同忻礦8214綜放面工作面“三機”配套選型

摘 要：本文通過闡述工作面設(shè)備的基本要求結(jié)合同忻礦8214綜放工作面，分析認為合理的工作面總體配套，在設(shè)備性能保證優(yōu)良、運行實現(xiàn)正常、外圍各個系統(tǒng)有效的情況下，保證工作面的正規(guī)生產(chǎn)率，各設(shè)備、設(shè)施之間協(xié)調(diào)配合，最大限度發(fā)揮工作面生產(chǎn)效能，實現(xiàn)安全高效的目的。

關(guān)鍵詞：綜放工作面;“三機”配套;選型;開機率

0 引言

綜放工作面的“三機”設(shè)備是工作面的主要設(shè)備，包括采煤機、液壓支架、刮板輸送機。其選型首先要考慮到設(shè)備相互之間的總體配套、正確的設(shè)備選型，設(shè)備連接效果，影響著綜放工作面的生產(chǎn)能力和各設(shè)備的性能發(fā)揮。在設(shè)備運轉(zhuǎn)正常、性能可靠、其他系統(tǒng)可靠合理的前提下，能實現(xiàn)工作面的正規(guī)生產(chǎn)率、各設(shè)備配合嚴密，不發(fā)生打架影響，能實現(xiàn)工作面的設(shè)計生產(chǎn)能力，提高綜采放頂煤工作面的生產(chǎn)能力、實現(xiàn)高產(chǎn)高效，最主要的是實現(xiàn)安全生產(chǎn)。

1 綜采工作面主要設(shè)備要求

1.1 采煤機

1.1.1 采煤機性能參數(shù)

采煤機對綜采工作面的安全、生產(chǎn)效率、能耗等都有重要的影響。它與煤層的物理、機械特性、煤層厚度、煤層傾角、現(xiàn)場地質(zhì)條件等有關(guān)，同時要考慮與其配套的支護設(shè)施、運輸設(shè)備之間相互關(guān)系。在設(shè)備選型的過程中考慮多方面的因素，全面分析后去確定。

1.1.2 采煤機截深選型

截深是采煤機工作機構(gòu)切入煤壁的深度，確定截深是與煤層傾角、煤層厚度、截割阻抗大小、壓張效應(yīng)、頂板穩(wěn)定性及采煤機的可靠性有關(guān)。厚煤層中，采煤機的工作截深宜大，選擇采煤機的截深為0.81m。

1.1.3 滾筒的直徑選擇

按經(jīng)驗公式雙滾筒采煤機的滾筒直徑D=（0.52～0.6） hmax= 0.52× 4.8=2.496m，初步選取滾筒直徑為2.5m，滾筒直徑應(yīng)大于最大采高的一半。

1.1.4 采煤機的最小設(shè)計生產(chǎn)能力

采煤機的最小設(shè)計生產(chǎn)率用公式表示為：

lt;E：＼123456＼中小企業(yè)管理與科技·上旬刊201510＼1-297＼241-1.jpggt;

式中：Q為一采煤機的日平均產(chǎn)量。

1.1.5 滾筒的轉(zhuǎn)速

由采煤機截齒的最大切削厚度hmax=1000×v/m×n可知，在實踐中滾筒轉(zhuǎn)速愈高則循環(huán)愈快，采煤機裝煤效果不好。當采煤機滾筒上安裝的截齒數(shù)m一定時，牽引速度v越高，轉(zhuǎn)速n愈高，截割部能耗也就越高，煤塵產(chǎn)生量愈大。所以滾筒的轉(zhuǎn)速對裝載、能耗、煤塵影響都很大。滾筒的轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在30～50r/min，采煤機滾筒轉(zhuǎn)速為32r/min。

1.2 液壓支架

支架工作阻力的確定使用建立在支架工作阻力構(gòu)成分析基礎(chǔ)上的估算法：

工作面支架工作阻力應(yīng)能支撐冒落帶頂板巖層和頂煤的重量，并平衡基本頂失穩(wěn)時對支架的動載，計算公式為：

lt;E：＼123456＼中小企業(yè)管理與科技·上旬刊201510＼1-297＼241-2.jpggt; （1）

式中：q冒—冒落帶巖層自重，q冒=r頂×h，r頂為頂板巖層容重，取26KN/m3;

q頂煤—支架上方頂煤自重，q頂煤=r煤×Md，r煤為頂煤容重，取14.44KN/m3;

Kd—基本頂失穩(wěn)時的動載系數(shù)，根據(jù)礦壓觀測結(jié)果，一般取1.1～1.8，此處動載系數(shù)取1.4;

根據(jù)煤層結(jié)構(gòu)，冒落帶高度h取34.0m;

