機的裝機功率為374.2kW，9號煤層采煤機的裝機功率為343.84kW。2.1.2采煤機型號及其主要技術參數。據對采煤機采高、滾筒直徑、截深、功率等的分析，結合當前國內主要采煤機應用情況，在充分考慮祥升煤礦生產地質條件和現有采煤機使用情況的基礎上，綜合確定3號、6號煤層采用MG300/700-WD型采煤機，8號、9號煤層采用MG200/456-WD型采煤機，其主要技術參數見表1。2.2液壓支架。2.2.1支架支護強度。按6～8倍采高巖石自重進行支架強度計算，3號煤層采高取2.76m，6號煤層采高取2.31m，8號、9號煤層采高取1.6m，頂板巖石容重取26kN/m3。由此計算，3號煤層支架支護強度不應小于0.57MPa；6號煤層支架支護強度不應小于0.48MPa；8號、9號煤層支架支護強度不應小于0.33MPa。2.2.2支架主要參數。通過支護強度計算，充分利用礦井現有液壓支架，節約了礦井投資。綜合確定3號、6號煤層利用已有的ZZ4800/17/35型液壓支架和ZZG4800/17/35型過渡支架；8號、9號煤層選用ZY4000/10.5/23型液壓支架和ZYG4400/12/26型過渡支架，其主要參數如表2所示。2.3刮板輸送機。在礦井綜采工作面設備選型時，采煤機、液壓支架和刮板輸送機必須配套，綜合考慮它們之間的適應性，在設備尺寸、功率等方面必須匹配，并充分利用礦井現有設備，以提高礦井經濟效益。根據礦井工作面設計長度和采煤機選型情況，工作面刮板輸送機采用礦井現有的1部SGZ764/320型可彎曲刮板輸送機，主要技術參數見表3。2.4轉載機和破碎機。在實際工作中，不僅要考慮轉載機和破碎機的工作面生產能力、煤層硬度等，還需與工作面刮板輸送機和順槽皮帶相匹配。為此，上組煤3號、6號、8號、9號煤層工作面利用已有的1部SZZ764/200型刮板轉載機。破碎機利用已有的PLM1500型破碎機，過煤能力1500t/h，電機功率160kW。裝載機和破碎機的技術參數如表4和表5所示。2.5順槽可伸縮帶式輸送機。順槽可伸縮帶式輸送機需滿足工作面最大生產能力。根據以上設備選型，確定利用已有的1部DSJ100/90/3×200型可伸縮膠帶輸送機，其技術特征見表6。2.6乳化液泵站和噴霧泵站據上述設備選型，確定利用已有的BRW400/31.5k型乳化液泵2個，配RX-315/25型乳化液箱1個組成泵站，其額定壓力為31.5MPa，額定流量為400L/min。根據《煤礦作業場所職業病危害防治規定》，工作面除塵額定噴霧泵壓力應≥8MPa，確定利用已有的1套BPW315/10型噴霧泵站，額定壓力10MPa。

3結語

綜采工作面設備選型要充分考慮煤層賦存特點、設備配套情況和礦井生產管理水平，特別是對于資源整合礦井上行煤層群開采來說，由于礦井經過小煤窯開采破壞，各煤層可布置工作面數量有限，在充分利用礦井現有設備的基礎上，需考慮所選設備的適應性和匹配性，充分發揮工作面的設備效能，實現設備的可持續利用，提升礦井經濟效益。

參考文獻：

［1］張彩翔.急傾斜煤層水平分段短壁工作面設備選型［J］.煤，2018(4)：52-53.

［2］李小杰.某煤礦綜采工作面設備選型［J］.機械管理開發，2018(3)：41-43.

［3］郝學斌.不穩定薄煤層綜采工作面設備選型［J］.能源與節能，2015(8)：134-135.

作者:王志國 單位:山西壽陽潞陽祥升煤業有限公司