安山煤矿二套综采设备配套选型研究

一、安山煤矿地质条件

1. 煤层厚度

安山煤矿主采52号煤层, 厚度2.12~2.54m, 平均2.38m, 煤层结构较简单, 煤层变异系数Cr=0.1822, 属稳定性煤层。

2. 煤层倾角

安山煤矿煤层倾角1~3°。综采最有利的倾角为0~12°。这时, 可不考虑设备自重影响。现有采煤机械化设备都可以成功地在此条件下沿走向或沿倾斜工作。

3. 煤层硬度

安山煤矿5-2煤层饱和抗压强度24.82MPa, 干燥状态下抗压强度35.03MPa, 软化系数0.71。饱和抗拉强度1.2MPa, 干燥状态下抗拉强度2.9MPa。饱和抗剪断强度C=2.98MPa, φ=35.9o。

4. 顶板稳定性

从安山煤矿钻孔资料和已揭露情况看, 顶板岩性大致稳定, 伪顶约0.1~0.2米, 炭质泥岩。顶板一般为粉砂岩、细粒砂岩、泥质粉砂岩或细粒砂岩与粉砂岩互层, 且以细粒砂岩和粉砂岩为主, 中等稳定和稳定类型,

二、主要设备选型

1. 选型配套的基本原则

综采工作面设备选型必须遵循一定的原则, 以作为设计和决策的准绳, 保证实现工作面的高产高效及安全经济运行。这些原则是:

(1) 立足国产。

(2) 能适应工作面的地质条件。

(3) 满足工作面生产能力的需要。

(4) 设备的主要技术参数相互匹配。

(5) 设备的结构效能相互匹配, 并应与矿井原有的运输、通风等系统相适应, 或改扩建原有系统的工程量要小。

2. 液压支架选型

液压支架是综采工作面装备的核心, 设备费用占综采设备的50%左右, 目前美国长壁工作面中液压支架基本以掩护式为主, 约占全部架型的96%, 且有向两柱式发展的明显趋势。液压支架技术另一重大突破是控制系统, 应用电液控制技术, 采用电磁 (或微电机) 控制的先导阀, 先进可靠的压力和位移传感器, 灵活自由编程的微处理机技术, 红外遥感技术等现代科技成果, 使液压支架的动作自动连续进行, 移架速度大大提高, 支架循环时间达到6~8s。配合采煤机的煤岩识别系统等先进技术, 可实现工作面自动控制。

安山煤矿52号煤层埋深在150m以内, 煤层赋存平缓, 顶板一般为粉砂岩、细粒砂岩、泥质粉砂岩或细粒砂岩与粉砂岩互层, 且以细粒砂岩和粉砂岩为主, 中等稳定和稳定类型, 结合安山煤矿第一套综采设备的使用情况及我国架型选择要求, 安山煤矿第二套综采设备液压支架采用掩护式。

3. 采煤机选型

采煤机是综采工作面的中心设备, 采煤机主要应确定的参数是采高、牵引速度和电动机功率、采煤机的生产能力由这3个参数决定, 其余参数与这3个参数均直接或间接成一定的比列关系。根据所需采高、截割功率及液压支架高度, 选用MG500/1180-AWD型双滚筒采煤机, 装机功率2×500+2×55+20k W (截割功率2×500k W) , 电压3300V。适合于采高1.60~3.40m, 倾角小于40°的薄及中厚煤层。

4. 刮板输送机选型

根据刮板输送机的运输能力不低于采煤机的最大割煤能力:

式中, Qq为刮板输送机的运输能力, t/h;Qmax为采煤机的最大割煤能力, t/h。

将有关参数代入式 (1) , 得Qq≥Qmax=60×2.38×0.8×7.84×1.36×0.93=1132.8t/h。同时考虑工作面长度及采煤与刮板输送机连接尺寸要求, 选用SGZ-900/1400型刮板输送机。运输能力2000t/h, 工作长度300m, 装机功率1400k W。

三、其他设备选型

1. 转载机和破碎机选型

转载机的转载能力要求除与工作面的生产能力相适应外, 还要求与工作面刮板输送机和可伸缩带式输送机相配套。据此, 选用SZZ1000/315型刮板转载机 (带自移装置) , 转载能力2000t/h, 破碎机选择PLM2500型锤式破碎机, 破碎能力2500t/h。

2. 可伸缩带式输送机

胶带输送机是以胶带兼作牵引机构和承载机构的一种运输设备。在给定条件下, 胶带输送机的选型设计合理与否, 关系到综采工作面能否高效、安全、可靠地完成生产任务。对于成套供应的设备, 一般无须进行参数和部件的选择, 只需核算生产能力、电动机功率和输送带强度等是否满足有关规定的要求。

回采工作面选用DSJ120/150/3×355型可伸缩带式输送机, 运量1500t/h, 运行速度3.15m/s, 铺设长度大于2500m。

四、最终选型

针对安山煤矿二采区地质条件, 根据三机配套原则, 充分发挥每一种设备的效能, 并要留有一定的富余能力, 最终安山煤矿第二套综采设备主要设备如表1所示。

摘要：综采工作面设备主要有采煤机、刮板输送机和液压支架等, “三机”的配套是整套综采设备的核心。采煤机和刮板输送机的生产能力要与产量要求相适应, 采煤机和液压支架的调高范围要适应煤层厚度及变化范围, 支架移架速度要和采煤机的牵引速度相协调。因此, 为了实现综采工作面的安全高效生产, 综采工作面的设备选型必须考虑采煤机、刮板输送机和液压支架之间在性能、结构、综采工作面空间以及“三机”在形式、强度和尺寸等方面的配套情况。

关键词：安山煤矿,综采设备,选型研究