峰峰集团黄沙矿薄煤层液压支架的设计与配套.pdf

第 1 6卷 第5期 总第 1 0 2期 2 0 1 1年 1 0月 煤矿 开采 Co a l mi ni ng Te c hn o l o g y V o 1 ． 1 6 N o ． 5 S e r i e s N o ． 1 0 2 Oc t o be r 201 1 峰峰集团黄沙矿薄煤层液压支架的设计与配套 谢德 瑜 冀中能源峰峰集团，河北 峰峰0 5 6 2 0 0 [ 摘要] 通过对峰峰集团黄沙矿地质条件的分析，总结 了薄煤层综采工作面配套原则，研发 出针对黄沙矿地质条件的薄煤层液压支架，实现了该矿薄煤层安全高效开采。 [ 关键词] 薄煤层；液压支架；设备配套 [ 中图分类号]T D 3 5 5 ． 4 3 [ 文献标识码]B [ 文章编号]1 0 0 6 - 6 2 2 5 2 0 1 1 0 5 - 0 0 5 9 - 0 2 De s i g n o f Po we r e d Su pp o r t f o r Th i n Co a l - s e a m M i n i ng a nd I t s Co r o l l a r y Eq ui pme n ts i n Hua n g s h a Co l l i e r y o f Fe n g f e ng Gr o up 我国1 ． 3 m以下薄煤层储量约占全国煤炭总储 量的2 0 ％，8 5 ％以上的矿区均赋存有薄煤层 。 国内薄煤层大多采用炮采或小功率机组开采，劳动 强度大、安全性差、效率低、效益差，根本原因在 于薄煤层开采工作空间狭小，设备研制难度大，一 直没有研制开发出合适 的薄煤层综采设备 。为 了解决薄煤层开采难题，天地科技股份有限公司以 峰峰集团黄沙矿薄煤层作为主要对象 ，研制开发 了 Z Y 3 3 0 0 ／ 0 7 ／ 1 3 D薄 煤层两 柱掩护 式液压 支架 ，配 套 MG1 6 0 ／ 3 6 0 一 WD型滚筒式采煤机和 S G Z 6 3 0 ／ 2 2 0 刮板输送机 ，实现了该矿薄煤层安全高效开采 ，有 效地解决了困扰我国煤炭行业技术难题 。 1 矿井煤层赋存条件 黄沙矿 2 上煤层厚度 0 ． 6～0 ． 9 m，平均厚度为 0 ． 7 5 m；煤层厚度较稳定 ，无夹矸 ，煤质 良好 ，属 肥煤 ；直接顶板为 4 ． 0～5 ． 0 m粉砂 岩 ，属 于一类 顶板 ， -厂 3 ． 0左右 ；底板为 3 ． 0 4 ． 0 m粉砂岩 ， 厂 3 ． 0左右 ；煤层倾角 1 7～ 2 4 。 ，平均 2 O 。 。 2 工作面设备配套原则 1 采煤机降低 机身高度 ，采煤机采 用双 截割电机并行布置 ，解决了装机功率与机身高度之 间的矛盾 ，实现了薄煤层采煤机矮机身、大功率， 增强 了煤 机在各 种不 利地 质条 件 断层 、加矸 、 局部变窄 、褶 曲下 的截割能力。采用非机 载能 量回馈式 四象限变频调速系统 ，有效地解决了薄煤 层电牵引采煤机在大倾角薄煤层工作面的动态制动 难题。同时采用弯摇臂设计，以加大装煤空间。 为了有效地降低机面高度 ，研发了销排反装结 构 见 图 1 。由图可知 ，该结构改变 了常规 的销 排齿轨啮合方式 ，刮板输送机销排座不是布置在槽 帮上方，而是设置在槽帮侧面，采煤机齿轨通过 “ 反握”住销排方式进行啮合 ，减小了轨座尺寸对 配套尺寸的影响，最大限度降低了机面高度。 图1 销排反装结构 结合国内外目前薄煤层综采设备研制水平， 研 发出大功率、矮机身、装煤效果良好的薄煤层电牵 引滚筒式采煤机 ，主要技术参数见表 1 。 表 1 MG 1 6 0 ／ 3 6 0 一 WD型滚筒式采煤机主要技术参数 项目 技术参数 装机功率／ k w 适应倾角／ 。 牵引速度／ m mi n 截 ． ／ mm 煤层坚固性 系数 -厂 滚筒直径／mm 机身高度／mm 电压等级／ V 8 0 x2 x2 1 5 x2 1 0 ≤3 0 0 ～6 ／1 0 6 3 0 ≤4 9 0 0 6 7 8 1 1 4 0 2 刮板输送机为了降低槽帮高度，研发 了紧凑型扁平链，有效地降低了链条立环高度；研 制了铸焊结构封底式矮槽 帮中部槽 ，同时对机头 、 尾进行特殊设计，在保证强度的情况下，最大限度 [ 收稿 日 期]2 0 1 1 0 7 2 9 [ 基金项目]“ 十一五”科技支撑项目薄煤层机电一体化开采关键技术及装备 2 0 0 6 B A B 1 6 B 0 3 [ 作者简介]谢德瑜 1 9 6 5 一 ，男，河北沧州人 ，高级工程师，现任冀中能源峰峰集团有限公司副总经理。 