论文部分内容阅读
[摘 要]煤矿综采工作面的开采，必须选用配套的采煤机、液压支架和刮板输送机，不仅提高工作面的开采效率，更能促进工作面的安全开采。本文就综采工作面三机配套技术进行了研究，改进了煤矿综采工作面综合机械化采煤工艺，确保了矿井安全高效开采。
[关键词]煤矿 综采工作面 三机配套技术研究
中图分类号：F438 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）28-0299-01
翟镇煤矿年设计能力为年产120万吨，设计服务年限59.5年。2005年核定生产能力190万吨。设计将井田划分为上下组煤各十个采区，开采2、4、6、11、13、15层煤。现正开采2、4、11层煤；其中2、4层煤一、二、三、四、五、七采区已开采，11层煤仅开采后组一采区、三采区、五采区，其它煤层尚未开采。现生产水平为-400m水平。采煤方法。采用走向长壁后退式采煤法，工作面顶板采用全部冒落法管理。翟镇煤矿综采工作面的开采，十分重视选用配套的采煤机、液压支架和刮板输送机，这样不仅提高工作面的开采效率，更能促进工作面的安全开采。本文就综采工作面三机配套技术进行了研究，改进了煤矿综采工作面综合机械化采煤工艺，确保了矿井安全高效开采。
一、采煤机选型
（一）采煤机的选型原则
1.采煤机能适合相应的煤层地质条件，其主要参数（采高、截深、功率、牵引方式）的选取要合理，并需要有较大的适用范围。
2.采煤机应满足工作面开采生产能力的要求，其生产能力要大于工作面设计能力。
3.采煤机的技术性能良好，安全系数高，工作可靠，具有较完善的各种保护功能，便于使用和维护。
（二）采煤机的选型
根据煤矿工作面的煤层地质条件以及现场的实践经验，如新矿集团部分老矿区大都选择MG180/435-W型双滚筒采煤机落煤、装煤。MG180/435-W型双滚筒采煤机采煤机主要参数见表5-1。
二、液压支架选型
（一）液压支架的选型原则
1.液压支架的选型就是要确定支架类型（支撑式、掩护式和支撑掩护式）、支架支护阻力（初撑力和额定工作阻力）、支架支护强度与底板比压以及支架的结构参数（立柱数目、最大最小高度、顶梁和底座的尺寸及相对位置等）及阀组性能和操作方式等。
2.选型依据是矿井采区、综采工作面地质说明书。在选型之前，必须将所采工作面的煤层、顶底板及采区的地质条件全部查清，然后依据不同类级顶板选取架型。最后依据选型内容结合国内现有液压支架的主要技术性能直接选定架型及其参数所对应的支架型号。
（二）液压支架的选型
根据液压支架的选型原则，结合采区、工作面的地质条件以及生产实践，在工作面选择使用ZZ3800/11.5/22C型液压支架支护顶板，其主要参数见表5-2.
