南山煤礦薄煤層綜采工作面設(shè)備選型分析

曹 東

（新疆天富小溝礦業(yè)有限責(zé)任公司，新疆 石河子 832026）

1 工程概況

新疆天富電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司南山煤礦小溝分礦（以下簡(jiǎn)稱小溝分礦）位于石河子市西南約75km，小溝煤礦目前開采8層薄煤層，平均開采厚度0.9m，煤層間距較小，各煤層考慮聯(lián)合布置開采。

2 設(shè)備選型

2.1 采煤機(jī)選型

采煤機(jī)的生產(chǎn)能力是進(jìn)行采煤機(jī)選型的關(guān)鍵性參數(shù)，采煤機(jī)生產(chǎn)能力計(jì)算公式如下：

式中：

Qh-采煤機(jī)生產(chǎn)能力，t/h；

Qy-割煤年產(chǎn)量，薄煤層采煤機(jī)割煤量按0.45Mt/a考慮；

D-年生產(chǎn)天數(shù)；

f-能力富裕系數(shù)，1.3；

N-日作業(yè)班數(shù)；

M-每日檢修班數(shù)；

t-每班工作時(shí)數(shù)；

K-開機(jī)率。

由式1計(jì)算可得采煤機(jī)生產(chǎn)能力為212t/h，裝機(jī)功率按不小于160kW考慮，設(shè)計(jì)滾筒直徑取0.76m，根據(jù)以上分析計(jì)算，工作面選用MG150/356-AWD型無鏈電牽引雙滾筒采煤機(jī)。

2.2 支護(hù)設(shè)備

（1）液壓支架

根據(jù)礦井開拓布置，回采工作面采用后退式。工作面頂板管理采用全部垮落法，根據(jù)頂板荷載經(jīng)計(jì)算液壓支架工作阻力為2025kN，選用ZY3200/11/21型液壓支架。其主要參數(shù)為：工作阻力3200kN，初撐力2848kN，重量16t，支架長5000mm，支架寬度1400～1570mm，支撐高度1.1～2.1m，支架中心距1.5m，適應(yīng)煤層傾角＜50°，泵站壓力28MPa，支護(hù)強(qiáng)度0.5MPa，對(duì)底板比壓1.2MPa。

（2）超前支護(hù)

采用DW22-300/110X單體液壓支柱配合π型頂梁加強(qiáng)支護(hù)，一梁兩柱，雙排支護(hù)，運(yùn)輸機(jī)巷及回風(fēng)巷兩側(cè)順巷道方向各打一排，進(jìn)行超前支護(hù)。

（3）過渡支架及端頭支護(hù)

選用3架ZYG3200/11/21型過渡支架及2架ZT6000/10/28型端頭液壓支架。

2.3 刮板輸送機(jī)

工作面設(shè)計(jì)選用國產(chǎn)SGZ630/220型刮板輸送機(jī)，主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 刮板輸送機(jī)技術(shù)參數(shù)

2.4 轉(zhuǎn)載機(jī)與破碎機(jī)

設(shè)計(jì)選用SZD-630/75P型轉(zhuǎn)載機(jī)、LPS-500型破碎機(jī)，主要技術(shù)參數(shù)分別見表2、表3。

表2 轉(zhuǎn)載機(jī)技術(shù)參數(shù)

表3 破碎機(jī)技術(shù)參數(shù)

2.5 薄煤層綜采設(shè)備匯總表

根據(jù)以上分析計(jì)算，薄煤層主要綜采設(shè)備見表4。

表4 主要采煤設(shè)備特征表

3 工作面采掘設(shè)備的安全措施

3.1 液壓支架的防倒、防滑措施

本工作面選用的液壓支架具有穩(wěn)裝置，在實(shí)際操作中，還應(yīng)采取以下防倒、防滑措施：在移架過程中應(yīng)使用合理的移架順序，一般為自下向上逐架進(jìn)行，且移架工作應(yīng)帶壓進(jìn)行；定期進(jìn)行礦壓檢測(cè)，確保支架的支撐阻力在合理的范圍內(nèi)；應(yīng)對(duì)支架的防滑裝置進(jìn)行定期檢查，防止防滑裝置失效。

3.2 采煤機(jī)的防滑措施

井田首采區(qū)煤層工作面平均傾角37°，設(shè)計(jì)選用的采煤機(jī)設(shè)有防滑機(jī)構(gòu)。當(dāng)采煤機(jī)有可能下滑時(shí)，可采取以下措施：采煤機(jī)向上割煤、向下割煤過程中，需要更換截齒時(shí)，需采取適當(dāng)?shù)姆阑胧?，如使用木楔固定采煤機(jī)底部等，來保證更換作業(yè)人員的安全，作業(yè)人員也應(yīng)選擇在安全的位置進(jìn)行更換。

3.3 刮板輸送機(jī)的防滑措施

在生產(chǎn)過程中，刮板輸送機(jī)可采取以下防滑措施：采用防滑千斤頂一端以液壓支架為固定端，另一端對(duì)刮板輸送機(jī)進(jìn)行固定防滑；若工作面傾角較大可采用安全絞車固定刮板輸送機(jī)或工作面按偽傾角設(shè)計(jì)。

3.4 工作面頂板管理

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際揭露情況，本礦井煤層頂板多為穩(wěn)定性較差巖層，頂板冒落性較好，個(gè)別鉆孔揭露為穩(wěn)定性中等頂板，但是根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的資料，B8煤層頂板天然單向抗壓強(qiáng)度大部在65.5～72.5MPa之間，RQD值在50%左右（局部達(dá)90%），屬中硬～堅(jiān)硬頂板。對(duì)于不易垮落區(qū)域必須進(jìn)行強(qiáng)制放頂，設(shè)計(jì)采用超前深孔預(yù)裂爆破強(qiáng)制放頂方法。在距工作面20m未采動(dòng)區(qū)上下順槽內(nèi)各布置一個(gè)鉆場(chǎng)，分別向采空區(qū)未垮落的頂板各打5個(gè)深孔爆破炮眼。