6.5m 大采高综采工作面设备配套工艺研究.pdf

中国新技术新产品 2011NO.19 China New Technologies and Products中国新技术新产品 工 业 技 术 6.5m 大采高综采工作面设备配套工艺研究 李 巍 （冀中能源股份有限公司生产部调度中心， 河北 邢台 054200 ） 东庞矿 2 煤层为矿井主采煤层， 煤层厚 度 3.9～5.0m， 平均 4.5m， 采用高架综采技术， 使用的支架为 ZY5000/25/50（中心距 1.5m ） 。 由于 2600 采区下部区域及三水平区域 2 煤 层中间含夹矸 1 层，夹矸厚度为 0～2.1m， 煤 层厚度变厚， 如果采用分层开采， 回采功效较 低。 经公司、 矿多次调研， 决定在 2612 工作面 进行开采试验，采用一次采全高的方法将全 厚煤层 （6.3m ） 采出。 1 地质条件 东庞矿 2612 工作面开采煤层为 2 煤 层， 埋深-380～-520m。煤层厚度 4.4～6.1m， 储 量 206 万吨。 工作面直接顶为 3.1m 厚的粉砂 岩， 深灰色， 可见植物化石， 含菱铁质； 老顶为 2.05m 厚的细砂岩， 灰色， 含有菱铁质透镜体 及条带， 全层发育， 波状层理； 直接底为 2m 厚的粉砂岩， 深灰色， 上下部致密， 含有植物 根部化石。 工作面范围内探明夹矸厚度为 0.1～ 2.1m， 影响工作面长度 1400m。工作面回采过 程中采线倾角变化较大， 为 25-5。工作面自 切眼向外 300m 范围内为俯采，俯采角度为 8～17；工作面自切眼以外 300～800m （共 500m ） 范围内为仰采， 仰采角度为 5～14。 2 工作面设备配套研究 2.1 大采高综采设备发展水平及现状 2006 年 6 月 10 日，我国第一套 6.2m 大 采高设备在晋城寺河矿 2307 工作面正式投 入使用，最高日产达到 30125t，年产可达 1000 万吨以上。 2007 年 11 月 6 日， 在第十二 届中国国际煤炭采矿技术交流及设备展览会 上郑州煤机厂展出了 ZY15000/30/65 大采高 液压支架，山西平阳重工展出了 ZY12000/ 32.5/72 大采高液压支架。 国内 6m 以上大采高工作面主要配套设 备 根据东庞矿地质条件，通过多方调研及 与国内外科研专家交流，认为东庞矿应当采 用 6.5m 液压支架一次采全高开采技术， 这样 更能发挥综采设备的效能，大幅度提高煤炭 产量， 节约煤炭资源， 全面提高矿井经济技术 水平。 2.2 工作面设备配套技术要求 东庞矿的设备选型和总体配套遵循技术 先进、 设备可靠、 能力有余、 投资适度、 立足国 内、 实现高产高效、 低耗、 安全的基本原则。 在 总体配套上，设备配套生产能力应确保日产 10000t 即年产 300 万 t，并有较大的增产潜 力。配套技术要求如下 2.2.1 配套设备应满足工作面局部倾角 25、 走向17仰俯采要求。 2.2.2 采煤机中部卧底量 450mm， 滚筒截 深 为 800mm，铲 间距 357mm，机 面高 度 2708mm。 2.2.3 输送机中部槽推移耳为单耳， 耳厚 120mm, 销轴孔 Φ73mm， 铲板宽 345mm。 2.2.4 中部槽带防滑耳板、 支架带防滑装 置。 2.2.5 输送机机头、 机尾推移采用横梁结 构 （左右可调， 双向各不少于 2 个位置 ） 。 2.2.6 刮板输送机的销轨为锻造销轨节 距为 147mm， 保证与采煤机齿轨轮啮合良好。 2.2.7 机头第三架、 第四架、 第五架及机 尾第四架、第五架与运输机连接采用过渡推 移座， 要求推移座横向有调节量， 推移座与运 输机为销连接方式。 