薛湖煤礦大采高工作面設備選型配套

聶書奎

（河南神火集團煤業(yè)有限公司，河南永城 476600）

薛湖煤礦大采高工作面設備選型配套

聶書奎

（河南神火集團煤業(yè)有限公司，河南永城 476600）

根據薛湖煤礦23采區(qū)煤層賦存條件，確定了23采區(qū)的采高范圍。研究了梁北煤礦現有大采高設備在薛湖煤礦23采區(qū)使用的可行性，并對薛湖煤礦23采區(qū)大采高工作面液壓支架、采煤機、刮板輸送機進行了選型配套，確保薛湖煤礦23采區(qū)大采高工作面安全、高效、經濟開采。

大采高;綜采工作面;選型配套

Equipment Lectotype and Matching for Full-mechanized Mining Face with Large Mining-height

1 問題的提出

神火集團煤業(yè)有限公司薛湖煤礦23采區(qū)為高瓦斯煤層，煤層厚度3.5m以上，平均厚度4m左右。若采用現有的ZY6600/14/32液壓支架，丟煤過多，為此決定采用新的大采高綜采設備進行開采。由于薛湖煤礦3.5m以上煤層儲量有限，神火煤業(yè)公司提出借用梁北煤礦現有大采高設備進行開采，為此對梁北煤礦現有大采高設備在薛湖煤礦23采區(qū)使用的可行性進行分析，并根據薛湖煤礦23采區(qū)的地質條件進行“三機”的選型配套設計。

2 23采區(qū)地質概況

薛湖煤礦23采區(qū)煤層厚度2.95～4.77m，平均3.9m。煤層結構簡單，開采深度850m左右，煤層傾角一般在6～16°，偶見1層泥巖和砂質泥巖夾矸，夾矸厚0.02～0.52m。煤層堅固性系數f =0.22～0.52。

3 大采高工作面采高的確定

表1為薛湖煤礦23采區(qū)鉆孔煤層厚度統計。

表1 薛湖礦區(qū)23采區(qū)鉆孔煤層厚度統計

由表1可知，12個鉆孔中，煤層厚度在2.95～3.0m的鉆孔有3個，占總數25%;3.01～3.2m的鉆孔有4個，占總數33.33%;3.2～4.27m之間的鉆孔數量為4個，占總數的33.33%;4.27m以上的鉆孔數量為1個，占總數的8.33%。

綜上，薛湖煤礦23采區(qū)煤層厚度范圍在2.95～4.27m之間的占到總量的 91.67%;4.27～4.77m之間的占到總量的8.33%。因此初步確定最小采高為2.5m，最大采高為4.3m。

4 使用梁北煤礦大采高綜采設備可行性分析

4.1 梁北礦開采技術條件及大采高綜采設備情況

梁北煤礦二1煤層賦存于二迭系下統山西組底部，煤層平均厚度4.18m。煤層堅固性系數為f= 0.15～0.25，煤質松軟，煤層結構簡單，開采深度為400m左右。煤層傾角為8～15°，平均12°左右。

梁北煤礦工作面主要設備及技術參數見表2。

表2 梁北煤礦大采高綜采工作面設備

4.2 梁北礦綜采設備在23采區(qū)應用可行性分析

單從煤層厚度來看薛湖煤礦23采區(qū)采用梁北煤礦現有大采高綜采設備似乎不存在問題，但分析后發(fā)現梁北煤礦現有大采高綜采設備不能在薛湖煤礦23采區(qū)使用，原因如下:

（1）工作阻力不足 薛湖煤礦現用液壓支架工作阻力為6600kN，支護強度0.97～1.01MPa，礦壓觀測數據顯示部分液壓支架的立柱下腔壓力達到了安全閥開啟壓力，隨著采高的加大礦壓隨之加大，因而23采區(qū)大采高工作面液壓支架工作阻力和支護強度應進一步加大，才能滿足薛湖煤礦23采區(qū)大采高工作面的需要。而梁北煤礦現有大采高液壓支架工作阻力僅為6000kN，支護強度為0.93～0.96，顯然梁北煤礦現有大采高液壓支架滿足不了薛湖煤礦23采區(qū)大采高工作面支護需要。

