大采高工作面運(yùn)輸設(shè)備選型驗(yàn)算

畢志遠(yuǎn)

（陽泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 一礦，山西 陽泉 045008）

1 工作面概況

S8310工作面是陽煤一礦試驗(yàn)的第一個(gè)大采高一次采全高工作面，位于一礦南條帶三采區(qū)東南部，東部為二采區(qū)采區(qū)邊界，南部為西大巷保護(hù)煤柱，西部為本采區(qū)采區(qū)大巷，北部為S8308回采工作面（未掘進(jìn)）。該工作面為實(shí)體煤工作面，四周工作面均未回采。

S8310工作面開采的為15#煤層，可推進(jìn)長度為1023 m，傾斜長度為220 m。工作面工業(yè)儲量200.71萬t，可采儲量186.66萬t。 15#煤層總厚度最大6.60 m，最小6.35 m，平均厚度6.51 m，煤層傾角1°～13°，平均6°，煤層賦存穩(wěn)定，構(gòu)造相對簡單。

2 工作面生產(chǎn)能力

工作面采用走向長壁一次采全高綜采自動(dòng)化采煤法,全部跨落法管理頂板。工作面采高控制在6.5 m。本工作面采長220 m，日循環(huán)進(jìn)度5.6 m，煤層厚度6.51 m，煤層容重1.40 t/m3，工作面回采率93%。

則：W=L×S×h×γ×c=220×5.6×6.51×1.40×93%=10442.5（t）

日產(chǎn)量約為10442.5 t。

式中：W為日循環(huán)生產(chǎn)能力；L為工作面采長；S為日循環(huán)進(jìn)度；h為煤層厚度；γ為煤層容重；c為工作面回采率。

3 運(yùn)輸設(shè)備選型與配套

設(shè)備選型是大采高綜采面設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的重要組成部分。設(shè)備選擇需要根據(jù)工作面的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，經(jīng)過設(shè)計(jì)、計(jì)算，在確保實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，且在擬定工作面選用艾柯夫公司SL-1000型采煤機(jī)的前提下，選擇出合適的配套運(yùn)輸設(shè)備。運(yùn)輸設(shè)備的選型包括刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)（破碎機(jī)）和皮帶輸送機(jī)：

3.1 刮板輸送機(jī)

刮板輸送機(jī)是工作面“三機(jī)”配套的重要組成部分，采煤機(jī)割下的煤炭經(jīng)過刮板輸送機(jī)運(yùn)送出工作面，且在工作面內(nèi)，其與液壓支架的推移協(xié)調(diào)工作。

刮板輸送機(jī)運(yùn)輸能力為：

式中：Qq為工作面刮板輸送機(jī)的輸送能力；Kc為采煤機(jī)不均勻割煤系數(shù)，可取1.45；Kh為采煤機(jī)不均勻采高系數(shù)，可取1.2；Ky為煤層傾角和運(yùn)輸方向系數(shù)，考慮近水平工作面且向下運(yùn)輸，取1.1；Kv為考慮刮板輸送機(jī)與采煤機(jī)同方向運(yùn)行的補(bǔ)償系數(shù)，取1.05。

則刮板輸送機(jī)的輸送能力為：

根據(jù)以上計(jì)算，在S8310工作面選擇SGZ1250/2×1000型刮板輸送機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 SGZ1250/2×1000型刮板輸送機(jī)

從以上技術(shù)參數(shù)中，可以看出SGZ1250/2×1000型刮板輸送機(jī)的輸送能力為3500 t/h＞2057.5 t/h，裝機(jī)功率為2×1000 kW，該型刮板輸送機(jī)滿足S8310工作面采煤機(jī)落煤能力要求，并且其輸送能力達(dá)到了工作面最大需要輸送能力的1.7倍，與采煤機(jī)的選型基本配套，并且選擇的這種大功率刮板輸送機(jī)有利于在較復(fù)雜地質(zhì)條件下回采。

3.2 轉(zhuǎn)載機(jī)

在S8310工作面回采中，轉(zhuǎn)載機(jī)布置在進(jìn)風(fēng)巷中，主要是將工作面內(nèi)刮板輸送機(jī)中的煤炭轉(zhuǎn)運(yùn)到膠帶輸送機(jī)中，轉(zhuǎn)載機(jī)對于工作面內(nèi)的落煤運(yùn)移有重要的作用。其轉(zhuǎn)載能力計(jì)算如下：

式中：Qs為轉(zhuǎn)載機(jī)過煤能力，t/h；Qd為采煤機(jī)平均落煤能力，取1023.8 t/h；Kv為采煤機(jī)與刮板輸送機(jī)同向運(yùn)動(dòng)的修正系數(shù)，取1.05；Kc為采煤機(jī)割煤速度不均勻系數(shù)，1.45。

根據(jù)工作面對轉(zhuǎn)載機(jī)所需轉(zhuǎn)載能力計(jì)算，應(yīng)達(dá)到1535.7 t/h，為滿足轉(zhuǎn)載之需，在進(jìn)風(fēng)巷內(nèi)使用SZZ-1350/525型轉(zhuǎn)載機(jī)，其技術(shù)參數(shù)如表2所示。

表2 SZZ-1350/525型轉(zhuǎn)載機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

從以上參數(shù)可知，該型轉(zhuǎn)載機(jī)的輸送能力為3500 t/h，裝機(jī)功率255 kW，其輸送能力是工作面最大需要輸送能力的2.28倍，達(dá)到了理論計(jì)算要求，并有利于在較復(fù)雜地質(zhì)條件下進(jìn)行回采。

3.3 破碎機(jī)

