大倾角中厚煤层综采设备的改进与应用.pdf

收稿日期 2007 - 9 - 13 作者简介梁 雷1972 - ,男,工程师, 1995年毕业于焦作工学院采矿工程专业,现在永城煤电集团公司陈四楼煤 矿从事设计技术管理工作。 大倾角中厚煤层综采设备的改进与应用 梁 雷 永城煤电集团公司 陈四楼煤矿,河南 永城 476600 摘 要文章以陈四楼煤矿2212综采工作面为例,阐述了大倾角中厚煤层综采工作面在工 程设计上的创新及该技术的应用情况和取得的技术经济效果,介绍了利用普通综采设备开采大倾 角中厚煤层所采取的技术改进措施,对于同类煤层开采具有很好的推广应用价值。 关键词中厚煤层大倾角;工程设计;设备改进 中图分类号TD42118 文献标识码 B 文章编号 1671 - 0959 2008 0220059203 1 概 述 陈四楼煤矿是永煤集团的首对矿井, 1997年投产,设 计生产能力214Mt/a,开拓方式为立井开拓,矿井可采储量 2102亿t。主要可采煤层为二2煤层,其平均厚度216m,倾 角8 ～16,少数采区煤层倾角较大。矿井开采初期,采场 主要集中在南一,北四等煤层倾角较小的采区,综采工作 面设计、综采设备选型以及开采技术较为简单,但随着矿 井开采的不断深入,一些煤层倾角大的采区将要成为生产 采区,如何设计和开采这些大倾角中厚煤层,现有的综采 设备如何改进和采取怎样的技术措施等成为该矿必须解决 的新课题。经过广大工程技术人员几年的摸索与实践,圆 满地解决了这个课题,实现了大倾角中厚煤层综采工作面 的高产高效,保证了矿井的可持续发展。下面以2212综采 工作面为例,对大倾角中厚煤层综采工作面设计优化技术 及应用作一阐述与总结。 2 2212综采工作面工程设计 211 工作面地质条件 2212综采工作面位于北二采区向斜的南翼,总体为一 单斜构造,煤层厚度217～311m,平均219m,煤层倾角 18 ～35,平均27,由外向里逐步减小,煤层顶底板条件 较好,直接顶、直接底均为砂质泥岩,老顶、老底为中细 粒砂岩。该工作面上、下均为实体煤未开采 , 切眼处为 煤层露头,停采线处为采区上山保护煤柱;东西走向长除 去保护煤柱外为980m,倾斜长160m。 212 回采巷道的布置与掘进 在进行综采工作面设计时,为适应综采工作面产量高, 有利于综采设备的布置与安装等要求,一般都将工作面的 两个顺槽布置成直线且互相平行在水平投影上 , 但是该 工作面煤层倾角切眼处里段为18,停采线处外段为 35,并且由外向里逐步减小,如果工作面顺槽按互相平行 布置,则工作面实际斜长里外段将相差很大,不利于综采 工作面的开采。以工作面实际斜长160m设计,则两顺槽在 切眼处的平距为152m,在停采线处的平距为131m,因此 在设计工作面顺槽方位时,以下顺槽方位为基础,将上顺 槽方位由外向里向外偏移114′ 。虽然在平面上工作面两 顺槽不平行,但在工作面实际斜长上基本做到了等长布置。 在工作面生产系统完成后经实际测量,工作面实际斜长变 化值最大仅为019m,减少了增减液压支架及拆接刮板输送 机溜槽等对生产造成的影响,在工程设计上为本工作面的 高产高效奠定了基础。 另外,在考虑本工作面的掘进时,鉴于地质条件较好, 为实现工作面的快速掘进和适应回采时工作面的快速推进, 在巷道的支护上进行了优化设计。工作面两顺槽及切眼均 采取了锚网带的支护形式,加强支护采取了顺槽内加打一 排锚索梁、切眼加打两排锚索梁的支护形式,掘进时保持 顶板的完整性,底板采取巷道上帮适当破底、下帮适当留 底煤的方式,实现了工作面的快速掘进,减少了综采工作 面上下端头支护的难度,适应了综采工作面快速推进的需 要,有利于综采工作面产量的提高。 3 综采设备的改进 目前国内大倾角综采技术已经比较成熟,并且得到广 泛应用,但大多数大倾角综采工作面配备的是针对大倾角 工作面具有自身适应能力的综采支架,设备本身具有较完 善、可靠的防倒防滑装置。现有的综采设备是根据初期开 采的煤层地质条件进行的设备配套选型,理论上只适应于 煤层倾角在16以下的中厚煤层,不适合此工作面条件,但 是为了减少巨额的费用投入,本设计是在充分利用现有普 通综采设备的前提下,一方面通过对支架自主设计、安装 防倒装置;对运输机自主设计、安装防滑装置等方面进行 95 2008年第2期 煤 炭 工 程 生产经验 技术改造,使其满足大倾角煤层的开采需要,另一方面通 过采取伪斜开采和割煤、移架、推溜三个综采主要工序特 殊配合方式等具有适合本矿特色的采煤工艺,来研究大倾 角中厚煤层综采开采技术。