符大利　袁建平

摘要：綜采工作面配套設(shè)備選型的現(xiàn)代化程度是直接體現(xiàn)煤礦現(xiàn)代化水平和裝備是否先進(jìn)的重要指標(biāo)。文章介紹了陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司一號(hào)煤礦薄煤層國(guó)產(chǎn)采場(chǎng)無(wú)人化綜采配套設(shè)備的選型問(wèn)題，主要包括采煤機(jī)選型、液壓支架選型、三機(jī)選型、泵站選型和可伸縮膠帶的選型。

關(guān)鍵詞：薄煤層；采場(chǎng)無(wú)人化；綜采工作面；設(shè)備選型

中圖分類(lèi)號(hào)：TD541 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）27-0094-02

1 陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司一號(hào)煤礦概況

一號(hào)煤礦隸屬于陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司，為國(guó)有重點(diǎn)大型企業(yè)，礦井生產(chǎn)能力600萬(wàn)噸/年。井田共劃分為十四個(gè)盤(pán)區(qū)，其中十盤(pán)區(qū)煤層厚度1.1～2.75m，平均厚度2.22m，傾角3°～5°，該盤(pán)區(qū)工作面定位為配采工作面，生產(chǎn)能力2Mt。由于該盤(pán)區(qū)工作面煤層低、地質(zhì)構(gòu)造多，頂板壓力大，底板易底鼓，嚴(yán)重影響工作人員在工作面正常作業(yè)；而1001綜采工作面為該盤(pán)區(qū)的首采工作面，煤層厚度在1.1～2.3m之間，工作面長(zhǎng)度235m，順槽開(kāi)采長(zhǎng)度2291m，可采儲(chǔ)量107萬(wàn)噸，其地質(zhì)條件變化較大。在該工作面設(shè)計(jì)之初，黃陵礦業(yè)公司及一號(hào)煤礦就將綜采工作面配套設(shè)備的選型建立在薄煤層采場(chǎng)無(wú)人化和高產(chǎn)高效開(kāi)采的前提下，經(jīng)過(guò)專(zhuān)家多次現(xiàn)場(chǎng)考察、詳細(xì)論證、科學(xué)分析、認(rèn)真對(duì)比各種設(shè)計(jì)方案，最終確定選型方向——薄煤層國(guó)產(chǎn)裝備采場(chǎng)無(wú)人化綜采工作面。要求充分引進(jìn)國(guó)內(nèi)所有綜采設(shè)備配套生產(chǎn)廠家的尖端技術(shù)、新工藝，選配出一套國(guó)內(nèi)一流的高端集中控制、高效自動(dòng)化水平、高精準(zhǔn)安全運(yùn)行的采場(chǎng)無(wú)人化綜采成套設(shè)備。

2 設(shè)備選型配套原則

2.1 液壓支架

2.1.1 支架選型原則。影響支架選型的主要因素有頂板和底板巖性、煤層可采高度、煤層傾角、煤層瓦斯含量等，所以應(yīng)遵循以下原則：（1）支護(hù)強(qiáng)度與工作面礦壓相適應(yīng)；（2）支架的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型與煤層賦存條件相適應(yīng)；（3）與底板的比壓和抗拉強(qiáng)度相適應(yīng)；（4）與工作面通風(fēng)要求相適應(yīng)；（5）操作簡(jiǎn)單、方便，動(dòng)作循環(huán)時(shí)間短，和電液系統(tǒng)配套便于快速移架；（6）選用國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的電液自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

2.1.2 選型依據(jù)。液壓支架的選型必須與工作面采高相匹配。工作面采高的確定主要依據(jù)煤層厚度（包括煤層夾矸厚度），并且要考慮設(shè)備能力和礦山壓力顯現(xiàn)狀態(tài)。通過(guò)對(duì)2號(hào)煤層十盤(pán)區(qū)鉆孔數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，最終確定工作面采高為1.4～2.3m比較合適，支架高度為1.15～2.4m。同時(shí)針對(duì)2號(hào)煤層的地質(zhì)條件，通過(guò)采用經(jīng)驗(yàn)估算法，以及在支架與圍巖相互作用關(guān)系的基礎(chǔ)上建立數(shù)值模擬分析的方法，確定支架的支護(hù)強(qiáng)度與額定工作阻力，最終確定支架的支護(hù)強(qiáng)度不小于0.48MPa，額定工作阻力6800kN。

2.1.3 技術(shù)參數(shù)確定。根據(jù)配套原則和選型依據(jù)，最終確定選用ZY6800/11.5/24D型液壓支架；該支架為兩柱掩護(hù)式液壓支架，其支護(hù)高度為：1.15～2.4m，中心距1.5m，初撐力5067kN，工作阻力6800kN，支護(hù)強(qiáng)度0.8～0.9MPa，控制方式采用SAC電液自動(dòng)化控制。同時(shí)，該支架可通過(guò)電控實(shí)現(xiàn)鄰架的手動(dòng)、自動(dòng)操作，實(shí)現(xiàn)本架電磁閥按鈕的手動(dòng)操作。

