潘二礦11223大采高工作面設(shè)備選型應(yīng)用

段超

摘要：本文結(jié)合大采高工作面設(shè)備在淮南礦業(yè)集團(tuán)潘二煤礦11223工作面的應(yīng)用，介紹了大采高工作面設(shè)備的組成及其配套過程。

關(guān)鍵詞：大采高；設(shè)備；選型

概述：

潘二煤礦作為老礦為了提高生產(chǎn)效率，提升經(jīng)濟(jì)性，規(guī)劃11223工作大采高工作面一次采全高回采。11223工作面位于潘二煤礦東一采區(qū)，順槽長1760m，工作面可采走向長1470m，傾斜長183m，可采儲量約203萬噸，平均采高5m。本次工作面選型設(shè)備裝備選型配套堅持以技術(shù)經(jīng)濟(jì)一體化和“先進(jìn)、適用、集成、經(jīng)濟(jì)”為原則，提高裝備使用率，降低企業(yè)成本的角度進(jìn)行設(shè)備選型。

1 液壓支架選型

支架高度的確定：

支架最大支撐高度：Hmax = Mmax + S1

支架最小支撐高度：Hmin = Mmin - S2

式中；

Hmax、Hmin——最大采高及最小采高；根據(jù)工作面地質(zhì)條件及工作面設(shè)計要求，液壓支架的適用煤層的平均采高為5m，最大采高為6m，最小采高為3.5，

S1——偽頂冒落的最大厚度，對于大采高工作面此處取 200～400mm；

S2——頂板周期來壓頂板的下沉量、工作面正?；夭蛇^程中帶來的頂板破裂下沉量及液壓支架底部破碎浮矸的下沉量之合。對于大采高工作面此處取500～900mm。

經(jīng)計算分析液壓支架的最大支撐高度不低于6.4m，最小支撐高度不高于2.8m。

支護(hù)強(qiáng)度核算：

因考慮此配套支架三種架型，計算強(qiáng)度時選擇三種支架中工作阻力最小及支撐高度最大的支架進(jìn)行計算，因此選擇中間架ZZ13000/28/65D型支架進(jìn)行計算：

Q=MKR=1.8×8×5.5×9.8×10-3 =0.776MPa

式中：

Q——預(yù)計支護(hù)強(qiáng)度，MPa

M——采高為5.5m

K——增載系數(shù)，取8.0

R——頂板巖石容重，取2.5t/m3

根據(jù)計算，選用中間架ZZ13000/28/65D型支架，其中支護(hù)強(qiáng)度為：1.42MPa>0.776MPa。

根據(jù)計算結(jié)果，結(jié)合淮南礦業(yè)集團(tuán)在籍在用情況，考慮通用互換性因素選用ZZ13000/28/65D型液壓支架；

ZZ13000/28/65D型支撐掩護(hù)式綜采液壓支架是鄭州煤礦機(jī)械集團(tuán)股份有限公司根據(jù)我國厚及中厚煤層的地質(zhì)條件，并針對潘二煤礦及淮南其他礦井大采高工作面的具體使用條件和特殊要求，在吸收同類型支架優(yōu)點的基礎(chǔ)上特別設(shè)計、制造的一種架型。該型支架與運(yùn)輸機(jī)、采煤機(jī)、過渡支架配套使用，可實現(xiàn)水平工作面或傾角≤30度的傾斜工作面厚及中厚煤層的割煤、支護(hù)、移架和運(yùn)煤等綜合機(jī)械化作業(yè)。

該支架為四柱四連桿支撐掩護(hù)式型式。四根立柱支撐頂梁，主要承受頂板的垂直壓力；同時通過掩護(hù)梁及前、后連桿與底座各自鉸接構(gòu)成四連桿機(jī)構(gòu)，來承受支架所受的水平力和側(cè)向力；頂梁和底座分別預(yù)設(shè)防倒、防滑連接耳座及調(diào)架和抬底座裝置；頂梁設(shè)有伸縮梁和側(cè)護(hù)板，伸縮梁前端設(shè)有護(hù)幫板，防護(hù)性能好，支架縱橫穩(wěn)定性強(qiáng)。

