薄煤层综采工作面成套设备研究.docx

    薄煤层综采工作面成套设备研究    Summary：1.0m以下薄煤层综采是国内外大力研究和极力推广应用的一项新技术，其意义在于1.0m以下薄煤层在全国各地区分布广泛，但由于其开采难度大，生产效率低、经济效益差、劳动环境及生产条件恶劣等因素，一直难以实现高产高效的安全生产，所以很多以厚、中厚煤层为主的矿井放弃了1.0m以下薄煤层开采造成煤炭资源的极大浪费因此，因此开展本项目的研究对于实现我国资源平衡开采、缓解生产接续矛盾、充分利用煤炭资源、延长矿井生产寿命、实现整个煤炭行业的可持续发展均具有十分重要的意义和工程应用价值Keys：薄煤层；综采工作面；成套装备薄煤层综合采煤机械化工作面的设备与普通综采工作面的设备类似，但由于受到采高的限制，各种配套设备要在有限的空间内实现综采工作面的割煤、装煤、推溜、移架等全部操作，还要满足人员操作空间的最低要求，各种设备需要合理的配套并通过个性化设计来同时满足功能和空间的严格要求因此设备选型与配套是实现薄煤层安全高效开采的关键要在采煤、支护和运输几个主要环节之间有最佳的匹配效果，能安全、协调、可靠地工作，保证工作面设备发挥出综合性、整体性运转效果。

1综采设备选型的主要因素煤层厚度、结构、倾角、顶底板岩性等是薄煤层综采设备选型的主要因素1）煤层厚度：煤层厚度直接影响采煤机械工作机构的最小高度、调高范围及装机功率，影响支架的结构高度和伸缩比及支护强度一般煤层厚度越大，支护强度越高2）煤层倾角：煤层倾角在10°以下时综采设备最能发挥效益；煤层倾角大于12°时采煤机要有防滑装置；煤层倾角大于16°时支架和输送机要有防滑、防倒和调架装置3）顶板稳定性：顶板稳定性直接决定支架的架型及支护强度，对采煤机的选择也有影响，不稳定顶板条件下应选用机身长度较小、输送机宽度较窄的浅截深机组，选用较大截深的机组时应采用每刀约进半个截深的回采工艺4）底板稳定性：煤层底板岩性对综采支架选型有重要影响，松软底板条件下支架就易出现底座一端偏斜压入底板，使支架难以移动；相同架型的支架结构与参数不同，对松软底板的适应性也不同支架选型应依据支架底座的结构型式、合力作用点在底座上的位置以及支架对底板的比压分布而定5）煤层硬度：煤体普氏系数f是反映煤体坚固程度的指标，一些国家采用截割阻抗A表示煤体抗机械破碎的能力煤层抗切削强度差异很大，截割阻抗A值与煤的脆性、粘性、硬度以及夹矸有关。

由于煤层有夹矸和包裹体，煤层的截割阻抗比纯煤要大截割阻抗A＝1.0～2.4kN／cm的煤层，一般300～500kw的采煤机可满足切割要求；截割阻抗A=2.4～3.6kN／cm的硬煤，宜选用大功率采煤机2设备选型配套的原则综采工作面设备的选型和配套直接关系工作面年产目标的顺利实现，关系到综采设备的稳定性和可靠性截割、运煤及支护构成了综采的主要环节，主要设备的结构型式、尺寸参数、生产能力、质量与使用寿命等是决定其综合机械化开采能否成功的关键，应根据煤层赋存及矿井生产技术条件进行选型和配套为保证薄煤层工作面综采设备选型和配套取得最佳效果，应符合以下原则：(1)以满足薄煤层工作面设计年生产能力和工作面参数作为设备选型与配套的第一原则2)可靠性、适应性、实用性相结合，先进性与可靠性并重，尽可能提高设备的自动化水平，降低薄煤层综合机械化开采的劳动强度3)设备与薄煤层工作面地质条件相适应，包括煤层厚度、结构、倾角、顶底板岩性，以及水文地质、瓦斯含量等3采煤机选型采煤机选型要符合薄煤层赋存条件，满足生产能力要求，与刮板输送机和液压支架相匹配能满足截割顶、底板和坚硬夹矸的需要，装煤效果好等，性能参数满足工作面高效生产要求；滚筒有足够的下切深度（100～300）mm，适应工作面过构造时割平底板；机电和人身安全保护完善。

机电保护能防止过载、过温、防爆，对液压油和冷却水能抗污染，有可靠的降尘机构4工作面刮板输送机选型薄煤层工作面刮板输送机应保证工作面运煤能力和可靠性，兼顾设备启动、保护和控制性能选型应遵循如下原则：（1)输送能力满足工作面设计生产能力的需要，与采煤机生产能力相匹配，有一定的备用能力，具有大功率、大运量、低槽帮等特点，可靠性高，确保在工作面最大长度时能充分发挥综采设备的性能2)适应工作面倾角要求，倾角大时机头、机尾处安装防滑锚固装置3）机头要为矮机头，采用垂直布置方式以提高传动效率和适应电机在工作面中的布置5转载机选型转载机选型按照以下原则：（1）转载机的运输能力应大于工作面输送机的能力，其溜槽宽度或链速大于工作面输送机；（2）转载机的机型，即机头传动装置、电动机、溜槽类型以及刮板链类型，尽量与工作面输送机一致，以便于维修和配件管理；（3）转载机机头搭接胶带输送机的连接装置，应与胶带输送机机尾结构以及搭接重叠长度相匹配，搭接处的最大高度要适应动压后的支护高度，转载机高架段中部槽的长度，既要满足转载机前移重叠长度的要求，还要考虑工作面采动影响6胶带输送机选型胶带输送机选型按照以下原则：（1）胶带输送机运输能力大于转载机。

2）胶带输送机的单机许可铺设长度与综采面推进长度相适应3）对无淋水或底板无渗水、无底鼓的巷道，选用H架型落地式，否则选用绳架吊挂式4）选用抗静电阻燃高强度胶带7工作面液压支架选型液压支架应有良好的结构功能和支护性能，能及时支护顶板，有效地支撑顶板，防止端面顶板冒漏，具有较大的通风断面在液压支架有足够初撑力和工作阻力、足够的强度前提下，尽量减少顶梁、底座的厚度，增加顶梁下行人道的尺寸，提高支架调高范围，发展支架远程遥控操作，减少劳动强度在薄煤层条件下，支架下方的工作空间很小，推溜移架的工作场所不能有人员活动，只能采用邻架控制完成，但支架需要过架的管线较多，占用行人空间且极易损坏采用先进电液集中自动控制技术液压先导阀控制，依次完成推溜移架工作，满足工作面采煤、运输、支护的要求8泵站泵站供液系统堪称工作面设备的“心脏”根据薄煤层工作面条件及设备流量要求，为确保工作面支架动作的及时性，乳化液泵站设2泵1箱，1台运行、1台备用喷雾泵站设2泵1箱，1台运行、1台备用9移动变电站型号：KBSGZY-500/6/1.2，0.693，容量：500kVA，高压电压：6000（±5%）V；低压电压：1200与693V可变换；联结组别：低压1200V时Yy0，低压693V时Yd11。

Reference：[1]梁香过浅谈薄煤层综采设备的选型[J].煤矿机电,2010-08-15[2].何瑞忠，极薄煤层综采设备选型与合理配套[D].中国设备工程，2010-09-13  -全文完-。