（三）刮板输送机选型
（一）刮板输送机的选型原则
1.刮板输送机的输送能力应大于采煤机的最大生产能力，一般取1.2倍。
2.要根据刮板链的质量情况确定链条数目，结合煤质硬度选择链子结构型式。
3.应优先选用双电机双机头驱动方式。
4.应优先选用短机头和短机尾。
5.应满足采煤机的配合要求，如在机头机尾安装张紧、防滑装置，靠煤壁一侧设铲煤板，靠采空区一侧附设电缆槽等。
（二）刮板输送机的选型
根据刮板输送机的选型原则以及实际运输需要，选择SGZ-630/264型刮板输送机运煤，其主要参数见表5-3。
四、三机配套
依据上述“三机”的选型原则及配套关系的分析可以看到，其选型工作是一项复杂的系统工程，涉及地质学、岩石力学、采矿学、机电和机制等多门学科，同时又是提高综采工作面矿井效率和效益的前提所在。目前的选型设计还是以“经验类比”为主，虽然基本上能够满足生产需要，但在某些环节上还存在着严重的不合理现象。如移架循环时间长，不能满足采煤机牵引速度的要求；有些选型设计参数是符合要求的，但在实际使用中无法达到或实现。如液压支架初撑比一般为0.5～0.8，而实际应用中仅为0.25～0.4。这说明，综采工作面“三机”配套不能停留在简单的“经验类比”上，而应开发研制综采设备选型的专家系统，避免在选型设计中受决策者个人偏见或感情色彩的影响。同时还要对系统中的主要环节进行动态优化设计，使其设计参数与实际运行参数得到统一。现行国内外高产高效综采工作面装备能力的配比关系主要是：刮板输送机与采煤机的功率配比应为1∶1，最好为1.2～1.4∶1，这样才能把输送机的事故减少到最低限度。综采设备的能力应以工作面生产能力为基础，采煤机、工作面刮板输送机、运输巷可伸缩带式输送机的生产能力一般按工作面生产能力分别乘以系数1.2、1.3、1.4来确定。需要说明的是：上述各种配套关系不是唯一的。也就是说，采煤机、液压支架、刮板输送机的选型完全可以用性能和能力相似的同类产品所代替。而在实际生产中，即使采用相同综采设备的不同工作面或不同矿井，其实际生产能力和全员效率可能有较大差距，这主要是由于矿井的开采条件、组织管理水平存在着客观的差距。如果客观条件不具备，即使选择生产能力很高的配套设备，也远不能达到提高生产能力的目的。高产高效综采工作面的三机选型应从实际出发，因地制宜，具备什么档次的开采条件，就选用相应档次的配套设备。新建矿和旧矿井的改造还应区别对待，现有设备的充分利用也是不可忽视的问题。综采发展的原则不是要增加综采工作面数量，而是应该提高综采工作面单产，减少辅助作业环节，提高集中生产化的程度。
根据采煤机、液压支架和刮板输送机的选型原则，结合现场实践经验，经验算，工作面采用MG180/435-W型双滚筒采煤机落煤、装煤，工作面使用SGZ-630/264型刮板输送机运煤，使用ZY2800/14/32型液压支架支护顶板，满足生产要求，符合三机配套的原则，能够保证生产的安全高效。
[关键词]煤矿 综采工作面 三机配套技术研究
中图分类号：F438 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）28-0299-01
翟镇煤矿年设计能力为年产120万吨，设计服务年限59.5年。2005年核定生产能力190万吨。设计将井田划分为上下组煤各十个采区，开采2、4、6、11、13、15层煤。现正开采2、4、11层煤；其中2、4层煤一、二、三、四、五、七采区已开采，11层煤仅开采后组一采区、三采区、五采区，其它煤层尚未开采。现生产水平为-400m水平。采煤方法。采用走向长壁后退式采煤法，工作面顶板采用全部冒落法管理。翟镇煤矿综采工作面的开采，十分重视选用配套的采煤机、液压支架和刮板输送机，这样不仅提高工作面的开采效率，更能促进工作面的安全开采。本文就综采工作面三机配套技术进行了研究，改进了煤矿综采工作面综合机械化采煤工艺，确保了矿井安全高效开采。
一、采煤机选型
（一）采煤机的选型原则
1.采煤机能适合相应的煤层地质条件，其主要参数（采高、截深、功率、牵引方式）的选取要合理，并需要有较大的适用范围。
2.采煤机应满足工作面开采生产能力的要求，其生产能力要大于工作面设计能力。
3.采煤机的技术性能良好，安全系数高，工作可靠，具有较完善的各种保护功能，便于使用和维护。
（二）采煤机的选型
根据煤矿工作面的煤层地质条件以及现场的实践经验，如新矿集团部分老矿区大都选择MG180/435-W型双滚筒采煤机落煤、装煤。MG180/435-W型双滚筒采煤机采煤机主要参数见表5-1。
二、液压支架选型
（一）液压支架的选型原则
1.液压支架的选型就是要确定支架类型（支撑式、掩护式和支撑掩护式）、支架支护阻力（初撑力和额定工作阻力）、支架支护强度与底板比压以及支架的结构参数（立柱数目、最大最小高度、顶梁和底座的尺寸及相对位置等）及阀组性能和操作方式等。
2.选型依据是矿井采区、综采工作面地质说明书。在选型之前，必须将所采工作面的煤层、顶底板及采区的地质条件全部查清，然后依据不同类级顶板选取架型。最后依据选型内容结合国内现有液压支架的主要技术性能直接选定架型及其参数所对应的支架型号。
（二）液压支架的选型
根据液压支架的选型原则，结合采区、工作面的地质条件以及生产实践，在工作面选择使用ZZ3800/11.5/22C型液压支架支护顶板，其主要参数见表5-2.