具体采取的办法如下 311 液压支架防倒、防滑的改进 1 在原有液压支架上设计安装了防倒装置。采用 Φ100的无缝钢管作为固定连接筒,筒的周围焊有四块三角 形的加强筋,保证其不变形。销轴为40Cr,可360 自由旋 转,既不影响正常移架,又可保证将支架连成一个整体, 增加支架的稳定性,防止倒架。 2 设置排头支架。排头支架设置三架,布置在工作面 的机头部分,在排头支架上安装两组防倒千斤顶,将其连 锁成一个整体,作为整个工作面设备防倒防滑的锚固点, 千斤顶调正升紧后固定牢固,使排头支架成为一个整体, 增强抵抗中间架倾倒的能力。 3 设置调架千斤顶。针对短推移杆正拉式结构和整体 箱式长推移倒拉结构的支架,防滑千斤顶一般布置在工作 面输送机侧,控制支架梁头下甩,从而控制支架及输送机 的下滑。 4 明确移架顺序。从上向下即从机尾向机头移架,做 到 “ 一架一移 ”,移架时采取带压擦顶移架方式,以减少降 架时因自重而引起的下滑。 5 严格控制采高。严禁支架超高,超高地段采取适当 留底煤的方法,确保支架接顶严密、支撑有力,增大支架 与顶底板的摩擦力。 312 运输机防滑的改进 1 安装防滑装置。从机头第5架支架开始,每间隔5 架在支架底座前端与刮板运输机推移耳之间安装一套防滑 装置。工作面每隔5组支架安装一组防滑千斤顶,并配置 双向锁和安全阀,千斤顶与运输机槽子用链条连接。 2 在推移运输机时要张紧防滑千斤顶链条,防止运输 移动时下滑。 3 运输机溜槽封底板采用有花纹的钢板,增大溜槽与 底板的摩擦力。 4 采取单向割煤方式,上行空刀、下行重刀,减小采 煤机割煤时对运输机的反作用力;上行空刀时,摇臂走底 刀,减少采煤机对运输机的作用力。 5 推溜顺序采取从工作面溜子机头自下而上依次推溜 的顺序。 313 采煤机防滑的改进 1 安装防滑抱闸。采煤机安装防滑抱闸,停机或停电 时,自动抱死,防止煤机下滑。 2 采煤机控制系统采用先进的交流四象限变频调速技 术,当下行割煤时的下滑速度大于牵引速度时,采煤机产 生发电制动,限制采煤机下滑。 3 采煤机停机时必须停在下滚筒切入煤墙处。 314 采煤机拖移电缆及水管的防滑技术措施 生产过程中,当采煤机由机尾下行割煤时,由于电缆 和水管的自重会产生在电缆槽内 “ 飞车下滑 ”现象,电缆 水管极易窜入运行中的溜子内或采煤机滚筒下,造成电缆 水管严重损坏。为避免这种现象,采取了以下防滑技术措 施 1 将电缆在工作面中部折弯,此处电缆用钢丝绳及绳 卡锁在电缆槽上。 2 将电缆夹绑上皮带,以增加摩擦阻力。 3 每30m用皮带条配合细钢丝绳扎紧电缆水管,然后 固定在电缆槽上,工作面共设6处防滑点。 4 支架工看好分工范围内的电缆,发现电缆下滑脱槽 及时停机处理。 315 工作面防飞煤矸技术措施 1 在原运输机挡煤板安上自制的卡接式钢板,对运输 机挡煤板加高300mm,可有效防止煤矸块的飞出。 2 在煤机机身加装两块挡煤板,保护煤机司机的安 全。 3 工作面每15m安装一块600mm600mm可升降的 防矸网用1215mm的钢丝绳编织成方格网,网眼50mm 50mm,四周用槽钢固定 , 防矸网用钢丝绳吊挂在支架前 梁和运输机之间,距运输机电缆槽100～150mm,在煤机通 过时升起挡矸网,在煤机离开后立即放下网片,可有效减 缓大煤矸块向下滚落的速度,防止煤块窜出溜槽。 316 外部运输设备的改进 由于该工作面的煤炭自顺槽出来进入采区运输上山以 后存在一个大倾角下运问题,下运倾角达到35,如何解决 350运输上山煤炭的下运问题直接关系到整套技术优化能否 成功。如果使用皮带机运输,煤炭下滑、滚动、制动问题 目前无法解决;如果采用铸石箱溜槽,则无法控制煤的下 滑速度,降低块煤率,容易压死前面的运输设备;经过综 合考虑,决定采用SGZ630/275型刮板运输机进行运输, 并对其结构进行改进。改进的技术要点如下① 将原结构 的机头双电机驱动改为机头、机尾各一个驱动装置的两端 驱动,一方面可以改善刮板链的受力状况,另一方面可减 小刮板运输机机头的断面尺寸和巷道断面;② 配带两节5 凸槽及相应的挡煤板,安装在倾角变化较大的地点,改善 刮板运输机的运行状况;③刮板运输机全长增加挡煤板, 并且在上部加装金属网,实现上部运煤通道全封闭,防止 大倾角处煤炭滚出伤人;④配带封底板,减小底链阻力; ⑤ 在每块挡煤板外侧加工拉耳,用于将刮板运输机固定在 底板上,防止其下滑。 