2.2.8 刮板输送机、 采煤机、 支架在运行 过程中不得出现相互干涉现象。 2.2.9 为保证采煤机切透三角煤， 输送机 机头、尾各采用六节变线槽，总变线量 210mm， 伸缩机尾挡铲板继续采用变线设计。 机尾采煤机摇臂与输送机间隙为 47mm。 （采 煤机 摇臂 外移 40mm、输 送机 外型 压 缩 10mm ） 。 2.2.10 输送机机头应有采煤机运行机械 限位。 2.3 工作面配套设备的确定 根据设备配套技术要求， 其设备配套为 中部支架 ZY10800/30/65D 125 台； 过渡支架 ZYG10800/30/65D 1 台； 端头支架 ZYT10800/28/55D 2 台； 采煤机MG900/2210-GWD 1 台； 输送机SGZ1250/3855 1 台。 3 工作面开采设备 改造 东庞矿 2612 工作面 倾角最大 25，俯采角度 最大 17、仰采角度最大 14。为了更好的适应工 作面大倾角俯、 仰采工况， 我们进行了设备改 进， 保证工作面安全高效回采。 3.1 采煤机 3.1.1 平滑靴和导向滑靴结构的改进 设计两种平滑靴支撑腿及导向滑靴， 分 别适用于大倾角俯、 仰采两种工况； 另外在平 滑靴外侧，安装分煤装置，改善平滑靴的工 况。 3.1.2 防滑装置 设计防滑装置，其主要组成部分为防滑 架、 油缸等， 当油缸收缩时， 防滑架上的防滑 齿头可插入运输机销排中， 防滑架、 采煤机和 运输机形成一三角形， 可支撑采煤机机身， 实 现防滑功能。 3.2 支架 3.2.1 提高工作面支架防倒、 防滑可靠性 端头安装防倒、 防滑装置 排头三架组成 锚固站， 以作为全工作面横向稳定性的基础。 中间架安装防倒、 防滑装置 工作面支架 设置调底千斤顶， 在拉架时可进行调整， 同时 防止支架横向下滑， 调整与邻架的间隙； 支架 顶梁上安装防倒装置。 运输机防滑装置支架底座安设运输机 防滑装置。 3.3 安全技术管理措施 3.3.1 针对 6.5m 大采高综采配套设备， 矿 编写了 现代化煤矿综采成套设备安装调试、 操作规范与维护保养实用手册 ， 矿相关人员 必须熟悉此手册， 区队人员经培训， 熟练掌握 各设备的操作方法及维护保养措施。 3.3.2 工作面综采支架管理按公司和矿 的有关规定严格执行， 必须使用支架防滑、 防 倒， 必须使用机头、 机尾锚固和顶锚。 4 结语 4.1 通过与国内外科研院所开展广泛合 作， 东庞矿进行了 6.5m 大采高综采工作面设 备配套研究， 研发了世界上第一套 6.5m 大采 高综采配套设备，工作面装机容量达到了 7000KW。 4.2 通过设备改进与创新，实现了 6.5m 大采高综采设备在工作面大倾角俯、仰采等 复杂地质条件下的夹矸特厚煤层一次采全高 的安全高效开采。 4.3 2612 工作面现已安装、 调试完毕， 进 入了试生产阶段，在大倾角俯采阶段采取单 向割煤的工艺下达到了日产原煤 6500t （推进 5 刀） ，这标志着该项目的研究是成功的， 为 东庞矿三水平区域夹矸煤层的开采乃至国内 外相近条件的矿井提供了成熟的配套设备。 参考文献 [1]张超.大倾角采煤工作面设备的防倒防滑 措施[J].煤矿机械， 2011-03-15. 摘要东庞矿2612工作面煤层厚度由于夹矸达6.3m， 且工作面面临大倾角俯、 仰采。 通过与国内外科研院所开展广泛合作， 进行6.5m大采 高综采工作面设备配套研究， 研发了世界上第一套国产6.5m大采高综采设备； 通过设备改进， 实现了6.5m 大采高综采设备在大倾角俯、 仰采 等复杂地质条件下的安全高效开采， 为东庞矿三水平区域夹矸煤层的开采乃至国内外相近条件的矿井提供了成熟的配套设备。 关键词6.5m 大采高综采； 设备配套； 研究 中图分类号TD72文献标识码A 125--