厚煤层分层综采设备配套问题研究.docVIP

收稿日期:2002-05-31 基金项目:河南省科技攻关项目(项目编号981150118) 作者简介:翟新献(1963-),男,河南偃师人,副教授,硕士,从事采矿工程的教学和科研工作。 特约专稿 厚煤层分层综采设备配套问题研究 翟新献1,董双喜2,卢廷奇3,岑　奕3 (1.焦作工学院,河南焦作　454000;2.平顶山煤业集团公司一矿,河南平顶山　467000;3.右江矿务局, 广西田东　531501) 摘　要:结合分层开采的特点,提出了分层综采工作面设备配套、设备选型原则,阐明了分层开采对液压支 架的要求和液压支架的发展方向。最后总结了平煤一矿在高产高效矿井建设中,逐渐形成的经济型分层 综采工作面设备配套方案。 关键词:厚煤层;分层综采;设备配套 中图分类号:TD355+·4　　　文献标识码:A　　　文章编号:1005-2798(2002)04-0005-02 　　平煤一矿自1975年开始使用综采以来,在使用 过程中经历了一段艰难的道路,但在近三十年的发 展历程中,也取得了一些成绩,其中综采四队利用原 苏联支架于1984年年产超过百万吨,综采五队利用 国产支架分别于1987年~1991年连续5 a创出年 产百万吨;综采三队自1991年起,连续10 a达到或 超过年产百万吨的高产纪录,一直保持煤炭工业创 水平的综采队,并在1998年创出年产201万t的矿 井最好记录,最高单产达到20·5万t/月,技术经济 指标达到国内外先进水平。 随着分层综采开采机械化程度的发展,矿井生 产技术经济面貌发生了很大变化,矿井采煤机械化 程度逐年提高,1987年达到91·62 %,1988年被煤 炭工业部首批命名为“现代化矿井”,1994年~1996 年连续3 a成为煤炭工业“部级高产高效矿井”。 1　分层综采工作面设备配套与选型 1·1　分层综采工作面设备配套 分层综采工作面设备配套受多种因素影响,要 实现各设备之间的最佳优化组合,使工作面取得最 佳的经济技术效果,设备配套应符合二个基本原则: ①依据矿井开采设计中采煤工作面年设计能力作为 设备配套的第一原则。随着技术进步,分层综采工 作面生产能力将不断提高,应把近期设计能力与中 长期目标有机结合起来。②遵循矿井开采设计中设 备投资费用原则。当由于市场变化和其它原因造成 投资明显不足时,应争取投资决不能降低设备配套 档次,迁就凑合。 分层综采工作面“三机”(采煤机、刮板输送机和 液压支架),是整套综采设备的重点,“三机”配套是 整套综采设备的核心。采煤机依靠刮板输送机导向 割煤,刮板输送机依靠液压支架为支点推移,液压支 架又依靠输送机支承前移,因此要求“三机”在横断 面尺寸、设备性能、设备生产能力之间相互匹配,实 现分层综采工作面的最大生产能力和安全生 产[1,2]。 1·2　分层综采工作面设备选型 分层综采工作面设备选型时,对采煤机、刮板输 送机没有特殊要求,选型的重点是液压支架,对顶分 层及中、下分层开采时,支架各有不同的要求。 (1)　液压支架选型的基本原则。①液压支架 吨位合理:支架的重量应控制在矿井辅助运输设备 的运输能力范围内。液压支架的重量如果太重,超 过了矿井辅助运输设备的能力,支架需要解体运输, 耗费大量的人力和物力,所以支架尽可能降低重量, 必要时采用高强度材料。②支架的运输高度尽可能 小:支架的最小高度通常就是其运输高度。支架高 度低,重心低,装车平稳,对运输巷道的高度没有特 殊要求,生产矿井,对于井下主要巷道、风门等尺寸 已经定型,在不需要改造的情况下,能够满足支架运 输的要求。③支架的支撑高度有较大的变化范围: 液压支架高度伸缩性大,能够适应的采高范围就大, 5煤第11卷第4期液压支架不但能够满足不同采高工作面支护的需 要,而且也能适应断层、煤厚变化条件下开采的需 要。④支架结构有较强的适应性:在支架设计时,应 满足矿井不同地质条件下对支架结构要求,使支架 尽可能适应顶分层,中、下分层和单一煤层开采的需 要。 (2)　顶分层开采对液压支架的要求。①由于 顶分层工作面顶板为岩石,所以顶分层开采对液压 支架支护强度的要求比下分层大,可根据矿压实测 或根据顶板类型估算确定支架的支护强度。如果老 顶周期来压显现明显,立柱和平衡千斤顶的安全阀 要采用中流量或大流量,否则支架卸、让压速度较 小,造成支架构件的损坏。②顶分层工作面底板为 煤层,属于软底板,所以支架底座前端对底板比压越 小越好,可以防止支架扎底。③顶分层开采瓦斯涌 出量较下分层大,所以较大的通风量要求工作面支 架应有较大的通风断面。 (3)　中、下分层开采对液压支架的要求。①下 分层工作面顶板为再生顶板,底板为煤层或软岩层, 要求支架底座前端对底板比压越小越好,防止支架 扎底。②中、下分层开采要求支架的最大支撑高度 比