黃方榮 淮南礦業(yè)集團(tuán)謝橋煤礦綜采二隊(duì)，安徽 潁上 236221

謝橋煤礦6.5m大采高綜采面設(shè)備選型

黃方榮 淮南礦業(yè)集團(tuán)謝橋煤礦綜采二隊(duì)，安徽 潁上 236221

基于謝橋煤礦1161(3)工作面煤厚為1.5m～7.3m，平均煤厚為5.33m的地質(zhì)采礦條件，分析了大采高工作面的綜采設(shè)備選型原則，對淮南礦區(qū)第一個(gè)6.5m大采高全套國產(chǎn)綜采工作面謝橋煤礦1161(3)工作面設(shè)備配套選型進(jìn)行總結(jié)，并對該套設(shè)備液壓支架支護(hù)強(qiáng)度進(jìn)行了驗(yàn)算。該項(xiàng)大采高國產(chǎn)綜采配套技術(shù)，對該地區(qū)厚煤層開采具有重要的試驗(yàn)、借鑒意義。

大采高；設(shè)備選型；綜采面；國產(chǎn)裝備

中國分類號：TD353

1、工作面概況

謝橋煤礦隸屬于淮南礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，位于安徽省潁上縣東北部，距潁上縣城約20km，距淮南市約70km。謝橋煤礦屬煤與瓦斯突出礦井，原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力4.0M t/a，1983年12月開工建設(shè)，1997年5月移交生產(chǎn)；2005～2007年礦井實(shí)施技術(shù)改造及擴(kuò)建工程，2006年核定能力7.0M t/ a；礦井采煤機(jī)械化程度為100%，掘進(jìn)機(jī)械化程度近80%。

2、試驗(yàn)工作面地質(zhì)條件

1161(3 )面為東一采區(qū)13-1煤層六階段，走向長1865.8 m，傾斜長218.1 m?；仫L(fēng)順槽煤層底板標(biāo)高為-640.0m～-664.2m，運(yùn)輸順槽煤層底板標(biāo)高為-682.7m～-716.6m。西起-720m東翼皮帶上山，東至Fs205斷層，北至1151(3)工作面運(yùn)輸順槽，南到-720m煤層底板等高線；煤層產(chǎn)狀為185°～195°∠12～15°。根據(jù)上、下順槽實(shí)見煤厚點(diǎn)，煤厚為1.5m～7.3m，平均煤厚為5.33m。煤層頂板為泥巖及13-2煤復(fù)合頂板，底板為泥巖。

3、工作面設(shè)備選型

綜合機(jī)械化采煤使用的成套設(shè)備，主要包括采煤機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)、液壓支架、端頭支護(hù)設(shè)備、順槽轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、帶式輸送機(jī)、乳化液泵站等。這些機(jī)電設(shè)備不是孤立的“單機(jī)”，而是結(jié)構(gòu)上相互配合和聯(lián)系，作業(yè)上需要協(xié)調(diào)，且具有較強(qiáng)的配套要求和較高的可靠性要求[1-5]。綜采設(shè)備選型配套，就是通過計(jì)算確定綜采工作面設(shè)備的類型和參數(shù)，將這些機(jī)械設(shè)備合理組合在使其在結(jié)構(gòu)上相互配合、功能上相互協(xié)調(diào)的有機(jī)整體，并符合強(qiáng)度、幾何尺寸和可靠性等方面要求，最終使選用的綜采設(shè)備適合煤層賦存條件和礦井生產(chǎn)技術(shù)條件，獲得良好的使用效果。

3.1 采煤機(jī)

該面采用太原礦山機(jī)器集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的MG750/1940-WD型采煤機(jī)。采高范圍3.0m～6.0m，適應(yīng)煤層傾角0°～30°，供電電壓3300V，裝機(jī)總功率1940kW，搖臂長度3098mm。泵站電機(jī)功率40 kW，調(diào)高泵額定壓力20 MPa，排量42 m L/r～6 m L/r。截割電機(jī)功率2×750 kW，滾筒轉(zhuǎn)速23.45 r/m in，截割速度3.68 m/s，滾筒直徑3000mm，滾筒截深800mm。破碎裝置電機(jī)功率160 kW，滾筒直徑1132 mm，滾筒轉(zhuǎn)速1742.46 r/m in，截割速度11 m/s。牽引電機(jī)功率2×120 kW，機(jī)載式交流變頻調(diào)速，銷軌式無鏈牽引。

3.2 液壓支架

鄭州煤礦機(jī)械廠生產(chǎn)的大采高液壓支架，其中ZY10800/30/65D型中間架106架、ZZ10800/24/50型端頭架8架、ZYG10800/28/55型過渡架6架。表1為液壓支架基本參數(shù)。

表1 液壓支架基本參數(shù)

3.3 刮板輸送機(jī)

中煤張家口煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司生產(chǎn)的SGZ1000/2×1000型刮板輸送機(jī)，輸送能力：2500t/h，裝機(jī)功率2×1000 kW(單速)，鏈速1.86m／s，中雙鏈，刮板鏈中心距280 m m ，鏈條規(guī)格2×φ48×152mm，電動(dòng)機(jī)額定功率1000 kW，中部槽規(guī)格(長*內(nèi)寬*高)1750*1000*376 mm，連接強(qiáng)度4000kN。

