某煤礦綜采設(shè)備三機(jī)配套選型研究

李順達(dá)

（山西鄉(xiāng)寧焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司， 山西 臨汾 042100）

引言

基于采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、支架結(jié)構(gòu)等方面的選擇與其設(shè)備協(xié)調(diào)性的提升，對糯東煤礦綜采效果的提升有積極作用。所以，在對薄煤層開采技術(shù)在松藻煤礦、平崗煤礦的方面進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，對綜采設(shè)備的應(yīng)用及調(diào)整，需要從設(shè)備性能、特點(diǎn)、開采技術(shù)等方面進(jìn)行綜合分析，這是優(yōu)化糯東煤礦整體開采質(zhì)量的必然需求[1]。

1 糯東煤礦綜采設(shè)備選擇三機(jī)配套的可行性分析

集團(tuán)某煤礦生產(chǎn)能力為2.4 Mt/年，其中，一期礦井生產(chǎn)能力為1.2 Mt/年，其井下面積為70 km2，在對一期進(jìn)行礦井建設(shè)的過程中，其設(shè)計(jì)下的可開采量為172.18 Mt，該項(xiàng)目在2011年10月已經(jīng)投入使用。糯東煤礦中瓦斯含量高，所以，采用19煤區(qū)為保護(hù)層的方式進(jìn)行開采，以此降低煤礦開采的危險性[2]。

煤礦綜采不同于煤礦區(qū)域開采，開采的效果及開采可行性等方面也存在明顯差異，17煤區(qū)可進(jìn)行全面開采，其煤層厚度在1～9 m之間，詳細(xì)的開采情況如表1所示。

表1 糯東煤礦各區(qū)的基本開采情況及其開采可行性

通過對表1的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)及分析，各區(qū)基本可以進(jìn)行開采，內(nèi)部并沒有明顯或大規(guī)模的斷裂結(jié)構(gòu)。煤礦開采區(qū)域內(nèi)以正斷層為主，總體構(gòu)造及延伸方向是由北東向南，其水文地質(zhì)條件以裂隙充水礦床為主。綜上所述，在結(jié)合某煤礦的煤層結(jié)構(gòu)下，其區(qū)域可以利用三機(jī)配套設(shè)備進(jìn)行開采[3]。

2 薄煤層開采技術(shù)的應(yīng)用弊端及三級配套的必要性

薄煤層開采技術(shù)是以鉆采設(shè)備的應(yīng)用為中心，其型號選擇是利用MZ型鉆機(jī)式采煤機(jī)，薄煤層開采設(shè)備具有技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)緊湊、無人開采、安全系數(shù)高等特性。薄煤層開采設(shè)備的檢修、順槽等方面有明顯優(yōu)勢，適用于煤層厚度在0.5～0.9 m之間、煤層傾斜角度在15°以下的極薄煤層。

在對薄煤層鉆采技術(shù)不適用于該煤礦，因?yàn)樵摷夹g(shù)主要針對煤礦厚度在1 m以下的煤層，雖然薄煤層鉆采技術(shù)可以獲得廣泛的應(yīng)用并有其自身的優(yōu)點(diǎn)，但是，并不適用于該煤礦。

綜上所述，薄煤層開采技術(shù)并不適用于該煤礦，所以，煤礦的開采及設(shè)備選擇，需要采用三機(jī)配套的方式進(jìn)行調(diào)整與處理，這是優(yōu)化及調(diào)整煤礦開采設(shè)備應(yīng)用的必然需求。在對三機(jī)配套方案進(jìn)行研究與分析的過程中，可以借鑒雞西平崗煤礦，其薄煤層為1207綜采，其支架選擇是以ZY3200/08/18液壓支架，其開采是在0.8 m左右。雞西平崗煤礦是采用滾筒式采煤機(jī)，以此提高設(shè)備對地質(zhì)的適應(yīng)性。在改變采煤機(jī)切割功率的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)煤礦開采效率的相對提升。所以，煤礦綜采設(shè)備三機(jī)配套選擇方案以雞西平崗煤礦的設(shè)備選擇及應(yīng)用為依據(jù)。

3 糯東煤礦綜采設(shè)備三機(jī)配套選型分析

3.1 采煤機(jī)選擇

煤礦綜采設(shè)備的三機(jī)配套選擇，其采煤機(jī)的選擇需要從截深、臥底量及頂板泥巖等方面進(jìn)行入手，此外，煤礦的瓦斯含量及瓦斯排放等方面對鉆采設(shè)備選擇也會產(chǎn)生直接的影響，所以，需要確保采煤機(jī)的截深在630 mm以下，采煤機(jī)沒有底部托架，其電機(jī)需要橫向布置，采煤機(jī)的牽引方式是以無鏈牽引為主，所以，其設(shè)備應(yīng)選擇MG200/348-QWD采煤機(jī)。該類型采煤機(jī)的的截深為0.6 m，滾筒直徑為1 m，其設(shè)備的最小臥底量為145 mm，其適用于開采高度在0.7～1.7 m之間的煤礦區(qū)域，其煤礦硬度適應(yīng)度如下：f≤3.5。