為使刮板輸送機(jī)和轉(zhuǎn)載機(jī)上的煤炭不被積壓，要求其破碎能力大于采煤機(jī)的落煤能力，并且在滿足破足夠的碎能力和下游設(shè)備的通過性能的前提下，盡量使破碎塊度較大，在S8310工作面采煤配套設(shè)備中，初步選擇的PLM-4000型錘式破碎機(jī)破碎能力為4000 t/h，裝機(jī)功率400 kW，其主要技術(shù)參數(shù)如表3所示。

表3 PLM-4000型錘式破碎機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

考慮到15#煤塊度較小、易碎，破碎機(jī)長度較短，到達(dá)破碎機(jī)的煤炭需要盡快通過破碎機(jī)，對選擇的PLM-4000型破碎機(jī)破碎能力進(jìn)行校核：

式中：Q破為破碎機(jī)實(shí)際破碎能力，t/h；Km為煤炭自身塊度系數(shù)，取1.3；Kb為破碎備用系數(shù)，取0.9；Kd為破碎機(jī)上煤炭堆積系數(shù)，取0.8；Qe為破碎機(jī)額定破碎能力，取4000 t/h。

該破碎機(jī)理論破碎能力大于實(shí)際需要破碎能力（采煤機(jī)平均割煤能力）。從而該破碎機(jī)能夠滿足S8310工作面的破碎需要，并且由于工作面回采時(shí)，可能會割落巖石，選擇的性能較強(qiáng)的破碎機(jī)有利于對割落的巖石順利破碎。

3.4 膠帶輸送機(jī)

膠帶輸送機(jī)的輸送能力應(yīng)與轉(zhuǎn)載機(jī)的過煤能力相配套。在工作面生產(chǎn)能力相同的情況下，工作面推進(jìn)長度越長，膠帶輸送機(jī)所需裝機(jī)功率越大。一礦S8310工作面的進(jìn)風(fēng)巷長為1083 m，由于適合于厚煤層開采的膠帶輸送機(jī)型號較少，特別是適合于厚煤層大采高綜采面的膠帶輸送機(jī)，設(shè)計(jì)選用SSJ-1200/2×315型可伸縮高強(qiáng)度膠帶輸送機(jī)1臺，該機(jī)的輸送長度為1150 m，輸送能力達(dá)到2000 t/h，其主要技術(shù)參數(shù)如表4所示。

參考常用的膠帶輸送機(jī)驗(yàn)算方法，在選擇了膠帶輸送機(jī)后，對其最大輸送能力進(jìn)行驗(yàn)算：

式中：Q帶為帶式輸送機(jī)輸送能力，t/h；K為貨載斷面系數(shù)，由于動(dòng)堆積角可取為30°，則K取558；B為帶寬，1.2 m；V為帶式輸送機(jī)運(yùn)行速度，3.5 m/s；ρ為煤的松散密度，0.8～1 t/m3，取0.9；C為輸送機(jī)傾角系數(shù)，取1。

則得到：Q帶=KB2VρC=558×1.22×3.5×0.9×1=2531.1 t/h

由于采煤機(jī)的最大落煤能力為1433.3 t/h，因此Q帶＞Q刮＞Qmax，從輸送能力考慮時(shí)，可知選擇的膠帶輸送機(jī)符合輸送能力要求，該膠帶輸送機(jī)輸送能力是工作面最大落煤能力的1.77倍。

4 設(shè)備配套分析

1）對比分析理論計(jì)算和所選刮板輸送機(jī)的技術(shù)參數(shù)可知，所選擇的 SGZ1250/2×1000型刮板輸送機(jī)的輸送能力為3500 t/h＞2057.5 t/h，裝機(jī)功率2×1000 kW，該型刮板輸送機(jī)滿足S8310工作面采煤機(jī)落煤能力要求，并且其輸送能力達(dá)到了工作面最大需要輸送能力的1.7倍，與采煤機(jī)的選型基本配套，并且選擇的這種大功率刮板輸送機(jī)有利于在較復(fù)雜地質(zhì)條件下回采。

2）現(xiàn)場選擇SZZ-1350/525型轉(zhuǎn)載機(jī)，該型轉(zhuǎn)載機(jī)的過煤能力為3500 t/h，裝機(jī)功率255 kW，其過煤能力是工作面最大需要過煤能力的2.28倍，達(dá)到了理論計(jì)算要求；現(xiàn)場選擇PLM-4000型錘式破碎機(jī)破碎能力為4000 t/h，裝機(jī)功率400 kW，該破碎機(jī)理論破碎能力大于實(shí)際需要破碎能力（采煤機(jī)割煤能力），能夠滿足S8310工作面的破碎需要。

3）選用的SSJ-1200/2×315型可伸縮高強(qiáng)度膠帶輸送機(jī)，該機(jī)的輸送長度為1150 m，輸送能力達(dá)到2000 t/h，采煤機(jī)的最大落煤能力為1433.3 t/h，因此Q帶＞Q刮＞Qmax，從輸送能力考慮時(shí)，該膠帶輸送機(jī)輸送能力是工作面割煤能力的1.86倍，是理論最大割煤能力的1.77倍，符合輸送能力的要求。

5 結(jié)語

經(jīng)過合理選型，選用的刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)和膠帶輸送機(jī)滿足了工作面生產(chǎn)的運(yùn)輸需要，適應(yīng)了我礦大采高工作面的生產(chǎn)實(shí)際，工作面平均日產(chǎn)量10000 t，平均月產(chǎn)30萬t，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力的合理配套，達(dá)到了設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。為大采高工作面的順利達(dá)產(chǎn)提供了可靠的運(yùn)輸裝備，也為大采高的推廣積累了經(jīng)驗(yàn)。