5 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 总第 1 0 2期 煤矿 开采 2 0 1 1 年第5期 地降低中部槽高度，满足了薄煤层综机设备配套需 要。主要技术参数见表 2 。 表 2 S G Z 6 3 0 ／ 2 2 0型刮板输送机主要技术参数 运输量／ t h 中部槽 内宽／ mm 圆环链规格／ mm mm 刮板链型式 电机功率／ k W 中部槽结构 中板厚度／ mm 链 速／ i n s 电压等级／ V 4 0 0 5 9 0 2 2x 8 6一 C 中双链 6 3 0 整体铸焊 、封底 2 O 1 1 1 4 0 3 液压 支架 液压支架采用板式整顶梁结 构，最大限度降低支架顶梁厚度，以满足薄煤层配 套高要求。支架不设活动侧护板，为尽可能少漏 矸 ，顶梁宽度加大到 1 4 5 0 m m。底座采用底封式刚 性底座 ，底板后部敞开 ，保证推移机构能够顺利排 出浮煤。为了减小底座前端比压，将底座宽度加宽 到 1 3 5 0 m m，同时尽可能 向前加长底座长度 ，尽可 i I I I 大 接底 面积 ，优化 后 的支架 前 端 比压 仅有 1 ． 7 4～1 ． 7 6 M P a ，远小于煤层底板抗压强度 3 M P a ， 有效地防止了支架插底 。支架安装底调装置，可满 足倾角不大于2 5 。 以下薄煤层开采。 液压支架采用电液控制系统 ，实现了移架 、推 溜自动化；采煤机安装了远程遥控操作装置，使移 架 、推溜 、割煤等工序操作 “ 无人或少人化 ” ，提 高了安全生产程度。主要技术参数见表 3 。 表 3 Z Y 3 3 0 0 ／ 0 7 ／ 1 3 D型薄煤层两柱掩护式 液压支架主要技术参数 项 目 参数 型式 高 度 最低／ 最高／ m m 宽度／ m m 中心E 巨 ／ m m 初 撑 力 P 3 1 ． 5 MP a ／ k N 工作阻力 P3 9 ． 7 MP a ／ k N 对底板比压 前端值／ M P a 支护强度 f o ． 2 ／ M P a 泵站压力／ MP a 操作方式 重量／ t 3 配套尺寸 根据薄煤层工作面的配套原则， 采煤机机面高 度确定为 7 3 5 m m，过煤高度为 2 5 2 m m，中部挖底 量为 9 5 m m。 工作面煤层厚度 0 ． 7 5 m，采 高 l I n ，工作 面割 底 0 ． 2 5 m左右 ，灰分为 3 2 ％ 一3 5 ％。 工作面设备配套如图2 所示。 4 应用情况 图2 工作 面设备配套 该套设备用于黄沙矿 2 上煤层薄煤层。首采工 作面长度 为 5 0 m，平 均 日进达 到 1 0 m，日产原煤 7 2 0 t ；最高 日推进度为 1 7 m，最高月产达 3 6 7 2 0 t ， 具备年产 0 ． 4 M t 的生产能力。 黄沙矿开采实践表明，该套设备配套合理，自 动化程度高，能够较好地满足薄煤层开采需要，可 在类似条件矿区进行推广应用。 6 0 [ 参考文献] [ 1 ]王国法，李 政 ． 新型液压支架及液压支架技术发展方向 [ J ]． 煤炭科学技术， 2 0 0 2 ， s 1 1 3 ． [ 2 ]翟德元，王悦汉，汪理全 ．中国煤炭工业高产高效矿井的创 建与发展 [ A ]． 2 1 世纪高效集约化矿井学术研讨会 [ c]． 2 o o1 ． [ 3 ]王国法 ． 薄煤层安全高效开采成套装备研发及应用 [ J ]． 煤 炭科学技术 ，2 0 0 9 9 ． [ 4 ]王国法 ．“ 十二五”煤矿开采装备技术的发展展望 [ J ]． 煤 矿开采 ，2 0 1 1 ，1 6 3 1 9 2 4，5 O ． [ 责任编辑 徐亚军] 式0 铝 M 撇姗。D 耵 酬 掩 ～ ～ L 雅 ■ 电 l O 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m