4 经济效果分析 1 2212综采工作面自投产以来,历经五个月的生产, 共生产原煤64万t,其中最高月产原煤18万t,平均月产 原煤1218万t,取得了显著的经济效益。另外,该技术在 2708、2216、 最大倾角为43 的2207综采工作面等也取得 06 生产经验 煤 炭 工 程 2008年第2期 收稿日期 2007 - 07 - 10 作者简介刘东辉1961 - ,男,山东腾州人,技师,现从事矿井机械设备维修工作。 浅谈矿井提升机滑动轴承检修与装配 刘东辉,张运华 兖矿集团鲍店煤矿,山东 邹城 273513 摘 要文章阐述了矿井提升机滑动轴承监测与检修装配的必要途径和方法,重点分析了滑 动轴承刮研的工艺过程,以及在刮研过程中应注意的事项,总结出检修与装配滑动轴承的工艺方 法。对工业现场滑动轴承的检修装配具有一定的指导作用。 关键词滑动轴承;检修;装配 中图分类号TH117 文献标识码 B 文章编号 1671 - 0959 2008 0220061203 近年来,随着煤矿的迅速发展,煤矿生产和建设规模 不断扩大,机械化水平逐年提高,对机械设备的安装、维 护、检修水平的要求也相应的提高,以满足煤矿发展的需 要。滑动轴承装配检修难度大,维护条件复杂以及技术工 人的业务技能水平不高等原因,成为制约矿井提升机经济 可靠运行的重要因素。因此本文以鲍店煤矿主提升机为例, 介绍了滑动轴承检修与装配的方法。 1 液体摩擦滑动轴承的工作原理 液体摩擦滑动轴承是一种润滑性能较理想的轴承。当 轴颈转速达到一定线速度时,轴颈和轴承之间被一层润滑 油膜所隔开,使两滑动表面不直接接触,滑动摩擦变为润 滑油层间的液体摩擦,从而使摩擦系数减小,增加了轴承 的承载能力,延长了使用寿命。 111 形成液体摩擦的原理 轴颈在轴承中形成液体摩擦的原理有三个过程见图1 ① 静止时,由于自重而处于最低位置,因轴颈还未旋转, 故不发生摩擦;② 起动时,轴颈开始旋转,并沿轴承内壁 向上移,在B处产生界限摩擦;③达到一定转速时,轴颈 与轴承表面完全被油膜隔开,形成液体摩擦。 112 形成液体摩擦的条件 形成液体摩擦的条件① 轴颈与轴承配合后应有一定 的楔形间隙;② 轴颈应保持一定的线速度,以建立足够的 油楔压力;③ 轴颈、轴承应有精确的几何形状和较高的表 面粗糙度;④ 适当粘度的润滑油,连续充足的供油量。 2 滑动轴承的检查维护方法 矿井提升机向心动压滑动轴承常用剖分式滑动轴承, 轴瓦常用两端凸缘的翻边轴瓦,分上下轴瓦,主要承载区 是下轴瓦。轴承材料一般采用巴氏合金,巴氏合金具有较 高的减磨性,油吸附性,塑性和较低的摩擦系数等优点。 211 滑动轴承的检查方法 21111 外部检查方法 1 外部检查润滑情况、温度、起动停止和运转中的 振动、窜动和声音。 2 在线温度监测在轴瓦上安装温度传感器,超温能 自动报警,以便及时发现轴承故障,进行处理,避免烧瓦 事故。 了圆满成功,取得了显著的经济效益。 2 通过对大倾角综采工作面的工程设计优化,减少了 增减液压支架及拆接刮板输送机溜槽等对生产造成的影响, 在工程设计上为综采工作面的高产高效奠定了基础。 3 通过对大倾角综采工作面的设计优化和实践,成功 摸索出一套使用普通综采设备适应大倾角中厚煤层的综采 技术。此技术既可减少了巨额的设备费用投入,又可充分 发挥综采生产能力,利用普通综采设备顺利解放出大倾角 煤层,保证矿井的持续、健康、稳定发展。 4 该技术应用以来,彻底改变了工作面安全生产的状 况,极大地改善了工人的劳动作业环境和劳动条件,与炮 采采煤工艺相比较,安全、高效,能够减轻工人劳动强度, 真正实现了安全生产,社会效益显著。 5 结 语 通过对大倾角综采工作面的设计优化和实践,充分证 明了利用普通综采设备进行大倾角综采的可行性,解决了 困扰我矿乃至整个集团公司大倾角综采开采的重大技术难 题,总结了一系列技术创新经验,为指导大倾角综采开采 提供了新思路,并为以后的推广应用奠定了基础,对于同 类煤层开采具有很好的推广应用价值。 责任编辑 崔永丰 16 2008年第2期 煤 炭 工 程 生产经验