含硫化鐵結(jié)核薄煤層開(kāi)采的設(shè)備配套研究

苗麗華

摘要：兗州礦區(qū)的薄煤層主要是石炭系太原群16上和17兩煤層，煤層厚度都在1m左右，分布范圍廣、賦存穩(wěn)定，但煤層結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，普遍含有硫化鐵結(jié)核，針對(duì)這樣的地質(zhì)條件，進(jìn)行了科技創(chuàng)新，研制出適合薄煤層開(kāi)采的成套設(shè)備，大大提升了生產(chǎn)了，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞：含硫化鐵薄煤層綜采配套設(shè)備

中圖分類(lèi)號(hào)：TD8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）08（c）-0093-01

隨著各大煤礦中厚煤層的不斷開(kāi)采，薄煤層所占的比重將逐漸增多，如其不能得到及時(shí)合理開(kāi)采，必然造成煤炭資源浪費(fèi)，縮短礦井服務(wù)年限，影響礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展。兗礦集團(tuán)也面臨著同樣的問(wèn)題，薄煤層的開(kāi)采不僅僅是制約兗礦發(fā)展和生產(chǎn)接續(xù)的突出矛盾，而且還關(guān)系到企業(yè)未來(lái)的生存與發(fā)展。對(duì)兗礦集團(tuán)而言，加快發(fā)展薄煤層綜合機(jī)械化開(kāi)采，提高工作面裝備技術(shù)水平，保證安全生產(chǎn)，已變成了刻不容緩的問(wèn)題。近幾年我們進(jìn)行了適合中厚（1.5～2.5m）煤層、較薄煤層（1.2～2.2m），短壁輕放工作面等的設(shè)備配套，經(jīng)實(shí)踐證明這些配套是成功的，大大提高了生產(chǎn)率，確保了安全生產(chǎn)，也為薄煤層的開(kāi)采積累了經(jīng)驗(yàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在薄煤層儲(chǔ)量占兗州礦區(qū)可采儲(chǔ)量的40%，主要是石炭系太原群16上和17兩煤層，煤層厚度都在1m左右，分布范圍廣、賦存穩(wěn)定，但煤層結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，普遍含有硫化鐵結(jié)核（普式系數(shù)達(dá)8～11，塊度在200mm×100mm左右）。對(duì)此煤層，兗礦集團(tuán)多年來(lái)一直沿用炮采工藝，極大地制約了礦井的安全生產(chǎn)和發(fā)展。

工作面綜采設(shè)備的選型和配套是實(shí)現(xiàn)達(dá)產(chǎn)目標(biāo)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，直接關(guān)系工作面年產(chǎn)目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)，關(guān)系到綜采設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。工作面“三機(jī)”選型包括液壓支架、采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)的選型。其中，液壓支架的選型是核心，采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)的選型是實(shí)現(xiàn)工作面能力的保證。

含硫化鐵硬結(jié)核體薄煤層綜合機(jī)械化開(kāi)采工作面總體設(shè)備選型配套主要原則。

（1）選型與研制相結(jié)合的原則。以選用成熟可靠技術(shù)為主，創(chuàng)新研制為輔，充分實(shí)現(xiàn)人性化，以充分改善作業(yè)條件、保障人員和設(shè)備均處于優(yōu)化狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)為目標(biāo)。

（2）可靠性、適應(yīng)性、實(shí)用性相結(jié)合，先進(jìn)性與可靠性并重的原則。

（3）工作面的所有設(shè)備的能力必須滿(mǎn)足年產(chǎn)30萬(wàn)噸的要求。設(shè)備功率與強(qiáng)度有適當(dāng)?shù)母辉Ｏ禂?shù)，以保證可靠性為原則。

（4）結(jié)合工作面參數(shù)，提出各設(shè)備合理的主要參數(shù)。以工作面設(shè)備能力為基礎(chǔ)，形成一條配套生產(chǎn)能力由工作面向外的“喇叭口”煤流系統(tǒng)，用綜采設(shè)備的協(xié)調(diào)性來(lái)保證工作面快速推進(jìn)的需要。

（5）按照工作面及設(shè)備具體情況合理配套，保證各機(jī)配套形式、技術(shù)性能及尺寸的合理性和各設(shè)備的優(yōu)化配置。

（6）性?xún)r(jià)比適中的原則。在確保質(zhì)量和性能滿(mǎn)足要求的前提下，性?xún)r(jià)比應(yīng)良好。

針對(duì)煤層的具體地質(zhì)條件和選型原則，我們以楊村煤礦2708工作面為試點(diǎn)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了配套設(shè)計(jì)，主要配套設(shè)備如以下幾點(diǎn)。

