上组煤综采工作面设备选型分析

1、上组煤综采工作面设备选型分析 摘要：针对祥升煤业下组煤开采殆尽、需进行上组煤开采的情况，结合矿井上组煤层赋存条件、开采方法、生产能力等，在充分利用矿井现有设备的基础上，考虑设备配套情况，为上组煤工作面选择合理的工作面设备，充分发挥设备效能，提升矿井开采技术的经济效益，以期为类似矿井开采设备选型提供参考。 关键词：上组煤；综采工作面；设备选型；开采方法 结合矿井开采和地质条件，科学、合理地选择矿井工作面机电设备，是实现工作面安全高效生产的基础1-3。祥升煤业下组煤开采殆尽，需进行上组煤开拓布置，并进行工作面机电设备选型。本文结合矿井实际情况，对上组煤工作面机械设备选型进行分析。 1工程概况 祥升

2、煤业为资源整合矿井，批准开采315下号煤层，生产规模9.0105t/a。根据矿井初步设计，分设+932m和+832m2个水平开采，其中，3号、6号、8号、9号4个煤层划分为上组煤，15号和15下号2个煤层划分为下组煤。矿井现开采二水平15下号煤层，剩余资源/储量已不多。为了保证矿井一、二水平的正常接替，急需进行一水平上组煤开采。上组煤3号、6号、8号、9号煤层采用下行式开采方式，3号煤层煤厚1.112.96m，6号煤层煤厚1.352.31m，8号煤层煤厚0.801.75m，9号煤层煤厚0.801.55m。根据矿井初步设计，矿井移交生产时，在上组煤一采区6号煤层布置一个综采工作面（面长150m）

3、，2个顺槽综掘工作面保证矿井9.0105t/a的生产能力及采掘接替。 2工作面设备选型 2.1采煤机。2.1.1主要技术参数确定a。)采煤机采高确定。在选择采煤采高时，必须与各煤层布置工作面的设计采高相协调。根据上组煤各煤层的赋存情况，3号、6号、8号和9号煤层的平均厚度分别为1.92m、1.86m、1.23m和1.13m；8号和9号煤层平均厚度较小，考虑8号、9号煤层工作面风速需要，设计确定8号、9号煤层工作面采高1.6m，3号和6号煤层采高则为其煤层厚度。b)采煤机滚筒直径。目前多采用双滚筒采煤机，根据生产经验，其滚筒直径应该大于工作面采高的1/2。祥升煤矿上组煤3号和6号煤层的最大厚度分

4、别为2.76m和2.31m，8号和9号煤层采高则定位为1.6m。因此，根据上组煤各煤层厚度和采高，确定双滚筒采煤机的滚筒直径不应小于1.38m、1.155m和0.8m，所以，确定3号和6号煤层滚筒直径为1.4m，8号和9号煤层滚筒直径为1.15m。c)截深的确定。采煤机截深需适应煤层地质条件，并与支架相配套。根据矿井的实际情况，设计上组煤工作面采煤机截深为800mm。d)工作面日循环数。核定上组煤回采工作面日产量为2454.3t，工作面正规循环率K=0.9，3号、6号煤层工作面长150m，8号、9号煤层工作面长180m，循环进度为0.8m。根据各煤层的容重和工作面回采率计算，3号、6号煤层每天

5、按9个循环算，8号、9号煤层每天按12个循环算。e)采煤机割煤方式及功率。采用双向割煤，端部斜切进刀的割煤方式。根据各煤层日循环数、工作面长度、日生产时间、采煤机耗能等参数，可计算出采煤机的装机功率。经计算，3号煤层采煤机的装机功率为365.92kW，6号煤层采煤机的装机功率为364.56kW，8号煤层采煤机的装机功率为374.2kW，9号煤层采煤机的装机功率为343.84kW。2.1.2采煤机型号及其主要技术参数。据对采煤机采高、滚筒直径、截深、功率等的分析，结合当前国内主要采煤机应用情况，在充分考虑祥升煤矿生产地质条件和现有采煤机使用情况的基础上，综合确定3号、6号煤层采用MG300/70

6、0-WD型采煤机，8号、9号煤层采用MG200/456-WD型采煤机，其主要技术参数见表1。2.2液压支架。2.2.1支架支护强度。按68倍采高岩石自重进行支架强度计算，3号煤层采高取2.76m，6号煤层采高取2.31m，8号、9号煤层采高取1.6m，顶板岩石容重取26kN/m3。由此计算，3号煤层支架支护强度不应小于0.57MPa；6号煤层支架支护强度不应小于0.48MPa；8号、9号煤层支架支护强度不应小于0.33MPa。2.2.2支架主要参数。通过支护强度计算，充分利用矿井现有液压支架，节约了矿井投资。综合确定3号、6号煤层利用已有的ZZ4800/17/35型液压支架和ZZG4800/1

7、7/35型过渡支架；8号、9号煤层选用ZY4000/10.5/23型液压支架和ZYG4400/12/26型过渡支架，其主要参数如表2所示。2.3刮板输送机。在矿井综采工作面设备选型时，采煤机、液压支架和刮板输送机必须配套，综合考虑它们之间的适应性，在设备尺寸、功率等方面必须匹配，并充分利用矿井现有设备，以提高矿井经济效益。根据矿井工作面设计长度和采煤机选型情况，工作面刮板输送机采用矿井现有的1部SGZ764/320型可弯曲刮板输送机，主要技术参数见表3。2.4转载机和破碎机。在实际工作中，不仅要考虑转载机和破碎机的工作面生产能力、煤层硬度等，还需与工作面刮板输送机和顺槽皮带相匹配。为此，上组煤

8、3号、6号、8号、9号煤层工作面利用已有的1部SZZ764/200型刮板转载机。破碎机利用已有的PLM1500型破碎机，过煤能力1500t/h，电机功率160kW。装载机和破碎机的技术参数如表4和表5所示。2.5顺槽可伸缩带式输送机。顺槽可伸缩带式输送机需满足工作面最大生产能力。根据以上设备选型，确定利用已有的1部DSJ100/90/3200型可伸缩胶带输送机，其技术特征见表6。2.6乳化液泵站和喷雾泵站据上述设备选型，确定利用已有的BRW400/31.5k型乳化液泵2个，配RX-315/25型乳化液箱1个组成泵站，其额定压力为31.5MPa，额定流量为400L/min。根据煤矿作业场所职业病危害防治规定，工作面除尘额定喷雾泵压力应8MPa，确定利用已有的1套BPW315/10型喷雾泵站，额定压力10MPa。 3结语 综采工作面设备选型要充分考虑煤层赋存特点、设备配套情况和矿井生产管理水平，特别是对于资源整合矿井上行煤层群开采来说，由于矿井经过小煤窑开采破坏，各煤层可布置工作面数量有限，在充分利用矿井现有设备的基础上，需考虑所选设备的适应性和匹配性，充分发挥工作面的设备效能，实现设备的可持续利用，提升矿井经济效益。 参考文献： 1张彩翔.急倾斜煤层水平分段短壁工作面设备选型J.煤，2018(4)：52-53. 2李小杰.某煤矿综采工作面设备选型J