初步估算q=1.4×（34.0×26+5.2×14.44）=1342.7kN/m2。

1.3 刮板運輸機

刮板輸送機輸送能力計算：

每秒鐘的運輸生產(chǎn)能力為：lt;E：＼123456＼中小企業(yè)管理與科技·上旬刊201510＼1-297＼241-3.jpggt;（2）

每小時輸送能力為：lt;E：＼123456＼中小企業(yè)管理與科技·上旬刊201510＼1-297＼241-4.jpggt; （3）

q值與溜槽中貨載斷面積有關(guān)。刮板輸送機裝運貨載的最大橫截面積與溜槽的結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，還與松散煤的安息角有關(guān)。

貨載的實際斷面為lt;E：＼123456＼中小企業(yè)管理與科技·上旬刊201510＼1-297＼241-5.jpggt;，所以lt;E：＼123456＼中小企業(yè)管理與科技·上旬刊201510＼1-297＼241-6.jpggt;

刮板輸送機的小時輸送能力為：

lt;E：＼123456＼中小企業(yè)管理與科技·上旬刊201510＼1-297＼241-7.jpggt;

lt;E：＼123456＼中小企業(yè)管理與科技·上旬刊201510＼1-297＼241-8.jpggt;

圖A "工作面支護強度與頂板下沉位移關(guān)系圖

2 同忻礦8214綜放面設(shè)備配套選型

根據(jù)上述設(shè)備配套原則，針對同忻煤礦煤層開采條件及礦井設(shè)計的生產(chǎn)能力，8214綜放工作面的設(shè)備配套目標為：確定配套設(shè)備的性能和生產(chǎn)能力，為避免生產(chǎn)中出現(xiàn) “卡阻”現(xiàn)象的發(fā)生，按工作面運輸煤流的方向，配套設(shè)備生產(chǎn)能力要按“里小外大”配置，設(shè)備配套選型要本著經(jīng)濟可靠、適應(yīng)安全高效、通盤為安全生產(chǎn)服務(wù)的原則。8214綜放工作面設(shè)備具體配套選型如下：

2.1 采煤機選型

采煤機選用波蘭生產(chǎn)的KSW-1500EU型電牽引采煤機，該煤機電源電壓為3300 V，總體結(jié)構(gòu)為多電機橫向布置。牽引方式為機載式交流變頻無級調(diào)速，強力銷軌式無鏈牽引;操作方式為計算機操作、控制，并能實時顯示運行狀態(tài)、故障監(jiān)測。

2.2 前、后部刮板輸送機選型

根據(jù)8214面生產(chǎn)實際情況，按照前部刮板輸送機滿足采煤機割煤的要求，后部輸送機應(yīng)滿足放頂煤能力的要求，前部刮板輸送機采用SGZ1000/2X 1200型中雙鏈鑄焊封底式刮板輸送機;后部刮板輸送機采用 SGZ1200/2X 1200中雙鏈鑄焊封底式刮板輸送機。

2.3 液壓支架選型

8214工作面上、下端頭分別安裝3架和4架ZFG15000-26/43H型過渡支架，中部選用ZF 15000-23/43型綜放液壓支架共139架，合計146架。根據(jù)工作面條件與支架適應(yīng)條件選用ZF 15000-23/43型支架，能滿足底板比壓值要求的同時，也能滿足頂板管理支護強度需要。

3 小結(jié)

綜采放頂煤工作面總體配套設(shè)備，是根據(jù)綜放生產(chǎn)系統(tǒng)中順槽尺寸、工作面參數(shù)和支護方式以及各類設(shè)備和采煤機、液壓支架、轉(zhuǎn)載機、破碎機、前后部刮板輸送機、膠帶輸送機以及輔助運輸?shù)仍O(shè)備之間的相互連接關(guān)系和能力匹配。總體配套的好壞，直接影響到綜放面的各類設(shè)備生產(chǎn)能力的發(fā)揮。在設(shè)備運行正常、性能優(yōu)良、外部生產(chǎn)系統(tǒng)可靠的前提下，合理的工作面設(shè)備總體配套，能保證工作面的開機最高率，各設(shè)備相互適應(yīng)，不發(fā)生干涉影響，從而發(fā)揮工作面的最大生產(chǎn)效能，提高綜放工作面的生產(chǎn)能力、實現(xiàn)安全高產(chǎn)高效。

參考文獻：

[1]閏少宏，尹希文.大采高綜放開采的幾個理論問題的研究[J].煤炭學(xué)報，2008，33（5）：481-485.

[2]華心祝，謝廣祥.大采高綜采工作面煤壁片幫機理及控制[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2008，36（9）：13.

[3]毛德兵.大采高綜放開采頂煤 放性及煤壁穩(wěn)定性研究[D].北京：煤炭科學(xué)研究總院，2010.

[4]弓培林.大采高圍巖控制理論及應(yīng)用研究田[D].太原：太原理工大學(xué)，2006.

[5]王金華.我國大采高綜采技術(shù)與裝備的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2006（1），47.

[6]閏少宏.大采高綜放開采煤壁片幫冒頂機理及控制技術(shù)研究[J].煤礦開采，2008，13（4）：58.

[7]陳亮，孟祥瑞，高召寧，等.大采高綜采工作面煤壁片幫機理分析[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2011，39（5）：1820.