1采煤機(jī)：MG110/250-BW

采高：0.8～1.35m生產(chǎn)能力：275t/h（采高1.3m，牽引速度4m/min，截深0.63m時(shí)）；滾筒直徑：800mm；截深：630mm；牽引速度：0～5m/min；最大牽引力：160kN；牽引型式：液壓齒輪銷(xiāo)排無(wú)鏈牽引；截割功率：4×55kW；滾筒轉(zhuǎn)速：91.1r/min；101r/min；總裝機(jī)功率：4×55+30=250kW；操縱方式：跟機(jī)；遙控；機(jī)器重量：16t。

2工作面液壓支架：ZY2600/6.5/16

型式：兩柱掩護(hù)式液壓支架；頂梁型式：整體頂梁；高度：650～1600mm；寬度：1470mm；中心距：1500mm；初撐力（P=31.5MPa）：2182kN；工作阻力（P=37.5MPa）：2600kN；支護(hù)強(qiáng)度：0.36～0.44MPa；底板比壓：平均0.77MPa，尖端1.11MPa；適應(yīng)采高：0.85～1.45m；適應(yīng)煤層傾角：<15°；泵站壓力：31.5MPa；操縱方式：鄰架先導(dǎo)控制。

3端頭液壓支架：ZT5600/16/26

型式：兩架一組左右邁步式；高度：1600～2600mm；支護(hù)面積：32m2；初撐力（P=31.5MPa）：5064kN；工作阻力（P=35MPa）：5600kN；支護(hù)強(qiáng)度：0.18MPa；底板比壓：平均1.48MPa；泵站壓力：31.5MPa；立柱數(shù)量：8個(gè)。

4刮板輸送機(jī)：SGZ630/180

設(shè)計(jì)長(zhǎng)度：175m（運(yùn)量≤300t/h，水平）或190m（運(yùn)量≤250t/h，水平）。

輸送能力：300t/h；刮板鏈速：1m/s；裝機(jī)功率：2×90kW；適應(yīng)的工作面橫向傾角≤7°，適應(yīng)的工作面走向傾角≤6°。

中部槽。

型式：鑄焊結(jié)構(gòu)；中部槽規(guī)格：1500×630×200mm（長(zhǎng)×寬×高）；中部聯(lián)接方式：?jiǎn)♀忎N(xiāo)；啞鈴銷(xiāo)聯(lián)接強(qiáng)度：≥2000kN。

刮板鏈。

型式：準(zhǔn)中雙鏈；鏈條：Φ26×92mm扁平鏈；接鏈環(huán)：Φ26×92（平環(huán)）；破斷負(fù)荷：≥850kN；輸送機(jī)卸載方式：端卸；與采煤機(jī)牽引型式：齒輪-銷(xiāo)軌；緊鏈方式：機(jī)械—閘盤(pán)緊鏈。

5轉(zhuǎn)載機(jī)：SZZ630/90

設(shè)計(jì)長(zhǎng)度：50m；輸送能力：500t/h；刮板鏈速：1.82m/s；裝機(jī)功率：90kW。

中部槽。

型式：箱式結(jié)構(gòu)；長(zhǎng)×內(nèi)寬×高：懸空段1500×588（內(nèi)寬）×540，落地段1500×588（內(nèi)寬）×650；中部聯(lián)接方式：懸空段螺栓硬連接，落地段啞鈴銷(xiāo)連接；啞鈴銷(xiāo)聯(lián)接強(qiáng)度：≥2000kN。

刮板鏈。

型式：中雙鏈；鏈條：Φ26×92mm扁平鏈；接鏈環(huán)：Φ26×92；破斷負(fù)荷：≥850 kN；配套輸送機(jī)卸載方式：端卸；緊鏈方式：閘盤(pán)緊鏈和伸縮機(jī)頭輔助緊鏈。

6泵站：MRB125/31.5乳化液泵，兩泵一箱

這些設(shè)備于2009年初首先在楊村煤礦下井試運(yùn)行，運(yùn)行良好，又為北宿煤礦也配了一套，實(shí)踐表明：該套設(shè)備項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)適應(yīng)該工作面地質(zhì)條件和地理環(huán)境，滿(mǎn)足礦井生產(chǎn)工業(yè)要求，整套裝備體現(xiàn)了選型先進(jìn)，架型大方，布局合理。各配套設(shè)備關(guān)系協(xié)調(diào)、生產(chǎn)能力匹配，具有效率高、安全性能好、質(zhì)量可靠等特點(diǎn)。極大地降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)安全性?？梢詽M(mǎn)足綜放工作面高效安全生產(chǎn)的要求，取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。