2.2 采煤機(jī)的選型配套

2.2.1 選型原則：（1）技術(shù)裝備先進(jìn)、性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、維修方便、運(yùn)行可靠、生產(chǎn)能力大；（2）各設(shè)備間需相互適應(yīng)、能力匹配、運(yùn)輸暢通，不出現(xiàn)“卡脖子”現(xiàn)象；（3）要和煤層賦存條件相適應(yīng)，與礦井規(guī)模和工作面生產(chǎn)能力相適應(yīng)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益的最大化；（4）系統(tǒng)簡(jiǎn)單、環(huán)節(jié)少，工作可靠性要高、總裝機(jī)功率要大、機(jī)面高度要低、機(jī)身下方過(guò)煤空間需大、有效截深需大；（5）應(yīng)具有自動(dòng)記憶截割、遠(yuǎn)程干預(yù)、實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)等功能。

2.2.2 采煤機(jī)選型依據(jù)：綜采工作面生產(chǎn)能力主要取決于采煤機(jī)割煤能力，它與采煤機(jī)最大割煤牽引速度、無(wú)故障割煤時(shí)間、截深、采高、煤的容重等有關(guān)。當(dāng)采高與截深一定時(shí)，工作面生產(chǎn)能力即取決于采煤機(jī)的牽引速度、裝機(jī)功率。因此，選擇采煤機(jī)時(shí)，需根據(jù)采高、截深、牽引速度和功率進(jìn)行選型，同時(shí)采煤機(jī)還需參照該盤(pán)區(qū)工作面配套年生產(chǎn)能力2Mt，工作面長(zhǎng)度235m，采煤機(jī)截深800mm，采高范圍應(yīng)為1.4～2.3m，機(jī)面高度應(yīng)小于1000mm，總裝機(jī)功率應(yīng)大于910kW。

2.2.3 技術(shù)參數(shù)確定。根據(jù)配套原則和選型依據(jù)，最終選用型號(hào)為MG2×200/925-AWD型電牽引采煤機(jī)；該煤機(jī)采高范圍1.4～2.3m，過(guò)煤高度345mm，截深800mm，臥底量250mm，總裝機(jī)功率917.5kW，滾筒直徑1600mm，機(jī)面高度951mm，電壓等級(jí)3300V，具備自動(dòng)化采煤功能，可以通過(guò)順槽集中控制設(shè)備，在工作面視頻系統(tǒng)的輔助下對(duì)采煤機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，控制采煤機(jī)的牽引、調(diào)高和停止，同時(shí)還可以通過(guò)順槽集中控制設(shè)備進(jìn)入采煤機(jī)自動(dòng)運(yùn)行即記憶截割模式，并可以隨時(shí)進(jìn)行人工干預(yù)。

2.3 三機(jī)的選型配套

2.3.1 選型原則。（1）應(yīng)滿足與采煤機(jī)、液壓支架的配套要求；（2）輸送能力應(yīng)大于采煤機(jī)生產(chǎn)能力，一般取1.2倍；（3）鋪設(shè)長(zhǎng)度應(yīng)滿足工作面回采要求；（4）轉(zhuǎn)載機(jī)應(yīng)具有自移，運(yùn)輸機(jī)應(yīng)具有自動(dòng)張緊功能；（5）應(yīng)盡量選用與在用設(shè)備型號(hào)相同的設(shè)備，減少礦井生產(chǎn)成本的投入，以便于日常維修和配件管理。

2.3.2 選型依據(jù)。選擇刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)主要是以綜采面最大生產(chǎn)能力為基數(shù)，在保證綜采面運(yùn)煤能力和運(yùn)輸設(shè)備的可靠性和耐用性的前提下，兼顧設(shè)備啟動(dòng)、保護(hù)和控制性能，應(yīng)保證采煤機(jī)割下的煤全部運(yùn)走，并留有一定的備用輸送能力。

2.3.3 技術(shù)參數(shù)確定。根據(jù)配套原則和選型依據(jù)，最終選用型號(hào)為SGZ800/1050型刮板輸送機(jī)、SZZ800/

250型轉(zhuǎn)載機(jī)、PCM200型破碎機(jī)、ZY2700型自移裝置。endprint

2.4 乳化液泵、噴霧泵站選型

2.4.1 泵站選型原則。泵站供液系統(tǒng)堪稱(chēng)工作面設(shè)備的“心臟”，基于高產(chǎn)高效工作面的需要，應(yīng)該配備性能穩(wěn)定、市場(chǎng)信譽(yù)好的泵站系統(tǒng)。

