聶書奎

（河南神火集團(tuán)煤業(yè)有限公司，河南永城 476600）

薛湖煤礦大采高工作面設(shè)備選型配套

聶書奎

（河南神火集團(tuán)煤業(yè)有限公司，河南永城 476600）

根據(jù)薛湖煤礦23采區(qū)煤層賦存條件，確定了23采區(qū)的采高范圍。研究了梁北煤礦現(xiàn)有大采高設(shè)備在薛湖煤礦23采區(qū)使用的可行性，并對(duì)薛湖煤礦23采區(qū)大采高工作面液壓支架、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)進(jìn)行了選型配套，確保薛湖煤礦23采區(qū)大采高工作面安全、高效、經(jīng)濟(jì)開采。

大采高;綜采工作面;選型配套

Equipment Lectotype and Matching for Full-mechanized Mining Face with Large Mining-height

1 問題的提出

神火集團(tuán)煤業(yè)有限公司薛湖煤礦23采區(qū)為高瓦斯煤層，煤層厚度3.5m以上，平均厚度4m左右。若采用現(xiàn)有的ZY6600/14/32液壓支架，丟煤過多，為此決定采用新的大采高綜采設(shè)備進(jìn)行開采。由于薛湖煤礦3.5m以上煤層儲(chǔ)量有限，神火煤業(yè)公司提出借用梁北煤礦現(xiàn)有大采高設(shè)備進(jìn)行開采，為此對(duì)梁北煤礦現(xiàn)有大采高設(shè)備在薛湖煤礦23采區(qū)使用的可行性進(jìn)行分析，并根據(jù)薛湖煤礦23采區(qū)的地質(zhì)條件進(jìn)行“三機(jī)”的選型配套設(shè)計(jì)。

2 23采區(qū)地質(zhì)概況

薛湖煤礦23采區(qū)煤層厚度2.95～4.77m，平均3.9m。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開采深度850m左右，煤層傾角一般在6～16°，偶見1層泥巖和砂質(zhì)泥巖夾矸，夾矸厚0.02～0.52m。煤層堅(jiān)固性系數(shù)f =0.22～0.52。

3 大采高工作面采高的確定

表1為薛湖煤礦23采區(qū)鉆孔煤層厚度統(tǒng)計(jì)。

表1 薛湖礦區(qū)23采區(qū)鉆孔煤層厚度統(tǒng)計(jì)

由表1可知，12個(gè)鉆孔中，煤層厚度在2.95～3.0m的鉆孔有3個(gè)，占總數(shù)25%;3.01～3.2m的鉆孔有4個(gè)，占總數(shù)33.33%;3.2～4.27m之間的鉆孔數(shù)量為4個(gè)，占總數(shù)的33.33%;4.27m以上的鉆孔數(shù)量為1個(gè)，占總數(shù)的8.33%。

綜上，薛湖煤礦23采區(qū)煤層厚度范圍在2.95～4.27m之間的占到總量的 91.67%;4.27～4.77m之間的占到總量的8.33%。因此初步確定最小采高為2.5m，最大采高為4.3m。

4 使用梁北煤礦大采高綜采設(shè)備可行性分析

4.1 梁北礦開采技術(shù)條件及大采高綜采設(shè)備情況

梁北煤礦二1煤層賦存于二迭系下統(tǒng)山西組底部，煤層平均厚度4.18m。煤層堅(jiān)固性系數(shù)為f= 0.15～0.25，煤質(zhì)松軟，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開采深度為400m左右。煤層傾角為8～15°，平均12°左右。

梁北煤礦工作面主要設(shè)備及技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 梁北煤礦大采高綜采工作面設(shè)備

4.2 梁北礦綜采設(shè)備在23采區(qū)應(yīng)用可行性分析

單從煤層厚度來看薛湖煤礦23采區(qū)采用梁北煤礦現(xiàn)有大采高綜采設(shè)備似乎不存在問題，但分析后發(fā)現(xiàn)梁北煤礦現(xiàn)有大采高綜采設(shè)備不能在薛湖煤礦23采區(qū)使用，原因如下:

（1）工作阻力不足 薛湖煤礦現(xiàn)用液壓支架工作阻力為6600kN，支護(hù)強(qiáng)度0.97～1.01MPa，礦壓觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示部分液壓支架的立柱下腔壓力達(dá)到了安全閥開啟壓力，隨著采高的加大礦壓隨之加大，因而23采區(qū)大采高工作面液壓支架工作阻力和支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)進(jìn)一步加大，才能滿足薛湖煤礦23采區(qū)大采高工作面的需要。而梁北煤礦現(xiàn)有大采高液壓支架工作阻力僅為6000kN，支護(hù)強(qiáng)度為0.93～0.96，顯然梁北煤礦現(xiàn)有大采高液壓支架滿足不了薛湖煤礦23采區(qū)大采高工作面支護(hù)需要。