ZZ13000/28/65D型液壓支架主要參數(shù)合理，結(jié)構(gòu)比較完善，功能較為全面，縱橫穩(wěn)定性可靠；材料及制造立足國內(nèi)，拆裝、檢修較方便；液控元件均擇優(yōu)采用國產(chǎn)定型質(zhì)量可靠的產(chǎn)品，配件供應(yīng)有充分的保證。本支架的性能參數(shù)較為廣泛的適應(yīng)于厚及中厚煤層的地質(zhì)條件。

2.刮板輸送機(jī)的選型

刮板輸送機(jī)的選型主要依據(jù)其與液壓支架的配套性、運(yùn)輸長度、運(yùn)輸角度、裝載量進(jìn)行考慮，參考目前在淮南礦業(yè)集團(tuán)使用較為成熟的刮板輸送機(jī)，計算選擇了張家口煤機(jī)廠所生產(chǎn)的SGZ-1000/1400型刮板輸送機(jī)。

輸送能力驗算：

Q=3600FψYV=3600×0.5×0.57×1×1.3=1333.8t/h

式中：

Q--------刮板機(jī)輸送能力，t/h

F--------中部槽斷面積，m2

ψ--------中部裝滿系數(shù)

Y--------煤的松散密度

V--------刮板機(jī)鏈速

依據(jù)1.3Q確定的1606.6t/h的生產(chǎn)能力遠(yuǎn)小于設(shè)計輸送量2500t/h，所以運(yùn)輸機(jī)敷設(shè)距離合格。

最終驗算選用SGZ-1000/1400型刮板運(yùn)輸機(jī)能滿足運(yùn)煤要求技術(shù)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：

3.采煤機(jī)的選型

由于本塊段內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，有斷層和構(gòu)造異常帶，且采高達(dá)到5.5米，需選用高強(qiáng)度、大功率、大采高煤機(jī)

根據(jù)采煤工作面條件核算生產(chǎn)能力：

Q =60 * BHVγK =60×0.8×5.5×8.3×1.41×0.4=1235.84（t/h）

式中：

Q--------采煤機(jī)實際生產(chǎn)能力，t/h；B--------截深，0.8 m；H--------采高，5.5 m；V--------給定條件下滾筒采煤機(jī)最大牽引速度；γ--------煤的實體密度，1.41t/m3；K--------工作時間利用系數(shù)，0.3～0.45，取0.4；Q =60 * BHVγK =60×0.8×5.5×8.3×1.41×0.4=1235.84（t/h）

依據(jù)此生產(chǎn)能力，通過比較選取了有過使用經(jīng)驗且滿足潘二煤礦11223工作面使用要求的MGTY750/1800-WD型電牽引雙滾筒采煤機(jī)。

采煤機(jī)的主要特點是總體結(jié)構(gòu)為多電機(jī)橫向布置，牽引方式為機(jī)載交流變頻調(diào)速、鏈輪銷軌式無鏈牽引，電源電壓為3300伏，單電纜供電，以計算機(jī)操作、控制并能中文顯示運(yùn)行狀態(tài)、功能動作及故障檢測。其主要技術(shù)參數(shù)如下：

對設(shè)備選型結(jié)束后，通過組織三機(jī)設(shè)備生產(chǎn)廠方的技術(shù)人員共同對設(shè)備進(jìn)行了配套性CAD圖紙模擬檢驗。

此時的模擬檢驗主要考慮設(shè)備之間協(xié)調(diào)運(yùn)作，避免設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生干涉，提前發(fā)現(xiàn)問題對干涉處進(jìn)行設(shè)計修正。

目前該工作已回采，工作效率較好，完全滿足設(shè)計要求。

4 結(jié)束語

三機(jī)設(shè)備是大采高工作面成敗的關(guān)鍵，直接影響安全及經(jīng)濟(jì)效益。本文介紹了潘二煤礦11223工作面大采高工作三機(jī)設(shè)備的選型，對其他類似大采高工作面設(shè)備的選型提出了一定借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 范維唐；綜采技術(shù)手冊[M]；煤炭工業(yè)出版社；2006年.

（作者單位：淮南礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 物資供銷分公司）