薄煤层综采装备选型、配套及应用
一、薄煤层工作面简介
1、单位：石炭井焦煤公司综采二队 2、时间：2009年6月至2010年5月 3、实施项目概况： 3.1回采工作面概况如下：
工作面名称： 水平名称： 地面标高(m) 煤层编号： 三水平 21361综采工作面 采区名称： 一、二号区 +1042.0～+1102.7 526～528 527 面积（㎡） 75624.5 倾斜长（m） 143～144 143.5 +1468.48～+1479.494 工作面标高（m） 13层煤 走向长：（m） 地面相对位置： 该工作面相对地表位置为Ⅷ勘探线以北371米至Ⅶ勘探线以北184米之间范围的矿西部高山地区，地表岩石裸露，地面无建筑物及保护物。 该工作面位于石炭井焦煤公司二号井井田三水平一、二号区内，距地井下位置及邻近采区情况： 表垂深约371.3～432.0m，该工作面东部为21351工作面采空区，顶部为已回采的21061综放工作面，南部为原石炭井矿区一、二矿井田边界，北部为21362S采空区，西部及下伏地层均为未开拓的煤岩系地层。 回采对地面设施的影响： 该工作面相对地表位置无建筑物及保护物，回采对地面设施无影响。 3.2煤岩层情况： 煤层总厚：（m） 1.58～1.07 1.35 16～26 23 11.58% 煤层结构： 0.2（0.1）0.75（0.1）0.2 煤层倾角：（度） 变异系数： 可采指数： 稳定程度； 1.0 稳定
十三层煤为较复杂结构的薄煤层，煤层内含二层夹矸，回采范围内煤层赋存稳定，煤层沿走向有起伏现象，煤层属于半暗型，结构多呈细线理状与均一状，镜煤内生裂隙发育，煤种为焦煤，平均产状为：走向158°；倾向248°；倾角23°，平均煤厚为1.35m,煤层最薄处为Ⅶ勘探线211钻孔见煤处，厚度1.07米，21361说明： 机巷（0#S）10测点4米至20米之间煤层较厚，最厚为1.58米，煤层普氏硬度为2.0 。 该工作面总体呈一单斜构造。工作面范围内小构造较发育，对回采有一定影响。根据风、机巷及切眼巷道所揭露的地质资料分析，预计该工作面在回采过程中将揭露十三条断层。 N3.3储量计算： 块 段号 走向长（m） 游标值 527 倾斜长 （m） 常数 143.5 斜面积 （m²） 75624.5 煤厚 容 重 工 业 储 量 回采率 可采 储量 （万吨） 11.64 （m） （t/m³） 1.15 1.38 （万吨） （%） 12.00 97 4、我公司在以往的薄煤层开采主要以炮采为主，这项工艺技术落后，劳动强度大，安全没有保障。为提高薄煤层工作面产量，实现薄煤层的安全高效生产，必须向综采机械化开采方向发展。但由于受到采高的闲置，这样就对配套设备在装机功率、运输能力、可靠性和安全性方面提出了更高的要求。
5、工作面采煤方法采用单一煤层走向长壁综合机械化综采一次采全厚全部垮落法。 二、薄煤层综采设备选型 1、采煤机的选型
1.1选择的原则：
根据工作面的生产能力要求选择采煤机类型，根据煤厚、工作面空间、支架空间选择机身尺寸；根据煤岩层硬度选择截割功率；根据工艺要求选择滚筒及截深。
1.2机型的选择
根据上述地质条件，选择MG200/456-WD型采煤机，其采煤机主参数合理，总体结构简单可靠，配套的最低机身高度为850mm，显示了新一代薄煤层采煤机的突出优越性；总体布置型式具有独创性，采用多电机横向布置驱动，双电机并行布置在摇臂老塘側，可充分利用采空区空间，较好地解决了截割电机功率与机面高度、过煤空间三者之间的矛盾，又可避免薄煤层爬底板采煤机对地质条件适应性差的不足；采用非机载、四象限运行变频调速系统，牵引速度从0～6m/min，提高采煤机适用范围；摇臂通过销轴与机身铰接，机身分左右牵引行走部和电控箱、泵箱，四者之间通过销、键和高强度液压螺栓联结成一体，安装运输方便。
2、液压之间的选型 2.1选择的原则