（2）滾筒直徑尺寸不夠 23采區(qū)煤層平均厚度3.9m，最大采高為4.3m，一般采煤機(jī)的滾筒直徑為最大采高的0.55～0.65，因而采煤機(jī)滾筒直徑D≥2.24m才可滿足大采高工作面生產(chǎn)需要。

受下井尺寸的限制梁北煤礦現(xiàn)用MGTY300/ 730－1.1D型采煤機(jī)，其配套滾筒直徑僅為2000mm，由于梁北礦煤層堅(jiān)固性系數(shù)低，滾筒割不到的煤體容易垮落，因此該型采煤機(jī)在梁北煤礦特殊的條件下能夠滿足生產(chǎn)需要。但該型采煤機(jī)若在薛湖煤礦會(huì)存在一些問題，因?yàn)檠旱V煤層堅(jiān)固性系數(shù)比梁北煤礦高，滾筒割不到的煤體難以垮落，因而梁北礦現(xiàn)有采煤機(jī)滿足不了薛湖煤礦23采區(qū)大采高工作面的需要。

（3）刮板輸送機(jī)槽寬不夠 如前所述，薛湖煤礦23采區(qū)應(yīng)選擇φ2240mm的滾筒，但300/700型采煤機(jī)配不了這么大的滾筒，要配套φ2240mm的滾筒，煤機(jī)截割功率至少加大一個(gè)規(guī)格，相應(yīng)地刮板輸送機(jī)也應(yīng)隨之加大一個(gè)規(guī)格，否則煤機(jī)騎在刮板機(jī)上穩(wěn)定性差，顯然梁北煤礦現(xiàn)有刮板輸送機(jī)不能滿足薛湖煤礦23采區(qū)大采高工作面的需要。

（4）頂梁長(zhǎng)度需加大 采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)增大一個(gè)規(guī)格帶來的問題是采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)“二機(jī)”斷面尺寸增大，因而必須增大液壓支架頂梁長(zhǎng)度，否則配套后液壓支架的端面距將加大，不能滿足安全生產(chǎn)的要求。

5 大采高工作面設(shè)備選型配套

大采高工作面設(shè)備選型配套主要是采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架這“三機(jī)”的選型配套，這些設(shè)備不是孤立的“單機(jī)”，而是結(jié)構(gòu)上相互配合聯(lián)系，作業(yè)上需要協(xié)調(diào)配合，且具有較強(qiáng)的配套要求。大采高工作面“三機(jī)”配套合理，是發(fā)揮各設(shè)備生產(chǎn)能力的關(guān)鍵。

為了發(fā)揮大采高工作面最大生產(chǎn)能力和安全生產(chǎn)，采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架之間在性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)、工作面空間尺寸以及相互連接部分的形式、強(qiáng)度和尺寸等方面，必須互相匹配，才能保證正常運(yùn)行。

根據(jù)薛湖煤礦23采區(qū)大采高工作面具體煤層賦存情況，對(duì)該采區(qū)大采高工作面“三機(jī)”進(jìn)行選型配套，具體配套設(shè)備如表3所示。

表3 薛湖礦區(qū)23采區(qū)大采高工作面三機(jī)配套設(shè)備

6 結(jié)束語(yǔ)

通過以上分析，得出梁北煤礦現(xiàn)有大采高綜采設(shè)備不能在薛湖煤礦23采區(qū)使用的結(jié)論，為公司決策提供了理論依據(jù)。確定了薛湖煤礦23采區(qū)的采高范圍，并對(duì)薛湖煤礦23采區(qū)大采高工作面設(shè)備進(jìn)行了科學(xué)合理的配套選型。

［1］天地科技股份有限公司開采設(shè)計(jì)事業(yè)部.神火煤電股份有限公司薛湖煤礦23采區(qū)大采高工作面設(shè)備選型配套［R］.北京:天地科技股份有限公司，2012.

［2］孟二存.梁北礦“三軟”“雙突”煤層5m大采高液壓支架選型［J］.煤礦開采，2007，12（6）:26－27.

［3］王國(guó)法.高效綜合機(jī)械化采煤成套裝備技術(shù)［M］.徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2008.

［4］陶馳東.第一講 綜采設(shè)備選型配套的原則和方法［J］.煤礦機(jī)電，1996（1）:39－42.

TD82

B

1006-6225（2012）05-0046-02

2012－05－30

聶書奎 （1957－），男，河南永城人，現(xiàn)為河南神火集團(tuán)煤業(yè)公司副總經(jīng)理，主要從事礦山機(jī)電技術(shù)設(shè)計(jì)與設(shè)備管理工作。

［責(zé)任編輯:徐亞軍］