（1）泵站的輸出壓力應(yīng)滿足液壓支架初撐力的需要，并考慮管路阻力所造成的壓降；（2）泵站的單泵額定流量和泵的數(shù)量應(yīng)滿足工作面液壓支架及其他用液設(shè)備的操作需要；（3）乳化液箱的容積應(yīng)滿足多臺(tái)泵同時(shí)工作的需要；（4）應(yīng)配備備用乳化液泵站，如兩泵工作，一泵備用；（5）乳化液泵站的電機(jī)功率應(yīng)滿足泵站最大工作能力的需要；（6）泵站應(yīng)配備機(jī)-電-液一體化的檢測(cè)系統(tǒng)，以實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的輸出流量、輸出壓力，乳化液箱的液位和溫度、泵站運(yùn)行狀態(tài)，并可預(yù)警，保護(hù)人員和設(shè)備的安全；（7）應(yīng)盡量選用與在用設(shè)備型號(hào)相同的設(shè)備，減少礦井生產(chǎn)成本的投入，以便于日常維修和配件管理；（8）當(dāng)由固定泵站向工作面遠(yuǎn)距離供液時(shí)，要計(jì)算確定所用管路的類(lèi)型、口徑、液流壓力損失，并綜合確定所需泵壓。

2.4.2 選型依據(jù)。選擇泵站應(yīng)根據(jù)工作面液壓支架及其他用液設(shè)備的操作及滿足支架初撐力的需求；選擇管徑必須計(jì)算壓力降，目的是根據(jù)乳化液流量及允許的壓力降來(lái)確定管徑。遠(yuǎn)程供液管路選擇要充分考慮管路的沿程壓力損失，考慮巷道高低、管路連接頭等造成的壓力損失與沿程壓力損失相當(dāng)，確定工作面千米供液所需供液管內(nèi)徑大于50mm比較合適。

2.4.3 技術(shù)參數(shù)確定。根據(jù)配套原則和選型依據(jù)，最終確定工作面配套三臺(tái)乳化液泵的型號(hào)為BRW400/31.5，配備三泵兩箱，兩用一備，其主要技術(shù)參數(shù)工作壓力31.5MPa，額定流量400L/min；電機(jī)功率250kW，電壓1140V，液箱2個(gè)，容積3000L。噴霧泵的型號(hào)為BPW400/16，兩泵一箱，一用一備，其主要技術(shù)參數(shù)為：工作壓力16MPa，額定流量400L/min，電機(jī)功率125kW，電壓1140V，液箱1個(gè)，容積3000L。乳化液泵系統(tǒng)采用雙進(jìn)雙回環(huán)形供液，進(jìn)回液管徑分別取Φ40mm、Φ50mm；噴霧泵系統(tǒng)采用開(kāi)式，供水管選用Φ32mm。

2.5 可伸縮膠帶輸送機(jī)選型

2.5.1 選型原則：（1）膠帶輸送機(jī)的單機(jī)許可鋪設(shè)長(zhǎng)度要與綜采面的推進(jìn)長(zhǎng)度相適應(yīng)，盡量減少鋪設(shè)輸送機(jī)的臺(tái)數(shù)；（2）選型要考慮巷道頂、底板條件，對(duì)于無(wú)淋水或底板無(wú)滲水、底板無(wú)底鼓的巷道，選用落地式可伸縮膠帶輸送機(jī)，否則選繩架吊掛式；（3）選用抗靜電阻燃高強(qiáng)度膠帶；（4）輸送機(jī)應(yīng)有較好的啟動(dòng)和工況監(jiān)測(cè)性能。

2.5.2 選型依據(jù)。目前高產(chǎn)高效工作面運(yùn)輸巷煤流普遍采用長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、大功率的可伸縮膠帶輸送機(jī)以保障產(chǎn)量。根據(jù)高產(chǎn)高效和簡(jiǎn)化設(shè)備管理的原則，順槽采用一部可伸縮膠帶輸送機(jī)，運(yùn)輸長(zhǎng)度應(yīng)與工作面走向一致。運(yùn)送物料容重：一般取0.8～1.0t/m3，取0.9t/m3，物料粒度：0～300mm，最大生產(chǎn)能力按Q=1000t/h，提升高度按50m計(jì)算輸送能力1000t/h。

2.5.3 技術(shù)參數(shù)確定。根據(jù)配套原則和選型依據(jù)，最終確定順槽皮帶型號(hào)為DSJ100/120/4×315。其主要參數(shù)為：輸送帶帶寬1200mm，運(yùn)行速度3.15m/s，額定電壓1140V，電機(jī)功率4×315kW。

3 結(jié)語(yǔ)

薄煤層采場(chǎng)無(wú)人化綜采工作面配套設(shè)備選型是本著向大功率、高強(qiáng)度、高能力、高可靠性、自動(dòng)化方向發(fā)展，優(yōu)化采煤工藝、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率，以適應(yīng)薄煤層開(kāi)采安全高效的要求。實(shí)踐證明，只有通過(guò)合理的設(shè)計(jì)、論證、選型、科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，才可以實(shí)現(xiàn)薄煤層國(guó)產(chǎn)裝備采場(chǎng)無(wú)人化綜采工作面高產(chǎn)高效的目的。

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作者簡(jiǎn)介：符大利（1977-），男，陜西佳縣人，陜西陜煤黃陵礦業(yè)有限公司一號(hào)煤礦機(jī)電部部長(zhǎng)，機(jī)電工程師。endprint