工作阻力及支护强度要满足顶底板坚硬条件下的薄煤层矿压要求，根据煤层厚度保证支架最小、最大高度，同时要保证三机配套的合理要求和最小过机空间。根据倾角选择防倒、防滑装置；根据通风要求选择支架断面。 2.2架型的选择
根据工作面的支架工作阻力构成分析，工作面顶板的压力强度可按6～8倍采高的上覆岩层的重量近似计算，现选取8倍采高的上覆岩层的重量计算顶板压力强度：
八倍采高岩石重量： P =8Hr=8×1.4×2.6=29.12T/ m2≈0.29 MPa 式中 P:八倍采高单位面积的顶板压力(MPa)
H：工作面采高 ( m ) r：顶板煤岩平均容重2.6( T/m3)
工作面采用ZY4800/09/21D型液压支架电液控邻架操作管理顶板，支撑高度为0.9~2.1m，其额定支护强度为0.57 ～0.68MPa，现取其支护强度最小值0.57 MPa进行支护强度校核： C=K.Pmin / P=0.9×0.57÷0.29=1.77>1 式中 C：支护强度安全系数
Pmin：支架支护强度（0.57MPa） P：工作面单位面积的顶板压力(MPa) K：支护强度不均衡系数，取K=0.9
由以上验算可知，支架的支护强度安全系数C>1，所以支架支护强度满足支护要求。 3、刮板输送机的选型 3.1选型的原则
根据采煤机的参数选择刮板输送机的宽度、运输能力，其机构和附件要与采煤机相配套；根据工作面长度选择输送机的长度；溜槽的长度要与支架的宽度相匹配；输送机要具有可弯曲性；提高中部槽整体强度和耐磨性，需对底板、中板采用高强度耐磨板；采用中双链机构，提高输送机可靠性。 3.2机型选择
为了减少设备故障，结合上述地质条件，选用SGZ730/400型刮板输送机。该型输送机性能优越，强度高，可以实现三机配套，满足工作面生产要求。
4、其他主要设备见下表
序号
名 称 规格 型号 单 位 数 量 备 注
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 基本液压支架 过渡支架 过渡支架 采煤机 刮板输送机 转载机 胶带输送机 乳化液泵 乳化泵箱 移动变电站 真空组合开关 ZY4800/09/21D ZYG4800/10/24 ZYGT4800/10/24 MG200/456-WD SGZ730/400 SZZ730/200 DSJ-100/100/2*200 BRW-315/31.5-4A XR-WS400/31.5ZF KBSGZY-1250/6/1.2kv KJZ-1500/1140Z 6组合 架 架 架 台 台 台 台 台 台 台 台 88 5 2 1 1 1 1 2 1 2 2 三、综采设备性能分析 1、工作面采煤机
当天小班割煤3刀，原班割煤6刀，最高日产1200 t ，开机时间达 5 . 7 h，采煤机温度保持在75℃左右，充分发挥了高产高效的性能，用采煤机能很好地适应工作面地质条件。 2、工作面支架
工作面生产期间一直把提高支架初撑力及支护强度做为顶板管理的重点：一是要求泵站压力不低于31. Mpa；二是支架初撑力不低于24Mpa ；三是顶梁上方严禁有浮煤、浮矸，接顶要实；四是煤壁侧严禁留伞檐；五是加强设备管理，提高工作面开机率，保持正规循环。 生产实践证明，无论是在工作面顶板初次来压，还是周期来压期间，由于安全阀能够正常开启，支架仍能处于良好的工作状态，没有出现顶梁 开焊，立柱镀层脱落、锈蚀、四连杆结构压坏，开焊，支架被压死等现象 ， 证明液压支架较好地适应了工作面地质条件。
3、工作面输送机生产期间运行平稳可靠，与支架配合能够做到拉架即
走，推溜即动，各部构件基本无变形，能够满足工作面生产需要。 四、结束语
薄煤层综采通过生产检验，在技术上可行，安全上可靠，经济上合理，井下安全状况得到了改善，生产高度集中，生产系统简化，为管理科学现代化矿井创造了条件，为矿井减负增效和建设现代化矿井打下良好的基础。
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