极薄煤层三机配套设备选型研究.pdf

SH21.504＞SHmin1.3 安全。 ⑥主要参数与几何尺寸计算 mn12 mm，mtmn/cos β12.43 mm z126，z2122，β159′35″ d1mnz1/cos β323.249 mm d2mnz2/cos β1 516.784 mm da1d12ha*mn344.849 mm da2d22ha*mn1 538.384 mm df1d1-2hf*mn296.849 mm df2d2-2hf*mn1 490.384 mm a 1 2 （d1＋d2）920.016 5 mm b1455 mm，b2450 mm 在满足设计要求及传动件材料一致的情况下， 将渐开线齿轮改型成双圆弧齿轮， 中心距减小了 24，并且安全系数也提高了。这样大大缩小传动箱 体积，降低成本，并且齿轮的承载能力和使用寿命 也大幅提高。 原有的减速箱和改进后的减速箱建模后的效 果对比如图1所示。 图1效果图对比 3结语 目前我国制造热轧机、冷轧机和箔轧机技术与 国际水平尚存在较大差距。 为缩短这种差距，必须 对一些旧设备进行改造，以适应日益激烈的国际市 场竞争。 参考文献 ［1］沈晓斌,张付英,王平，等．新型双螺杆磨浆机传动系统的设计研 究［ J］.机械设计与制造,2009，30（7）180-181. ［2］沈晓斌,张付英,王平.双圆弧齿轮在双螺杆磨浆机传动系统中的 应用［J］.煤矿机械,2008，29（2）42-44. ［3］机械设计手册编委会.机械设计手册齿轮传动［K］.北京机械 工业出版社，2007. 作者简介 沈晓斌（1983-），女，江苏盐城人，工学硕士，讲师， 主要研究方向为机械设计及理论，目前就职于天津冶金职业技术学 院机械系，电子信箱shenxiaobin1983. 责任编辑侯淑华收稿日期2012－02－30 煤矿机械 Coal Mine Machinery Vol.34No.05 May. 2013 第34卷第05期 2013年05月 使用维修 极薄煤层三机配套设备选型研究 魏辉， 杨洋 （山东科技大学 资源与环境工程学院， 山东 青岛266590） 摘要 针对良庄煤矿六层煤煤层较薄，平均厚度为0.8 m，工作面回采效率低下这一问题，进 行了在六层煤极薄煤层条件下进行综合机械化开采技术的研究。 选用了MG2160/710AWD型电 牵引采煤机与ZY3200／7.5／16型支撑掩护式液压支架， 工作面选用SGZ630/264-BW型刮板输送 机。 对6603工作面进行了开采应用，结果表明，“三机”设备配套合理，煤炭回采率显著增加，机械 化程度大幅度提高，工人的劳动强度大大降低，实现了薄煤层的综合机械化开采。 工作面日产量由 300 t提高到1 800 t，单产提高3.6万t，煤炭回收可达98，经济效益显著。 关键词 极薄煤层； 三机配套； 综合机械化； 开采工艺 中图分类号TD421文献标志码A 文章编号1003 － 0794（2013）05 － 0217－ 03 Thin Coal Layer Three Machine Equipment Optimization Research WEI Hui，YANG Yang （School of Resources and Environment Engineering，Shandong University of Science and Technology，Qingdao 266590, China） AbstractAccording to six coal seam is too thin in Liangzhuang coal mine, the average thickness is 0.85 m, and mining efficiency is low this problem, put forward the research of comprehensive mecha- nized mining technology in the six layers of thin coal seam conditions. It selected the MG2 160/ 710AWD type electrical haulage shearer and ZY3200/7.5/16 type standing shield hydraulic support, and scraper conveyor with SGZ630/264-BW in working face. On 6603 working face mining application, the results show that, the“three machines”equipment is reasonable, the coal recovery rate increase and mechanization degree is greatly improved, greatly reduced