（2）滾筒直徑尺寸不夠 23采區(qū)煤層平均厚度3.9m，最大采高為4.3m，一般采煤機的滾筒直徑為最大采高的0.55～0.65，因而采煤機滾筒直徑D≥2.24m才可滿足大采高工作面生產需要。

受下井尺寸的限制梁北煤礦現用MGTY300/ 730－1.1D型采煤機，其配套滾筒直徑僅為2000mm，由于梁北礦煤層堅固性系數低，滾筒割不到的煤體容易垮落，因此該型采煤機在梁北煤礦特殊的條件下能夠滿足生產需要。但該型采煤機若在薛湖煤礦會存在一些問題，因為薛湖煤礦煤層堅固性系數比梁北煤礦高，滾筒割不到的煤體難以垮落，因而梁北礦現有采煤機滿足不了薛湖煤礦23采區(qū)大采高工作面的需要。

（3）刮板輸送機槽寬不夠 如前所述，薛湖煤礦23采區(qū)應選擇φ2240mm的滾筒，但300/700型采煤機配不了這么大的滾筒，要配套φ2240mm的滾筒，煤機截割功率至少加大一個規(guī)格，相應地刮板輸送機也應隨之加大一個規(guī)格，否則煤機騎在刮板機上穩(wěn)定性差，顯然梁北煤礦現有刮板輸送機不能滿足薛湖煤礦23采區(qū)大采高工作面的需要。

（4）頂梁長度需加大 采煤機和刮板輸送機增大一個規(guī)格帶來的問題是采煤機和刮板輸送機“二機”斷面尺寸增大，因而必須增大液壓支架頂梁長度，否則配套后液壓支架的端面距將加大，不能滿足安全生產的要求。

5 大采高工作面設備選型配套

大采高工作面設備選型配套主要是采煤機、刮板輸送機、液壓支架這“三機”的選型配套，這些設備不是孤立的“單機”，而是結構上相互配合聯系，作業(yè)上需要協調配合，且具有較強的配套要求。大采高工作面“三機”配套合理，是發(fā)揮各設備生產能力的關鍵。

為了發(fā)揮大采高工作面最大生產能力和安全生產，采煤機、刮板輸送機和液壓支架之間在性能參數、結構參數、工作面空間尺寸以及相互連接部分的形式、強度和尺寸等方面，必須互相匹配，才能保證正常運行。

根據薛湖煤礦23采區(qū)大采高工作面具體煤層賦存情況，對該采區(qū)大采高工作面“三機”進行選型配套，具體配套設備如表3所示。

表3 薛湖礦區(qū)23采區(qū)大采高工作面三機配套設備

6 結束語

通過以上分析，得出梁北煤礦現有大采高綜采設備不能在薛湖煤礦23采區(qū)使用的結論，為公司決策提供了理論依據。確定了薛湖煤礦23采區(qū)的采高范圍，并對薛湖煤礦23采區(qū)大采高工作面設備進行了科學合理的配套選型。

［1］天地科技股份有限公司開采設計事業(yè)部.神火煤電股份有限公司薛湖煤礦23采區(qū)大采高工作面設備選型配套［R］.北京:天地科技股份有限公司，2012.

［2］孟二存.梁北礦“三軟”“雙突”煤層5m大采高液壓支架選型［J］.煤礦開采，2007，12（6）:26－27.

［3］王國法.高效綜合機械化采煤成套裝備技術［M］.徐州:中國礦業(yè)大學出版社，2008.

［4］陶馳東.第一講 綜采設備選型配套的原則和方法［J］.煤礦機電，1996（1）:39－42.

TD82

B

1006-6225（2012）05-0046-02

2012－05－30

聶書奎 （1957－），男，河南永城人，現為河南神火集團煤業(yè)公司副總經理，主要從事礦山機電技術設計與設備管理工作。

［責任編輯:徐亞軍］