上組煤綜采工作面設(shè)備選型分析

時(shí)間:2022-04-20 05:07:30

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上組煤綜采工作面設(shè)備選型分析

摘要:針對祥升煤業(yè)下組煤開采殆盡、需進(jìn)行上組煤開采的情況,結(jié)合礦井上組煤層賦存條件、開采方法、生產(chǎn)能力等,在充分利用礦井現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上,考慮設(shè)備配套情況,為上組煤工作面選擇合理的工作面設(shè)備,充分發(fā)揮設(shè)備效能,提升礦井開采技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益,以期為類似礦井開采設(shè)備選型提供參考。

關(guān)鍵詞:上組煤;綜采工作面設(shè)備選型;開采方法

結(jié)合礦井開采和地質(zhì)條件,科學(xué)、合理地選擇礦井工作面機(jī)電設(shè)備,是實(shí)現(xiàn)工作面安全高效生產(chǎn)的基礎(chǔ)[1-3]。祥升煤業(yè)下組煤開采殆盡,需進(jìn)行上組煤開拓布置,并進(jìn)行工作面機(jī)電設(shè)備選型。本文結(jié)合礦井實(shí)際情況,對上組煤工作面機(jī)械設(shè)備選型進(jìn)行分析。

1工程概況

祥升煤業(yè)為資源整合礦井,批準(zhǔn)開采3~15下號煤層,生產(chǎn)規(guī)模9.0×105t/a。根據(jù)礦井初步設(shè)計(jì),分設(shè)+932m和+832m2個(gè)水平開采,其中,3號、6號、8號、9號4個(gè)煤層劃分為上組煤,15號和15下號2個(gè)煤層劃分為下組煤。礦井現(xiàn)開采二水平15下號煤層,剩余資源/儲量已不多。為了保證礦井一、二水平的正常接替,急需進(jìn)行一水平上組煤開采。上組煤3號、6號、8號、9號煤層采用下行式開采方式,3號煤層煤厚1.11~2.96m,6號煤層煤厚1.35~2.31m,8號煤層煤厚0.80~1.75m,9號煤層煤厚0.80~1.55m。根據(jù)礦井初步設(shè)計(jì),礦井移交生產(chǎn)時(shí),在上組煤一采區(qū)6號煤層布置一個(gè)綜采工作面(面長150m),2個(gè)順槽綜掘工作面保證礦井9.0×105t/a的生產(chǎn)能力及采掘接替。

