上组煤综采工作面设备选型分析

时间:2022-04-20 05:07:30

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

祥升煤业为资源整合矿井,批准开采3~15下号煤层,生产规模9.0×105t/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1.11~2.96m,6号煤层煤厚1.35~2.31m,8号煤层煤厚0.80~1.75m,9号煤层煤厚0.80~1.55m。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),2个顺槽综掘工作面保证矿井9.0×105t/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MG300/700-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6~8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ZZG4800/17/35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DSJ100/90/3×200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].机械管理开发,2018(3):41-43.

[3]郝学斌.不稳定薄煤层综采工作面设备选型[J].能源与节能,2015(8):134-135.

作者:王志国 单位:山西寿阳潞阳祥升煤业有限公司