the labor intensity of workers, and achieved a complex comprehensive mechanization mining under the conditions of thin seam. The daily output from 300 tons to 1 800 tons in coal working surface, per unit area yield increased 36 000 tons, the coal recovery can reach 98, economic benefit obviously. Key words thin coal seam; three machines assortment; comprehensive mechanization; mining technology 217 0引言 我国的薄煤层和极薄煤层分布广泛，可采储量 61.5亿t，约占煤炭总可采储量的20。 但是由于缺 乏适应性好、生产效率高的综合开采装备，极薄煤 层开采单产低、生产成本高、经济效益差，使很多煤 炭企业放弃极薄煤层开采，造成煤炭资源的严重浪 费。 山东新汶矿业集团良庄煤矿六层煤为极薄煤 层， 为了充分利用煤矿资源和延长矿井的寿命，公 司对极薄煤层综采配套设备进行了研制。 根据良庄 煤矿地质条件，将普采设备进行升级，对采煤机、液 压支架和刮板输送机三机进行了合理配套选型，实 现了极薄煤层条件下综合机械化开采。 16603工作面地质概况 良庄煤矿六层煤6603工作面走向长度770～ 935 m，倾向长度40～171 m，煤层厚度0.71～1.0 m， 平均煤厚0.85 m，煤层倾角2～8，平均5。 煤色乌 黑，光泽较亮，内生裂隙发育，性脆，易破碎成块状， 条带状结构，层状构造。 煤层直接顶为砂质页岩，灰 色、致密、局部破碎，抗拉强度为5.63 MPa，抗压强 度为36.36～53.7 MPa，顶板平整无大的波浪状。六层 煤硬度f2.4，原煤灰分变化在特低灰～中灰分之间， 在各煤层中灰分最小，并且属特低磷分煤。 其发热 量为27.13～32.56 MJ/kg，平均29.56 MJ/kg；其发热 量在各煤层中是最大的。 六层煤具有煤质好，发热 量高等诸多优点。 因此，其大规模开采，既可以充分 利用煤炭资源，又能延长矿井服务年限，具有广阔 的市场发展前景。 2工作面“三机”配套设备选型 根据6603煤层的赋存状况、地质构造、结合综 采工作面设备配套尺寸及配套能力来确定，满足煤 层厚度、煤层硬度、顶底板岩性、地质构造、采煤方 法和工艺要求、技术经济效果、 配套设备要求等因 素进行综合分析研究，通过对普采设备MGD100型 采煤机、SGW-44型输送机、DZ-30/100 型单体液 压支柱的设备升级， 确定工作面采用MG2160/ 710AWD型双滚筒采煤机落煤、装煤，上下端头自 开缺口； 使用SGZ-630/264-BW型刮板输送机运 煤；使用ZY3200/7.5/16型液压支架（架）支护顶 板。 （1）MG2160/710AWD型采煤机主要参数 MG2160/710AWD型电牵引采煤机是1种多 电机驱动，电机横向布置，交流变频调速无链双驱 动电牵引采煤机。 总装机功率710 kW， 机面高度 853 mm，为工作面创造了更大的工作空间。 采用高 强螺旋滚筒，并优化了叶片螺旋升角，加大了截割 能力，能截割一定的矸石夹层。 有效增大了推煤面 积，加强了装煤效果。 MG2160/710AWD采煤机主要参数 截深/mm630 最大采高/m2.56 过煤高度/mm310 煤层倾角/（）＜40 总装机功率/kW710 卧底量/mm110 机面高度/mm853 额定牵引速度/mmin-10～12.6 整机重量/t29 （2）ZY3200/7.5/16型液压支架主要参数 ZY3200/7.5/16液压支架主要参数 工作阻力/kN3 200 高度/mm750～1 600 中心距/mm1 500 宽度/mm1 420～1 590 数量/架91（平均） 初撑力/kN1 945～2 324 支护强度/MPa0.47～0.56 ZY3200/7.5/16型支撑掩护式液压支架采用单 台邻架操作； 单台支架降-移-升自动顺序控制；成 组自动控制，在工作面就地操作及“远程”操作；能 在工作面实现本架闭锁和工作面急停功能。 液压支 架在顶梁和掩护梁之间设有平衡千斤顶,在工作过 程中受力更加平衡，提高了工作的稳定性。 （3）SGZ630/264-BW型刮板输送机主要参数 SGZ630/264-BW型刮板输送机，在结构上保证 了与采煤机和液压支架的配套关系，并具备足够的 强度、刚度和耐磨性，满足了工作面生产能力的要 求。 整机机身低，传动系统采用行星减速器垂直布 置；中部槽槽帮钢为铸造，与NM360耐磨板经焊接 后采用等离子熔敷，具有强度高、耐磨性好等特点。 特在转载机桥后增加析水溜槽，降低煤块之间的含 水量，增大摩擦阻力，有利于上山带式输送机的安 全运输。 