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【摘要】综采工作面采煤机、支架、运输机三者的使用是综采工作面正常、高效生产的主要环节,“三机”的配套选型是决定工作面生产的决定性因素。针对“三软”煤层综采工作面“三机”选型是工作面生产的重要环节, 选择正确与否直接关系到工作面生产能力、采煤机效率、开机率、各种煤层条件和地质构造适应性。
【关键词】“三软”煤层设备选型 综采工作面
一、概况
(一)工作面概况 淮北矿区煤层赋存条件普遍复杂,综采工作面采煤机、支架、运输机三者的使用是综采工作面正常、高效生产的主要环节,“三机”的配套选型是决定工作面生产的决定性因素。“三软”煤层综采工作面“三机”选型是工作面生产的重要环节, 选择正确与否直接关系到工作面生产能力、采煤机效率、开机率、各种煤层条件和地质构造适应性。综采工作面以“高产、高效、安全、洁净”快速发展为目的, 实现规模生产。因此, “三机”选型要进行专项设计论证, 做到系统性能稳定,故障率低,生产效率高, 劳动强度小, 来提升综采工作面自动化水平和安全生产水平,实现高产高效的安全生产目标。某矿7、8煤工作面为高地压工作面,两巷维护困难,回采巷道围岩的过度变形与破坏严重。以842综采工作面为例,煤层厚度1.5m-3.3m,8煤层属典型的“三软”煤层,该面位于八四采区西冀上部,南靠-265保护煤柱,北为842轨道巷,东至84F1断层,西至周格圩孜村庄保护煤柱线,84采区剩余最后一个工作面,回采前进行两次区域验证,并执行安全防护措施,工作面于2013年12月1日开始初放回采。
二、 回采工艺的选择
(一)采煤方法根据842工作面煤层赋存及地质情况,结合现有技术和管理水平,确定842工作面采用走向长壁综采采煤方法,根据煤层厚度1.5m-3.3m,选用ZY6800/17/36型掩护式支架,割煤高度2.0~3.4m。
(二)落煤方法采煤机的落煤能力是工作面生产能力的基础, 其选型的主要依据是采高、倾角、煤层截割的难易程度和地质构造发育程度, 主要确定的参数是采高、滚筒直径、截深、牵引速度和电机功率。工作面沿煤层顶板回采,使用MG500/1130-WD型采煤机割煤落煤,生产能力为2500吨/小时。
(三)机组装煤 机组滚筒旋转截割煤的同时,利用螺旋片自动把煤装入运输机,余煤由铲煤板随移溜铲入输送机,少量煤由人工用铲子攉装到输送机内。
(四)工作面生产能力
A=N×L×H×R×C×S
=3×175×2.2×1.35×95%×0.8
=1185(吨/天)
A——工作面生产能力吨/天
N——采煤机日进刀数3刀
L——工作面斜长175m
H——煤厚(平均)2.2m
R——煤容重1.35t/m3
C——煤炭回收率95%
S——截深0.8m
(五)运煤方法工作面输送机的能力大于采煤机的实际生产能力, 即
Qs= ( 1.1~1.15) Qc
式中: Qs工作面输送机的能力, t/h。
刮板输送机的输送能力应大于采煤机的最大生产能力。工作面刮板输送机、平巷中的转载机、破碎机和可伸缩胶带输送机等设备则能力都要大于采煤机的生产能力, 且要考虑生产不均衡系数,由工作面向外逐渐加大, 通常按富余 20%~30%考虑。
工作面采用SGZ-800/800型刮板运输机,运煤输送量1500t/h,适合运输。
三、工作面支护设计
(一)支架选型 由于本工作面煤层厚度1.5m-3.3m,使用MG500/1130-WD型采煤机配合ZY6800/17/36掩护式支架,可以一次采全高,并可以提高煤炭的资源回收率。
(二)液压支架支护强度校验
1、计算冒落带高度
∑Hi=M/(Kp-1)=2.6/(1.4-1)=6.5m
∑Hi:冒落带高度, m;
M:工作面最大采高,m;
Kp :岩层冒落碎胀系数。一般取1.25~1.5,破碎顶板取较小值,完整顶板取较大值。有实测值,取实测值。
2、计算支护强度
P=∑Hi *γ*cosα=6.5×26.5×cos220×10-3
=0.160MPa
P :计算支护强度, MPa;
γ :冒落带岩层加权平均容重,KN/ m3;
α:煤层倾角,度;
(三)支架的确定
通过支架支护强度计算,与其额定支护强度相比:P=0.160MPa
【关键词】“三软”煤层设备选型 综采工作面
一、概况
