煤矿综采工作面选型与配套流程.docx

PAGE11

煤矿综采工作面选型与配套流程

前言

在全球能源格局中，煤炭作为重要的基础能源，始终占据着不可替代的关键地位。我国作为煤炭生产和消费大国，煤矿综采在能源供应体系里扮演着极为重要的角色，是保障国家能源安全和经济稳定发展的重要支撑。煤矿综采通过机械化和自动化设备，实现煤炭高效开采，显著提升生产效率，降低人力成本，为工业生产和居民生活源源不断地输送能源。

煤矿综采工作面的选型与配套，是整个煤炭开采流程中的核心环节，其合理性与科学性直接决定了煤炭开采的效率、安全性以及经济效益。精准适配的设备选型和科学合理的配套方案，能够充分发挥设备效能，提升煤炭开采效率，降低设备故障率和维修成本，减少安全事故发生概率，保障矿工生命安全和企业可持续发展。以先进的大采高综采技术装备为例，其在特厚煤层开采中一次割煤高度的突破，实现了高产、高效、高回收率开采，极大地提高了煤炭资源利用率。

不过，随着煤炭开采深度和难度的不断增加，当前煤矿综采工作面选型与配套也面临着诸多严峻挑战。一方面，复杂多变的地质条件，如煤层厚度变化大、倾角不稳定、地质构造复杂等，对设备的适应性提出了极高要求；另一方面，随着科技的飞速发展和社会的不断进步，安全生产标准和环保要求日益严格，这也迫使煤矿企业必须不断优化设备选型与配套方案，以满足新形势下的发展需求。因此，深入研究煤矿综采工作面选型与配套技术，具有极为重要的现实意义和紧迫性。

选型与配套流程全景

地质条件

地质条件分析是煤矿综采工作面选型与配套的首要环节，也是整个流程的关键起点。地质条件涵盖了煤层的厚度、倾角、硬度、顶底板岩性、地质构造等多个方面，这些因素相互交织，共同影响着煤炭开采的可行性、效率和安全性。

以煤层厚度为例，它直接决定了采煤机的截割高度和液压支架的支撑高度。若煤层厚度变化较大，采煤机需具备良好的调高性能，液压支架也应能适应不同的高度要求。神东矿区部分厚煤层，厚度可达6-8米，这就需要选用大采高采煤机和与之匹配的高支撑力液压支架，以确保高效开采。

煤层倾角则对设备的稳定性和防滑性能提出了挑战。当倾角超过一定程度时，采煤机需配备可靠的防滑装置，刮板输送机要安装防滑锚固装置，液压支架也应具备防倒防滑功能。在一些倾角较大的工作面，采用了带防滑链的采煤机和带有防倒千斤顶的液压支架，有效保障了设备运行安全。

顶底板岩性对液压支架的选型至关重要。若顶板破碎，需要选择支护强度高、护顶性能好的支架类型，如掩护式或支撑掩护式液压支架；若底板松软，支架底座需有较大的面积和合理的比压，以防止支架陷入底板。

工艺与产能确定

综采工艺方式的选择紧密依赖于地质条件和开采技术要求。目前常见的综采工艺有大采高综采、放顶煤综采、薄煤层综采等。大采高综采适用于厚煤层，通过加大采煤机截割高度，实现一次采全高，提高开采效率；放顶煤综采则适用于特厚煤层，在采煤机割煤的基础上，利用支架后部的放煤口放出顶煤，增加煤炭采出量；薄煤层综采针对薄煤层，要求设备体积小、功率大，以适应狭小的开采空间。

工作面生产能力的确定是一个综合考量多方面因素的过程，包括地质条件、设备性能、开采工艺、矿井生产计划等。通常，根据采煤机的截割能力、刮板输送机的运输能力、液压支架的移架速度等参数，结合每天的工作时间和开机率，来计算工作面的日产量和年产量。例如，一个配备大功率采煤机、高效刮板输送机和快速移架液压支架的综采工作面，其生产能力可达到较高水平，满足大型矿井的生产需求。

综采工艺方式和工作面生产能力的确定，为后续的设备选型提供了明确的方向和基本依据。不同的工艺方式和生产能力要求，决定了所需设备的类型、规格和性能参数。

核心设备选型

1.液压支架选型：液压支架作为综采工作面的重要支护设备，其选型需综合考虑地质条件、开采工艺和生产能力等因素。在地质条件方面，要依据顶板稳定性、底板承载能力、煤层厚度和倾角等确定支架的类型、支护阻力、支护强度和底板比压等参数。对于顶板稳定性差的工作面，宜选用掩护式或支撑掩护式支架，以增强对顶板的支护和防护能力；底板承载能力低时，需选择底座面积大、比压小的支架，防止支架对底板造成破坏。

2.采煤机选型：采煤机的选型主要依据煤层地质条件和生产能力要求。煤层的硬度、厚度、倾角等决定了采煤机的截割功率、截割高度、牵引方式等参数。针对硬度较大的煤层，需配备大功率截割电机的采煤机，以保证顺利截割；煤层厚度变化大时，采煤机要具备较大的调高范围，适应不同的采高需求。同时，采煤机的生产能力应大于工作面设计能力，以满足高产高效的开采要求。

3.刮板输送机选型：刮板输送机的选型需与采煤机和液压支架相配套。其输送能力应大于采煤机的最大生产能力，一般取1.2倍左右，以确保煤炭能够及时、顺畅地运输。同时，刮板输送机的结构形式和附件要与采煤机的结构相匹配，如机槽宽度