SGZ630/264-BW型双中链刮板输送机主要参数 设计长度/m180 出厂长度/m144 输送量/th-1350 刮板链速/ms-10.93 电动机型号YBS-110 电动机转速/rmin-11 475 电动机电压/V660/1 140 第34卷第05期Vol.34No.05极薄煤层三机配套设备选型研究魏辉，等 218 第34卷第05期Vol.34No.05极薄煤层三机配套设备选型研究魏辉，等 电动机功率/kW2110 减速器型号JS-110 传动比139.024 刮板链形式双中链 刮板间距/mm860 规格准2286-C 圆环链破断负荷/kN≥597.8 中部槽规格（长宽高）/mm1 500630190 槽帮形式铸造E形 紧链装置液压紧链 液力耦合器型号YOXD-500 传动介质水 传递功率/kW75 3工作面开采工艺 6603工作面采煤工艺为综合机械化采煤,采用 MG2160/710AWD型电牵引双滚筒采煤机双向截 煤，见顶见底一次采全高，往返一次进2刀。 采煤机 正常截煤为前滚筒在上截顶煤、 后滚筒在下割底 煤， 截煤的同时完成装煤； 采用SGZ-630/264-BW 中双链刮板输送机运煤、SGW630/55转载机运煤； ZY3200/7.5/16型掩护式液压支架支护顶板，施工顺 序为截煤→移架→移输送机。 采空区采用全部垮 落法管理顶板。 工作面移架采用追机移架的方式及时维护顶 板，移架距离采煤机后滚筒6～9 m。并随移架后顺序 移溜，移溜步距0.6 m，弯曲段长度≥15 m，移溜方 向为自下（上）而上（下），移溜距移架的距离≤5 m， 最远15 m。 采煤机提（推）机正常截煤时， 按照自下 （上）而上（下）的顺序，依次推移刮板输送机，在采 煤机向上 （下） 斜切进刀切入煤壁规定截深0.6 m 后，将输送机按自下而上的顺序推向煤壁，成一条 直线。 4经济效益分析 良庄煤矿自在六层煤工作面采用“三机”配套 设备后，设备无事故运转120 d，生产原煤10万t， 创造产值7 000万元，直接经济效益2 100万元；工 作人员由普采的120人降低到现在的70人； 日产 量由300 t提高到1 800 t，单产提高3.6万t；全员 效率由原来的2.5 t/工提高到25.1 t/工。 5结语 通过6603极薄煤层综采工作面设备配套选型 研究，良庄煤矿的极薄煤层综采工艺技术有了大幅 度的提高，不但降低了工人的劳动强度，保障了井 下工人的人身安全，而且显著提高了生产效率。 极 薄煤层综采工艺与连续协调开采新技术的高效结 合，为进一步调整矿井生产结构，实现了极薄煤层 高产高效，并为安全生产奠定了基础，也为其他同 类矿井积累了宝贵经验。 （1）极薄煤层采用综合机械化开采，加强了顶 板支护强度，减少了工人体力劳动，降低了不安全 因素； （2）六层煤可采储量657.8万t，按照普通机械 化采煤工艺开采，其回收率较低。 经过综合机械化 采煤后，煤炭回收可达98，直接经济收入为2 100 万元； （3）六层煤日产量由300 t提高到1 800 t，单产 提高3.6万t， 精煤回收率61.79， 中煤回收率 10，煤泥回收率8；年创产值7 000万元； （4）六层煤极薄煤层工作面三机设备改进及应 用研究成功，可大幅度提高工作面单产，提高安全 系数。 极薄煤层工作面三机设备应用课题在全国范 围内都是较困难的，技术成熟后可在全国范围内推 广应用。 参考文献 ［1］李剑峰.薄与较薄煤层高产高效成套设备［J］.煤矿机械,2012，33 3187. ［2］胡美红.薄煤层综采“三机”设备配套技术研究［J］.煤矿机械， 2009，30（10）172-173. ［3］刘锦荣.大同矿区薄煤层综采设备配套与开采实践［J］.煤炭科 学技术，2011，39（11）40-43. ［4］周华强，侯朝炯，孙希奎，等.固体废物膏体充填不迁村采煤［J］. 中国矿业大学学报，2004，332）154-158. ［5］卢双,廉自生.综采工作面设备尺寸配套分析［J］.煤矿机械,2011,32 513-15. ［6］李建平，杜长龙，张永忠.我国薄与极薄煤层开采设备的现状和 发展趋势［J］.煤炭科学技术，2005，33（6）65-67. ［7］解鸿章，任中全，谢晓莉.煤矿综采工作面“三机”中部断面配套 研究［J］.煤矿机械，2010,311232-33. 作者简介 魏 辉（1989-），宁夏石嘴山人，硕士，主要从事采矿 工程研究，电子信箱wei632986698. 责任编辑马宝玲收稿日期2013－02－30 ≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤ 版权声明 本刊已许可中国学术期刊（光盘版）电子杂志社在中国知网及其系列数据库产品中以数字化方式复制、 汇编、发行、信息网络传播本刊全文。该社著作权使用费与本刊稿酬一并支付。作者向本刊提交文章发表的行 为即视为同意我社上述声明。 煤矿机械杂志社 2011年7月12日 219