截割電機(jī)功率需要控制在300 kW，電壓為1 140 V，其工作效率及煤礦生產(chǎn)能力在430～437 t/h。該機(jī)型的選擇及應(yīng)用基本滿足某礦區(qū)的綜采需要，其應(yīng)用可以對某二煤礦的首采區(qū)、二采區(qū)等薄煤層進(jìn)行回采。

3.2 刮板輸送機(jī)選擇

刮板輸送機(jī)的選擇是以SGZ630/220為主，這是從MG200/348-QWD采煤機(jī)的運(yùn)輸能力、生產(chǎn)能力等方面進(jìn)行綜合考慮，其應(yīng)用需要對過渡槽、中部槽等位置的材質(zhì)、質(zhì)量及強(qiáng)度等方面進(jìn)行綜合分析，這是確保刮板輸送機(jī)整體應(yīng)用性能與三機(jī)配套協(xié)調(diào)性提升的基礎(chǔ)性條件。SGZ630/220刮板輸送機(jī)的長度參數(shù)為150 m，其運(yùn)輸工作量為450 t/h，在對刮板層進(jìn)行設(shè)計(jì)時，其刮板間距選擇1 032 mm鏈條刮板。在注重設(shè)備整體彎曲性能控制的前提下，其設(shè)備需要保持水平度及垂直度，兩項(xiàng)指標(biāo)的誤差需要控制在1°～3°之間，這是提高SGZ630/220刮板輸送機(jī)應(yīng)用效果及其協(xié)調(diào)性的必然需求。

3.3 轉(zhuǎn)載機(jī)及支架

轉(zhuǎn)載機(jī)是以SZZ630/9型號為主，其設(shè)計(jì)長度為25 m，鏈條運(yùn)轉(zhuǎn)速度為1.06 m/s，電機(jī)功率需要保持在90 kW，采用邊雙鏈的方式進(jìn)行連接，以此確保轉(zhuǎn)載性能的落實(shí)及應(yīng)用。在對支架進(jìn)行選擇與設(shè)計(jì)時，

式中：P為支架的支護(hù)強(qiáng)度參數(shù)；M為煤礦的最大采高量，1.2 m；K為頂板巖的膨脹系數(shù)，其數(shù)值選擇為1.2；r為巖石容重，取 2.5 t/m3；n 為安全系數(shù)，取 2.0。

將數(shù)據(jù)代入公式中得出P為0.35 MPa。在對支架的最大、最小高度進(jìn)行計(jì)算與選擇的過程中，其高度需要控制在0.8～1.6 m之間，這是確保支架與煤礦整體相結(jié)合的關(guān)鍵性條件。在明確轉(zhuǎn)載機(jī)、支架的選擇方式后，注重移動變壓器的選擇，并從供電的角度進(jìn)行調(diào)整，其額定電壓可以考慮10 kV電源，以此滿足三機(jī)配套設(shè)備應(yīng)用的電壓需求。

4 結(jié)語

在對煤礦綜采設(shè)備三機(jī)配套型號選擇及構(gòu)建方面進(jìn)行針對性研究的過程中，需要從綜采設(shè)備應(yīng)用、設(shè)備本身特性及設(shè)備組合協(xié)調(diào)性等方面進(jìn)行改進(jìn)，在明確工藝參數(shù)及操作流程的前提下，注重三機(jī)配套設(shè)備的構(gòu)建，對優(yōu)化糯東煤礦的開采效率方面有積極作用。需要對煤層厚度進(jìn)行針對性分析。以19煤層為例，在考慮支架占地面積、支護(hù)高度及煤層厚度適應(yīng)性的基礎(chǔ)上，需要根據(jù)《綜采頂板管理?xiàng)l例》，其前探梁需要控制在300 mm以下，在對其工作阻力計(jì)算的公式如下：

參考文獻(xiàn)

[1]李智斐.中厚煤層綜采面三機(jī)配套技術(shù)研究[J].煤礦現(xiàn)代化，2017（3）：14-16.

[2]張亞軍,任愛民.淺談綜采設(shè)備選型配套依據(jù)[C]//西安：陜西省煤炭學(xué)會會議論文集，2017.

[3]柳金暉.綜采工作面設(shè)備選型配套設(shè)計(jì)[J].煤礦機(jī)電，2017（3）：79-81.