下石節(jié)礦#煤層綜采工作面設(shè)備選型配套及開采工藝

1、下石節(jié)礦3#煤層綜采工作面設(shè)備選型配套及開采工藝【摘 要】本文介紹了陜西陜煤銅川礦業(yè)有限公司下石節(jié)煤礦 厚煤層綜采設(shè)備地選型及開采工藝情況 , 為類似條件下地礦井在綜 采工作面設(shè)備選型配套及開采工藝地選擇上 , 提供了一定地參考依 據(jù).【關(guān)鍵詞】厚煤層；開采設(shè)備；選型；大采高采煤工藝1. 引言隨著煤礦開采技術(shù)地發(fā)展更新 ,目前從開采地安全性 , 煤炭地回 收率上,一次采全高開采技術(shù)均有較強(qiáng)地優(yōu)勢(shì) . 在下石節(jié)煤礦 3#煤 層地開采中 ,工作面選用綜采一次采全高技術(shù)進(jìn)行回采 , 選擇一套 適合本礦條件地綜采設(shè)備便尤為重要 , 現(xiàn)就本礦設(shè)備選型情況進(jìn)行 總結(jié), 為類似條件下地礦井在大采高工作面地設(shè)

2、備選型提供一定地 參考依據(jù) .2. 工作面簡(jiǎn)況該工作面煤層局部可采，厚度變化在 4.05.5m 之間,平均 4.76m. 煤層直接頂板以泥巖為主；底板以粉砂巖為主 .3. 工作面設(shè)備選型與配套3.1 工作面年生產(chǎn)能力核定 在工作面長(zhǎng)度一定地條件下 , 回采工作面年產(chǎn)量主要取決于采煤 機(jī)截深、牽引速度和開機(jī)率.綜采工作面長(zhǎng)度210m 采煤機(jī)截深為 0.8m,工作面平均采高 5.09m,采煤機(jī)開機(jī)率為 50%.采煤機(jī)每割一刀煤地產(chǎn)量為：qg=lxbxhxrxk式中： qg- 割一刀煤產(chǎn)量 ,t ；l- 工作面長(zhǎng)度 ,取 210m； b- 采煤機(jī)截深 ,0.8m ； h- 采煤機(jī)平均割煤高度 ,5.

3、09m ； r- 煤容重,1.44t/m3 ; k-采煤機(jī)割煤回收率，取 0.95.可得： qg=1169t.工作面采用“三、八”制作業(yè) , 兩班生產(chǎn) , 一班檢修 , 每天 6 刀煤, 按年工作 330 天計(jì)算 , 工作面年產(chǎn)量為： 2.2mt.3.2 主要采煤設(shè)備選型3.2.1 采煤機(jī)3.2.1.1采煤機(jī)滾筒地確定工作面最大采高 5.6m,推薦滾筒直徑 d= 3000mm 要求采煤機(jī)最 小采高 3.5m, 最大采高為 5.6m.3.2.1.2采煤機(jī)裝機(jī)功率地確定工作面配套設(shè)備年生產(chǎn)能力 2.2mt, 按“三、八”制工作方式 , 每班工作 8 小時(shí), 開機(jī)率 50%計(jì)算.工作面每小時(shí)地割煤量

4、應(yīng)不小于：qh=fxq/ dxnxtxk)? ? ? ? ?式中： qh- 采煤機(jī)小時(shí)最小生產(chǎn)能力 ,t/h ； f- 能力富裕系數(shù),f=1.3 ; q-工作面配套設(shè)備年生產(chǎn)能力,2.2mt ; d-年生產(chǎn)天 數(shù),330天； n- 日工作班數(shù) ,2 ； t- 每班作業(yè)時(shí)間 ,8 小時(shí)； k- 開 機(jī)率 ,0.5.將各參數(shù)代入可得： qh=1083t?要滿足工作面年產(chǎn) 220 萬 t, 工作面每小時(shí)需要割煤 1083t.采煤機(jī)平均截割牽引速度為：vc二qh/vhxbxrxc)?式中： vc- 采煤機(jī)平均截割牽引速度 ,m/min ；q h- 采煤機(jī)每小時(shí)最小生產(chǎn)能力，1083t/h ; h-平均

5、采高，取 5.09m; b-截深,0.8m ; r-煤地容重，1.44t/m3 ; c-工作面回采率,0.95.?將各參數(shù)代入可得： vc=3.2m/min.我礦 3#煤層含夾矸層多 , 采煤機(jī)截割功率要大一些 , 將各參數(shù)代 入可得,采煤機(jī)理論裝機(jī)總功率約為 1070kw.實(shí)際生產(chǎn)中，采煤機(jī)地 裝機(jī)功率比正常割煤所需地功率要多出3050%即實(shí)際裝機(jī)功率n二1.31.5 ) nf,以增強(qiáng)采煤機(jī)過地質(zhì)構(gòu)造時(shí)地破巖能力.考慮上述影響因素 , 采煤機(jī)地實(shí)際裝機(jī)總功率應(yīng)大于 1605kw.根據(jù)下石節(jié)煤礦 3#煤層賦存條件及生產(chǎn)能力要求 , 要求采煤機(jī)地總裝機(jī)功率應(yīng)大于 1605kw,采高范圍應(yīng)為 3.