（三）刮板输送机选型
（一）刮板输送机的选型原则
1.刮板输送机的输送能力应大于采煤机的最大生产能力，一般取1.2倍。
2.要根据刮板链的质量情况确定链条数目，结合煤质硬度选择链子结构型式。
3.应优先选用双电机双机头驱动方式。
4.应优先选用短机头和短机尾。
5.应满足采煤机的配合要求，如在机头机尾安装张紧、防滑装置，靠煤壁一侧设铲煤板，靠采空区一侧附设电缆槽等。
（二）刮板输送机的选型
根据刮板输送机的选型原则以及实际运输需要，选择SGZ-630/264型刮板输送机运煤，其主要参数见表5-3。
四、三机配套
依据上述“三机”的选型原则及配套关系的分析可以看到，其选型工作是一项复杂的系统工程，涉及地质学、岩石力学、采矿学、机电和机制等多门学科，同时又是提高综采工作面矿井效率和效益的前提所在。目前的选型设计还是以“经验类比”为主，虽然基本上能够满足生产需要，但在某些环节上还存在着严重的不合理现象。如移架循环时间长，不能满足采煤机牵引速度的要求；有些选型设计参数是符合要求的，但在实际使用中无法达到或实现。如液压支架初撑比一般为0.5～0.8，而实际应用中仅为0.25～0.4。这说明，综采工作面“三机”配套不能停留在简单的“经验类比”上，而应开发研制综采设备选型的专家系统，避免在选型设计中受决策者个人偏见或感情色彩的影响。同时还要对系统中的主要环节进行动态优化设计，使其设计参数与实际运行参数得到统一。现行国内外高产高效综采工作面装备能力的配比关系主要是：刮板输送机与采煤机的功率配比应为1∶1，最好为1.2～1.4∶1，这样才能把输送机的事故减少到最低限度。综采设备的能力应以工作面生产能力为基础，采煤机、工作面刮板输送机、运输巷可伸缩带式输送机的生产能力一般按工作面生产能力分别乘以系数1.2、1.3、1.4来确定。需要说明的是：上述各种配套关系不是唯一的。也就是说，采煤机、液压支架、刮板输送机的选型完全可以用性能和能力相似的同类产品所代替。而在实际生产中，即使采用相同综采设备的不同工作面或不同矿井，其实际生产能力和全员效率可能有较大差距，这主要是由于矿井的开采条件、组织管理水平存在着客观的差距。如果客观条件不具备，即使选择生产能力很高的配套设备，也远不能达到提高生产能力的目的。高产高效综采工作面的三机选型应从实际出发，因地制宜，具备什么档次的开采条件，就选用相应档次的配套设备。新建矿和旧矿井的改造还应区别对待，现有设备的充分利用也是不可忽视的问题。综采发展的原则不是要增加综采工作面数量，而是应该提高综采工作面单产，减少辅助作业环节，提高集中生产化的程度。
根据采煤机、液压支架和刮板输送机的选型原则，结合现场实践经验，经验算，工作面采用MG180/435-W型双滚筒采煤机落煤、装煤，工作面使用SGZ-630/264型刮板输送机运煤，使用ZY2800/14/32型液压支架支护顶板，满足生产要求，符合三机配套的原则，能够保证生产的安全高效。