2工作面設(shè)備選型

2.1采煤機(jī)。2.1.1主要技術(shù)參數(shù)確定a。)采煤機(jī)采高確定。在選擇采煤采高時(shí),必須與各煤層布置工作面的設(shè)計(jì)采高相協(xié)調(diào)。根據(jù)上組煤各煤層的賦存情況,3號、6號、8號和9號煤層的平均厚度分別為1.92m、1.86m、1.23m和1.13m;8號和9號煤層平均厚度較小,考慮8號、9號煤層工作面風(fēng)速需要,設(shè)計(jì)確定8號、9號煤層工作面采高1.6m,3號和6號煤層采高則為其煤層厚度。b)采煤機(jī)滾筒直徑。目前多采用雙滾筒采煤機(jī),根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),其滾筒直徑應(yīng)該大于工作面采高的1/2。祥升煤礦上組煤3號和6號煤層的最大厚度分別為2.76m和2.31m,8號和9號煤層采高則定位為1.6m。因此,根據(jù)上組煤各煤層厚度和采高,確定雙滾筒采煤機(jī)的滾筒直徑不應(yīng)小于1.38m、1.155m和0.8m,所以,確定3號和6號煤層滾筒直徑為1.4m,8號和9號煤層滾筒直徑為1.15m。c)截深的確定。采煤機(jī)截深需適應(yīng)煤層地質(zhì)條件,并與支架相配套。根據(jù)礦井的實(shí)際情況,設(shè)計(jì)上組煤工作面采煤機(jī)截深為800mm。d)工作面日循環(huán)數(shù)。核定上組煤回采工作面日產(chǎn)量為2454.3t,工作面正規(guī)循環(huán)率K=0.9,3號、6號煤層工作面長150m,8號、9號煤層工作面長180m,循環(huán)進(jìn)度為0.8m。根據(jù)各煤層的容重和工作面回采率計(jì)算,3號、6號煤層每天按9個(gè)循環(huán)算,8號、9號煤層每天按12個(gè)循環(huán)算。e)采煤機(jī)割煤方式及功率。采用雙向割煤,端部斜切進(jìn)刀的割煤方式。根據(jù)各煤層日循環(huán)數(shù)、工作面長度、日生產(chǎn)時(shí)間、采煤機(jī)耗能等參數(shù),可計(jì)算出采煤機(jī)的裝機(jī)功率。經(jīng)計(jì)算,3號煤層采煤機(jī)的裝機(jī)功率為365.92kW,6號煤層采煤機(jī)的裝機(jī)功率為364.56kW,8號煤層采煤機(jī)的裝機(jī)功率為374.2kW,9號煤層采煤機(jī)的裝機(jī)功率為343.84kW。2.1.2采煤機(jī)型號及其主要技術(shù)參數(shù)。據(jù)對采煤機(jī)采高、滾筒直徑、截深、功率等的分析,結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)主要采煤機(jī)應(yīng)用情況,在充分考慮祥升煤礦生產(chǎn)地質(zhì)條件和現(xiàn)有采煤機(jī)使用情況的基礎(chǔ)上,綜合確定3號、6號煤層采用MG300/700-WD型采煤機(jī),8號、9號煤層采用MG200/456-WD型采煤機(jī),其主要技術(shù)參數(shù)見表1。2.2液壓支架。2.2.1支架支護(hù)強(qiáng)度。按6~8倍采高巖石自重進(jìn)行支架強(qiáng)度計(jì)算,3號煤層采高取2.76m,6號煤層采高取2.31m,8號、9號煤層采高取1.6m,頂板巖石容重取26kN/m3。由此計(jì)算,3號煤層支架支護(hù)強(qiáng)度不應(yīng)小于0.57MPa;6號煤層支架支護(hù)強(qiáng)度不應(yīng)小于0.48MPa;8號、9號煤層支架支護(hù)強(qiáng)度不應(yīng)小于0.33MPa。2.2.2支架主要參數(shù)。通過支護(hù)強(qiáng)度計(jì)算,充分利用礦井現(xiàn)有液壓支架,節(jié)約了礦井投資。綜合確定3號、6號煤層利用已有的ZZ4800/17/35型液壓支架和ZZG4800/17/35型過渡支架;8號、9號煤層選用ZY4000/10.5/23型液壓支架和ZYG4400/12/26型過渡支架,其主要參數(shù)如表2所示。2.3刮板輸送機(jī)。在礦井綜采工作面設(shè)備選型時(shí),采煤機(jī)、液壓支架和刮板輸送機(jī)必須配套,綜合考慮它們之間的適應(yīng)性,在設(shè)備尺寸、功率等方面必須匹配,并充分利用礦井現(xiàn)有設(shè)備,以提高礦井經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)礦井工作面設(shè)計(jì)長度和采煤機(jī)選型情況,工作面刮板輸送機(jī)采用礦井現(xiàn)有的1部SGZ764/320型可彎曲刮板輸送機(jī),主要技術(shù)參數(shù)見表3。2.4轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)。在實(shí)際工作中,不僅要考慮轉(zhuǎn)載機(jī)和破碎機(jī)的工作面生產(chǎn)能力、煤層硬度等,還需與工作面刮板輸送機(jī)和順槽皮帶相匹配。為此,上組煤3號、6號、8號、9號煤層工作面利用已有的1部SZZ764/200型刮板轉(zhuǎn)載機(jī)。破碎機(jī)利用已有的PLM1500型破碎機(jī),過煤能力1500t/h,電機(jī)功率160kW。裝載機(jī)和破碎機(jī)的技術(shù)參數(shù)如表4和表5所示。2.5順槽可伸縮帶式輸送機(jī)。順槽可伸縮帶式輸送機(jī)需滿足工作面最大生產(chǎn)能力。根據(jù)以上設(shè)備選型,確定利用已有的1部DSJ100/90/3×200型可伸縮膠帶輸送機(jī),其技術(shù)特征見表6。2.6乳化液泵站和噴霧泵站據(jù)上述設(shè)備選型,確定利用已有的BRW400/31.5k型乳化液泵2個(gè),配RX-315/25型乳化液箱1個(gè)組成泵站,其額定壓力為31.5MPa,額定流量為400L/min。根據(jù)《煤礦作業(yè)場所職業(yè)病危害防治規(guī)定》,工作面除塵額定噴霧泵壓力應(yīng)≥8MPa,確定利用已有的1套BPW315/10型噴霧泵站,額定壓力10MPa。

3結(jié)語

綜采工作面設(shè)備選型要充分考慮煤層賦存特點(diǎn)、設(shè)備配套情況和礦井生產(chǎn)管理水平,特別是對于資源整合礦井上行煤層群開采來說,由于礦井經(jīng)過小煤窯開采破壞,各煤層可布置工作面數(shù)量有限,在充分利用礦井現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上,需考慮所選設(shè)備的適應(yīng)性和匹配性,充分發(fā)揮工作面的設(shè)備效能,實(shí)現(xiàn)設(shè)備的可持續(xù)利用,提升礦井經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn):

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[2]李小杰.某煤礦綜采工作面設(shè)備選型[J].機(jī)械管理開發(fā),2018(3):41-43.

[3]郝學(xué)斌.不穩(wěn)定薄煤層綜采工作面設(shè)備選型[J].能源與節(jié)能,2015(8):134-135.

作者:王志國 單位:山西壽陽潞陽祥升煤業(yè)有限公司