(一)工作面概况 淮北矿区煤层赋存条件普遍复杂,综采工作面采煤机、支架、运输机三者的使用是综采工作面正常、高效生产的主要环节,“三机”的配套选型是决定工作面生产的决定性因素。“三软”煤层综采工作面“三机”选型是工作面生产的重要环节, 选择正确与否直接关系到工作面生产能力、采煤机效率、开机率、各种煤层条件和地质构造适应性。综采工作面以“高产、高效、安全、洁净”快速发展为目的, 实现规模生产。因此, “三机”选型要进行专项设计论证, 做到系统性能稳定,故障率低,生产效率高, 劳动强度小, 来提升综采工作面自动化水平和安全生产水平,实现高产高效的安全生产目标。某矿7、8煤工作面为高地压工作面,两巷维护困难,回采巷道围岩的过度变形与破坏严重。以842综采工作面为例,煤层厚度1.5m-3.3m,8煤层属典型的“三软”煤层,该面位于八四采区西冀上部,南靠-265保护煤柱,北为842轨道巷,东至84F1断层,西至周格圩孜村庄保护煤柱线,84采区剩余最后一个工作面,回采前进行两次区域验证,并执行安全防护措施,工作面于2013年12月1日开始初放回采。
二、 回采工艺的选择
(一)采煤方法根据842工作面煤层赋存及地质情况,结合现有技术和管理水平,确定842工作面采用走向长壁综采采煤方法,根据煤层厚度1.5m-3.3m,选用ZY6800/17/36型掩护式支架,割煤高度2.0~3.4m。
(二)落煤方法采煤机的落煤能力是工作面生产能力的基础, 其选型的主要依据是采高、倾角、煤层截割的难易程度和地质构造发育程度, 主要确定的参数是采高、滚筒直径、截深、牵引速度和电机功率。工作面沿煤层顶板回采,使用MG500/1130-WD型采煤机割煤落煤,生产能力为2500吨/小时。
(三)机组装煤 机组滚筒旋转截割煤的同时,利用螺旋片自动把煤装入运输机,余煤由铲煤板随移溜铲入输送机,少量煤由人工用铲子攉装到输送机内。
(四)工作面生产能力
A=N×L×H×R×C×S
=3×175×2.2×1.35×95%×0.8
=1185(吨/天)
A——工作面生产能力吨/天
N——采煤机日进刀数3刀
L——工作面斜长175m
H——煤厚(平均)2.2m
R——煤容重1.35t/m3
C——煤炭回收率95%
S——截深0.8m
(五)运煤方法工作面输送机的能力大于采煤机的实际生产能力, 即
Qs= ( 1.1~1.15) Qc
式中: Qs工作面输送机的能力, t/h。
刮板输送机的输送能力应大于采煤机的最大生产能力。工作面刮板输送机、平巷中的转载机、破碎机和可伸缩胶带输送机等设备则能力都要大于采煤机的生产能力, 且要考虑生产不均衡系数,由工作面向外逐渐加大, 通常按富余 20%~30%考虑。
工作面采用SGZ-800/800型刮板运输机,运煤输送量1500t/h,适合运输。
三、工作面支护设计
(一)支架选型 由于本工作面煤层厚度1.5m-3.3m,使用MG500/1130-WD型采煤机配合ZY6800/17/36掩护式支架,可以一次采全高,并可以提高煤炭的资源回收率。
(二)液压支架支护强度校验
1、计算冒落带高度
∑Hi=M/(Kp-1)=2.6/(1.4-1)=6.5m
∑Hi:冒落带高度, m;
M:工作面最大采高,m;
Kp :岩层冒落碎胀系数。一般取1.25~1.5,破碎顶板取较小值,完整顶板取较大值。有实测值,取实测值。
2、计算支护强度
P=∑Hi *γ*cosα=6.5×26.5×cos220×10-3
=0.160MPa
P :计算支护强度, MPa;
γ :冒落带岩层加权平均容重,KN/ m3;
α:煤层倾角,度;
(三)支架的确定
通过支架支护强度计算,与其额定支护强度相比:P=0.160MPa
可知,选型支架ZY6800/17/36满足工作面的支护强度要求,选型合理。
四、选型分析
工作面采用综采工艺,根据上面表格来看,结合我矿大井侧的运输能力,配套设备能满足生产的要求。
主要问题分析:
(一)采煤机生产能力为2500t/h, 運输机的运输能力为1500t/h,而转载机的运输能力为1500t/h,胶带输送机的生产能力为1000t/h,机巷链板机运输能力较小为300t/h,配套不合理。因此,当工作面运输机负荷较大时,不得与转载机同时连续运行,同时工作面割煤期间应有效控制煤量。
(二)加强工作面及机巷机电设备的检修,防止因检修不到位而影响正常生产。
(三)加强机巷可缩性皮带机的管理,防止皮带跑偏。
五、工作面主要设备配置确定
该面安设ZY6800-17/36型液压支架,采面运输机为SGZ-800/800型,采煤机为MG500/1130-WD型。
六、结束语
在842综采工作面设备选型,为类似“三软”煤层提供了依据。
【参考文献】
[ 1 ] 陶驰东。采掘机械[ M],北京:煤炭工业出版社,1993
[ 2 ] 程居山。矿山机械[ M],徐州:中国矿业大学出版社,2002