厚煤層分層綜采設備配套問題研究

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1、厚煤層分層綜采設備配套問題研究基金項目:河南省科技攻關項目(項目編號981150118)作者簡介:翟新獻(1963-),男,河南偃師人,副教授,碩士,從事采礦工程的教學和科研工作。特約專稿厚煤層分層綜采設備配套問題研究翟新獻1,董雙喜2,盧廷奇3,岑　奕3(1.焦作工學院,河南焦作　454000;2.平頂山煤業(yè)集團公司一礦,河南平頂山　467000;3.右江礦務局,廣西田東　531501)摘　要:結合分層開采的特點,提出了分層綜采工作面設備配套、設備選型原則,闡明了分層開采對液壓支架的要求和液壓支架的發(fā)展方向。最后總結了平煤一礦在高產(chǎn)高效礦井建設中,逐漸形成的

2、經(jīng)濟型分層綜采工作面設備配套方案。關鍵詞:厚煤層;分層綜采;設備配套中圖分類號:TD355+·4　　　文獻標識碼:A　　　文章編號:1005-2798(2002)04-0005-02　　平煤一礦自1975年開始使用綜采以來,在使用過程中經(jīng)歷了一段艱難的道路,但在近三十年的發(fā)展歷程中,也取得了一些成績,其中綜采四隊利用原蘇聯(lián)支架于1984年年產(chǎn)超過百萬噸,綜采五隊利用國產(chǎn)支架分別于1987年~1991年連續(xù)5a創(chuàng)出年產(chǎn)百萬噸;綜采三隊自1991年起,連續(xù)10a達到或超過年產(chǎn)百萬噸的高產(chǎn)紀錄,一直保持煤炭工業(yè)創(chuàng)水平的綜采隊,并在1998年創(chuàng)出年產(chǎn)201萬t的礦井最

3、好記錄,最高單產(chǎn)達到20·5萬t/月,技術經(jīng)濟指標達到國內(nèi)外先進水平。隨著分層綜采開采機械化程度的發(fā)展,礦井生產(chǎn)技術經(jīng)濟面貌發(fā)生了很大變化,礦井采煤機械化程度逐年提高,1987年達到91·62%,1988年被煤炭工業(yè)部首批命名為“現(xiàn)代化礦井”,1994年~1996年連續(xù)3a成為煤炭工業(yè)“部級高產(chǎn)高效礦井”。1　分層綜采工作面設備配套與選型1·1　分層綜采工作面設備配套分層綜采工作面設備配套受多種因素影響,要實現(xiàn)各設備之間的最佳優(yōu)化組合,使工作面取得最佳的經(jīng)濟技術效果,設備配套應符合二個基本原則:①依據(jù)礦井開采設計中采煤工作面年設計能力作為設備配套的第一原則。隨

4、著技術進步,分層綜采工作面生產(chǎn)能力將不斷提高,應把近期設計能力與中長期目標有機結合起來。②遵循礦井開采設計中設備投資費用原則。當由于市場變化和其它原因造成投資明顯不足時,應爭取投資決不能降低設備配套檔次,遷就湊合。分層綜采工作面“三機”(采煤機、刮板輸送機和液壓支架),是整套綜采設備的重點,“三機”配套是整套綜采設備的核心。采煤機依靠刮板輸送機導向割煤,刮板輸送機依靠液壓支架為支點推移,液壓支架又依靠輸送機支承前移,因此要求“三機”在橫斷面尺寸、設備性能、設備生產(chǎn)能力之間相互匹配,實現(xiàn)分層綜采工作面的最大生產(chǎn)能力和安全生產(chǎn)[1,2]。1·2　分層綜采工作面設備

5、選型分層綜采工作面設備選型時,對采煤機、刮板輸送機沒有特殊要求,選型的重點是液壓支架,對頂分層及中、下分層開采時,支架各有不同的要求。(1)　液壓支架選型的基本原則。①液壓支架噸位合理:支架的重量應控制在礦井輔助運輸設備的運輸能力范圍內(nèi)。液壓支架的重量如果太重,超過了礦井輔助運輸設備的能力,支架需要解體運輸,耗費大量的人力和物力,所以支架盡可能降低重量,必要時采用高強度材料。②支架的運輸高度盡可能小:支架的最小高度通常就是其運輸高度。支架高度低,重心低,裝車平穩(wěn),對運輸巷道的高度沒有特殊要求,生產(chǎn)礦井,對于井下主要巷道、風門等尺寸已經(jīng)定型,在不需要改造的情況下

6、,能夠滿足支架運輸?shù)囊?。③支架的支撐高度有較大的變化范圍:液壓支架高度伸縮性大,能夠適應的采高范圍就大,5煤第11卷第4期液壓支架不但能夠滿足不同采高工作面支護的需要,而且也能適應斷層、煤厚變化條件下開采的需要。④支架結構有較強的適應性:在支架設計時,應滿足礦井不同地質條件下對支架結構要求,使支架盡可能適應頂分層,中、下分層和單一煤層開采的需要。(2)　頂分層開采對液壓支架的要求。①由于頂分層工作面頂板為巖石,所以頂分層開采對液壓支架支護強度的要求比下分層大,可根據(jù)礦壓實測或根據(jù)頂板類型估算確定支架的支護強度。如果老頂周期來壓顯現(xiàn)明顯,立柱和平衡千斤頂?shù)陌踩?/p>

7、閥要采用中流量或大流量,否則支架卸、讓壓速度較小,造成支架構件的損壞。②頂分層工作面底板為煤層,屬于軟底板,所以支架底座前端對底板比壓越小越好,可以防止支架扎底。③頂分層開采瓦斯涌出量較下分層大,所以較大的通風量要求工作面支架應有較大的通風斷面。(3)　中、下分層開采對液壓支架的要求。①下分層工作面頂板為再生頂板,底板為煤層或軟巖層,要求支架底座前端對底板比壓越小越好,防止支架扎底。②中、下分層開采要求支架的最大支撐高度比采高要有較大富裕量,頂板漏、冒頂時也能有效支護頂板,防止空頂、倒架。③液壓支架與刮板輸送機、采煤機配套,按及時護頂進行,實際生產(chǎn)中可以超前移

8、架,使支架頂梁擠住煤壁,防止片幫漏頂。