6、55.6m,確定采煤機(jī) 型號(hào)為mg750/1860-gwd.3.2.2 刮板輸送機(jī)選擇刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)地主要原則是以綜采面最大 生產(chǎn)能力為基數(shù) , 保證綜采面運(yùn)煤能力和運(yùn)輸設(shè)備地可靠性和耐用 性, 兼顧設(shè)備啟動(dòng)、保護(hù)和控制性能 .3.2.2.1刮板輸送機(jī)輸送能力地確定按照刮板輸送機(jī)地運(yùn)輸能力必須滿足采煤機(jī)割煤能力地要求 , 必 須首先根據(jù)采煤機(jī)最大割煤能力來確定實(shí)際運(yùn)輸能力 . 考慮到工作面輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件多變 , 其實(shí)際運(yùn)輸能力應(yīng)略大于采煤機(jī)地生產(chǎn)能 力：qy=1.2-1.4) xqcqc=60 xhxrxbxvc式中： qy- 輸送機(jī)地最大運(yùn)輸能力 ,t/h ；qc- 采煤機(jī)地實(shí)際

7、生產(chǎn)能力,t/h ; h-平均采高，取 5.09m; b-采煤機(jī)截深，取 0.8m;v- 采煤機(jī)平均割煤速度 , 取 4m/s； r- 煤地容重, 取 1.44t/m3.將上述各參數(shù)代入得 ,采煤機(jī)地實(shí)際生產(chǎn)能力為 1407t/h, 刮板輸 送機(jī)地運(yùn)輸能力應(yīng)不小于 1830t/h.3.2.2.2刮板輸送機(jī)電機(jī)功率地確定 刮板輸送機(jī)電機(jī)功率可按下式確定：n二kxk1xk2 2xq0 xflcos 3 +qvf2cosB士 sin 3)v1l/102n式中：n-傳動(dòng)裝置效率，取 0.95 ； k-電動(dòng)機(jī)備用功率系數(shù)，一 般取 1.1-1.3, 取 1.3；k1- 刮板鏈繞過兩端鏈輪時(shí)地附加阻力系

8、數(shù), 取 1.1 ;k2- 移動(dòng)輸送機(jī)時(shí)中部槽彎曲附加阻力系數(shù) , 取 1.1 ;l- 工作面長(zhǎng)度 ,210m;3- 工作面傾角 , 取 2; f1- 刮板鏈在槽中運(yùn)行阻力系數(shù) , 一般取 0.25-0.35, 取 0.3; f2- 煤在槽中運(yùn)行地 阻力系數(shù)，一般取 0.6-0.8,取 0.8 ; q0-刮板鏈每 M 重量，取 48kg/m; q-每 M 中部槽煤量，取 325.7kg/m.? ?將各參數(shù)代入可得： n=1230kw ? ?根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果 , 要求刮板輸送機(jī)運(yùn)輸能力應(yīng)大于 1830t/h, 裝機(jī)功率應(yīng)大于 1230kw，初步確定刮板輸送機(jī)型號(hào)為 sgz1000/2X700.3

9、.2.3 液壓支架 液壓支架架型和參數(shù)地選擇決定于開采煤層地地質(zhì)條件、生產(chǎn) 能力規(guī)模以及相配套地采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)等設(shè)備 .一般采用礦壓理論計(jì)算、實(shí)際采場(chǎng)礦壓觀測(cè)和相似類比地方法 確定工作阻力和支護(hù)強(qiáng)度地大小 . 本方案是針對(duì)首采工作面所做地 設(shè)計(jì) , 采用現(xiàn)行較通用地礦壓理論計(jì)算法計(jì)算支架地支護(hù)強(qiáng)度 .3.2.3.1直接頂載荷 q1q1=hXl1Xr式中：h-直接頂厚度；I1-懸頂距；r-體積力.? ?將懸頂距可視為支架地控頂距 l, 則：q1=hXIXr其載荷為：q1=hXr對(duì)于直接頂重量應(yīng)作為支架地載荷 , 國(guó)內(nèi)外學(xué)者沒有什么分歧 .3.2.3.2老頂載荷 q2在多數(shù)礦井地測(cè)定中 , 以

10、一般工作面為準(zhǔn) , 周期來壓時(shí)形成地載 荷不超過平時(shí)載荷地兩倍 .p=q1+q2=nXhXr式中： p- 考慮來壓時(shí)地支護(hù)強(qiáng)度； n- 增載系數(shù) , 取 2.取 h=m/k-1) m 為采高,k 為碎脹系數(shù))，k 值一般取 1.251.5, 可得：p=4-8)mPpxlxbe/n? ? ?式中： p- 綜采工作面額定支護(hù)強(qiáng)度 ,1.12mpa; l- 支架中心距 ,取 1.75m; be- 控頂距, 取 5m;n- 支撐效率, 取 0.95.?得: f 10315.8kn ? ? ? ?最終確定支架地額定工作阻力為 10500kn. 確定支架型號(hào)為zy10500/27/58 型.4. 結(jié)語目前本工作面已經(jīng)開始回采 , 在近半