3.4 轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)

中煤張家口煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司生產(chǎn)的SZZ-1000/525型轉(zhuǎn)載機(jī)和PCM-250型破碎機(jī)，轉(zhuǎn)載機(jī)輸送能力3000 t／h，裝機(jī)功率525 kW（雙速），與可伸縮皮帶機(jī)有效搭接長度7m，電動(dòng)機(jī)型號YBSD-525/263-4/8(撫順)，減速器型號43JS-525。破碎機(jī)通過能力3000 t/h，出料粒度300（250、200、150）mm，電機(jī)額定功率250 kW，破碎錘頭數(shù)量8個(gè)，破碎錘頭沖擊速度20.5 m/s，最大入料粒度(長×寬長度不限×高)：長度不限×1000×900 mm。

3.5 皮帶輸送機(jī)

DSJ120/160/3×315型皮帶輸送機(jī)帶寬1200mm，輸送量1600t/h，輸送距離2100 m，驅(qū)動(dòng)功率3×315 kW，帶速4.0m/s，儲帶長度100m，傳動(dòng)滾筒直徑830 mm，卸載滾筒直徑824 mm，整機(jī)質(zhì)量22.491 t。

3.6 乳化泵站

無錫威順煤礦機(jī)械有限公司生產(chǎn)的BRW400/31.5型乳化泵站，額定壓力31.5 MPa，公稱流量400 L/ min，電機(jī)功率250 kW，轉(zhuǎn)速1480 r／min，蓄能器充氣壓力19 MPa，卸載閥調(diào)定壓力為31.5 MPa，安全閥出廠調(diào)定壓力34.7～36.2 MPa，工作介質(zhì)為含3%～5%乳化油中性水溶液。

4、支架支護(hù)強(qiáng)度驗(yàn)算

頂板載荷核算： Q1=M1×K×R，Q2=M2×K×R

式中：Q1——預(yù)計(jì)除上、下端頭外工作面頂板載荷；

Q2——預(yù)計(jì)上、下端頭頂板載荷；

M1——除上、下端頭以外最大采高，取6.3m；

M2——上、下端頭最大采高，取4.3m；

K——增載系數(shù)，取6.0；

R——頂板巖石容重，取2.5 t/m3。

則 Q1=M1×K×R=6.3×6.0×2.5×9.8×10-3=0.926(MPa)

Q2=M2×K×R=4.3×6.0×2.5×9.8 ×10-3=0.632(MPa)

根據(jù)我礦已開采13-1煤層頂板巖性情況，在支架的選型上，要求工作阻力盡量大一些，因此選用ZY10800/30/65D型、ZZ10800/24/50型、ZYG10800/28/55型液壓支架，由運(yùn)輸順槽的三臺BRW-400/31.5型乳化泵（兩臺使用、一臺備用）提供動(dòng)力。

ZY10800/30/65D型中間架支護(hù)強(qiáng)度P1=1.05MPa～1.08Mpa，ZZ10800/24/50型端頭架支護(hù)強(qiáng)度P2=0.86MPa～0.90MPa，而工作面頂板載荷Q1=0.9261MPa、Q2=0.632，由于Q1＜P1、Q2＜P2，所以支架支護(hù)強(qiáng)度滿足工作面頂板載荷的要求，故本面選用ZY10800/30/65D型、ZZ10800/24/50型、ZYG10800/28/55型液壓支架控制頂板。

5、大采高國產(chǎn)設(shè)備使用效果分析

1) 謝橋煤礦1161(3)綜采面是淮南礦區(qū)第一個(gè)裝備大采高全套國產(chǎn)綜采設(shè)備的工作面，經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐，綜采面各類設(shè)備能夠滿足安全、高產(chǎn)高效綜采工作面設(shè)計(jì)要求，設(shè)備配套選型科學(xué)合理，技術(shù)性能均達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)綜采工作面日產(chǎn)量超過1.7萬噸。

2) 目前國內(nèi)大采高設(shè)備的機(jī)械制造質(zhì)量基本能滿足要求，液壓支架制造質(zhì)量上已經(jīng)比較可靠，完全能夠滿足生產(chǎn)的要求。

3) 提高工作面外圍系統(tǒng)的可靠性，簡化運(yùn)輸系統(tǒng)，保證工作面設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

[1]張寧，富強(qiáng)，劉文崗．鄂爾多斯地區(qū)大采高綜采設(shè)備配套選型與實(shí)踐[J]．中國礦業(yè).2008，17(9)：57-60

[2]徐永圻．煤礦開采學(xué)[M]．徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社.1999

[3]蘇清政．國產(chǎn)首套6.2m大采高綜采支架應(yīng)用實(shí)踐[J]．煤炭工程.2007，5：99-101

[4]閆振東，程建禎．寺河礦一次采全高國產(chǎn)裝備大采高回采工藝實(shí)踐[J]．煤炭科學(xué)技術(shù).2009，37(10)：4-6

[5]成運(yùn)濤．寺河礦6.2m大采高綜采設(shè)備選型[J]．煤.2008，17(2)：24-26．

B

黃方榮（1981-），男，陜西漢中人，助理工程師，2006年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)，現(xiàn)于淮南礦業(yè)集團(tuán)謝橋煤礦綜采二隊(duì)工作。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.045