综述薄煤层综采工作面成套设备选型与配套

综述薄煤层综采工作面成套设备选型与配套

【摘要】通过对长治慈林山煤业薄煤层综采设备的选型计算以及设备型号的介绍，总结薄煤层综采成套设备的配套选型基本形式，以保证高效、安全、科学地进行综合机械化采煤，充分显现薄煤层综采设备的优越性。

【关键词】薄煤层；综采；成套；选型

薄煤层长臂式高效开采目前主要有两种技术途径：（1）采用刨煤机、刮板输送机和液压支架配套的刨煤机综采机组；（2）采用滚筒采煤机、刮板输送机和液压支架配套的采煤机综采机组。这两种配套模式在我国虽都有应用，但刨煤机使用较少，局限性大，而大多选择滚筒式采煤机。其主要原因有以下几点：（1）刨煤机对地质条件要求高；（2）滚筒式采煤机技术相对成熟，配套难度小，风险低；（3）滚筒式采煤机具有截割效率高、破煤岩能力强、适应性好等优点。

下面以较有代表性的山西潞安矿业集团慈林山煤业有限公司9#薄煤层综采设备为例，对薄煤层综采工作面总体配套进行阐述。自2010年10月13日设备开始实际生产运行至今，该套设备运行平稳、安全、可靠，首采工作面平均月推进158m，最高达到236m，完全满足薄煤层工作面30万吨的生产能力要求，大大提高了薄煤层综采工作面的经济效益，因此具有较高的推广价值和借鉴价值。

1煤层地质情况

9号煤层位于太原组二段底部，埋深110～247m，下距K4石灰岩0.50～8.48m，平均1.56m；煤层厚0.36～1.63m，平均1.27m，煤层中硬以下，煤层倾角3°～8°，结构简单，可稳定数为92%，属稳定的全区可采煤层之一，煤层顶板为石灰岩、泥岩，底板为泥岩、细粒砂岩。工作面总体设计参数如下：切眼倾斜长155m；风巷设计断面3300mm×2200mm，沿顶板掘进；机巷设计断面4300mm×2200mm，沿顶板掘进；切眼设计断面6000mm×1600mm，沿顶板掘进。

2工作面配套设备技术规格与参数

2.1采煤机

2.2液压支架

薄煤层液压支架选型原则主要如下：（1）支护高度：薄煤层支架高度十分重要。因为如果过低，就会丢失本来就很薄的煤，同时给日常支架维护带来一定困难；但若确定过高，又会给设计带来很大难度；（2）工作阻力：薄煤层工作面由于采高小，易填充，基本顶容易形成平衡拱，所以工作面矿压显现不明显，支架工作阻力可适当减小；（3）安全过机空间：薄煤层支架在最低高度时，支架高度较低，为保证合理的安全过机空间，一般将顶梁箱形断面尽量作薄，同时尽可能地减小采煤机的机面高度，以便增大过机空间。

液压支架工作阻力的确定：

a、岩重法确定支架的支护强度

2.3刮板输送机

2.4平巷转载输送机

转载机选型依据：

平巷转载机是综采工作面的关键配套设备，是一种特殊结构的刮板输送机。转载机的长度一般在28～42m之间。平巷转载机利用自身的桥架机构，将工作面输送机机头卸载的煤炭举升并转运到平巷皮带机的胶带上。

转载机的运输能力按刮板输送机运输能力的1.2～1.3倍选择，以保证将工作面输送机卸载的煤炭及时运出，减少工作面输送机底链道的回煤，并具有高强度和自移系统，并与皮带机自移装置搭接。为此，转载机的技术性能与工作面输送机有以下差别：

（1）转载机的槽宽应大于工作面输送机的槽宽；

（2）转载机的刮板链速应大于工作面输送机的链速；

（3）转载机刮板的安装密度应大于输送机刮板的安装密度。

因此，平巷转载机的额定运输能力应满足700吨/小时。按计算可选择SZZ-764/110型转载机（带自移装置）。

2.5乳化液泵站

乳化液泵站是用来向综采工作面液压支架及其他用乳化液的液压装置输送乳化液的设备，是液压支架的动力源，它工作的好坏直接影响着液压支架的工作性能和使用效果。液压支架的工作介质是水包油型乳化液，粘度低，润滑性能差，因此乳化液泵与一般以矿物油为工作介质的液压泵相比，在结构上有如下明显的特点：

（1）柱塞与缸体之间不能采用间隙密封，必须采用密封圈密封。

（2）传动部分与工作部分必须隔开，结构部分用专用的润滑油，工作部分使用乳化液。

（3）为满足液压支架的需要，乳化液泵站要有很高供液压力，而且要有很大的流量。

（4）泵站要配置1台（或2台）容量很大的乳化液箱，由于液压支架管路的泄漏，还必须不断地补充乳化液。

根据煤矿实际地质资料，为提高工作面设备的效率，乳化液泵站采用两泵一箱配置（一台工作，一台备用）。

2.6喷雾泵站

喷雾泵站主要为综采设备工作面提供高压喷雾灭尘用水。为提高工作面设备的效率，冷却喷雾泵站采用两泵一箱配置（一台工作，一台备用），具体型号为BPW320/6.3。

3工作面配套设备特点

（1）采高下限低：配综采时最低采高可达0.9米，是目前国内综采配套采高下限最低的采煤机。

（2）过煤高度大：可达0.3米，有利于提高运输机的输送效率，从而提高生产率。

（3）采煤机与输送机槽配套后，刮板输送机机尾卧底量分别为92mm（滚筒900mm）、202mm（滚筒1100mm）。

（4）电气控制先进：由于采用机载交流变频结构设计，实现高传动效率的一拖二牵引无级变速。牵引驱动采用摆线轮-销排型式。

（5）结构新颖：打破常规，采用桥式设计，有效解决了制约薄煤层采煤机采高下限难于突破的老大难问题。整机积木式组合结构，多电机横向布置、多点驱动。

（6）技术创新：该薄煤层采煤机在机面高度753mm的基础上，实现了机身厚度、过煤空间与过机空间三者的良好匹配。

（7）人性化设计：本机设置了集中注油点，实现安全、可靠、高效率、洁净注油。这对薄煤层采煤机很有意义。配备了声音报警，在截割电机启动前有声音警告，提高了安全性。

（8）操作灵活方便：采煤机各种操纵开关、控制按钮、显示装置均在采空侧，既可手动操作、也可离机无线电遥控。

（9）自动化程度高：利用通讯技术进行截割信号传送、工况参数、运转状态信息远距离传输。