煤矿三机选型

1 工作面具体情况

本章的重点在于通过对31902工作面的地质条件，瓦斯涌出情况、矿压值等情况进行分析说明。并将以这些情况作为工作面(三机)选型的最基本条件。

1.1工作面地质条件

1.1.1工作面概况

31902是煤矿设计的第十个综采面，工作面煤层为南翼19层煤，三采区，煤层呈一宽缓单斜构造，倾角10°～15°，煤层发育较稳定且赋存状态一般。南与31901工作面相邻，北面是将要开拓31903工作面。该工作面设计走向长度为980米，工作面设计长度为180米。煤层厚度在2.3米至2.9米之间，平均厚度为2.6米。平均倾斜角度为13°，煤质硬度f =1.3，可采储量878752T ，。

1.1.2顶底板岩层特征

表1-1 顶底板特征表

1.2底板比压

表1-2 各类底板的指标界限及参考岩性

［1］

底板类别 基本指标

辅助指标

参考指标

参考岩性

名称 代号 允许底板载荷强度ρP / MP a 允许底板刚度ρS Mp a/mm -1

允许底板单向抗压强度ρR

/ MP a

极软 Ⅰ ≤3.0 ρS ≤0.3

ρR ≤8.5

充填岩、泥岩、软煤

松软

Ⅱ

3.0＜ρP ≤6.0

0.3＜ρS ≤0.7

8.5＜ρR ≤13.2

泥页岩、煤

根据《煤矿作业规程编制指南》中底板分类表及工作面底板岩石的种类判断31902工作面的底板允许比压值为2.5～3MP a

顶底板 岩石名称 厚度/m 特征描述

分类 基本顶 粗砂岩 4.0 灰白色胶结致密分选性差 沉积岩 直接顶 泥岩 2.5 黑色致密块状、均一含碳屑 沉积岩 直接底

泥岩

6.7

浅灰色，致密块状含粉砂岩

沉积岩

1.3工作面煤层瓦斯涌出情况

煤矿因为所采的煤层埋藏的深度较浅，且成煤时间较短。所以瓦斯涌出量较小，为低瓦斯矿井。31902采煤工作面因为尚未完全形成，所以现在工作面瓦斯涌出量并没有一个准确值。但可以根据其与它同一采区的其它工作面的瓦斯涌出量进行估算。

与31902同处一个采区且相邻的31901工作面的绝对瓦斯涌出量为4.8m³/min左右。而31902的顶、底板岩性与31901的顶、底板岩性相差不大，根据以上情况判断31902工作面瓦斯涌出量与31901相差不大，为低瓦斯工作面。同时矿上为了防止回采过程中工作面瓦斯涌出量突然增大，造成工作面瓦斯超限，决定进行尾巷瓦斯抽放。因为矿上的瓦斯抽放泵站已投入使用，31902工作面生产时只需安装一条管路就可工作。所以瓦斯涌出量对工作面设备选型影响很小。

1.4工作面正规循环生产能力［1］

=（1—1）

Wγ

c

LSh

⨯

=

180≈

.0

⨯

W

=

⨯

⨯

.0

.

62

63

375

376

98

6.2

3.1

式中 : W ——工作面正规循环生产能力, T ；

L ——工作面长度,180m ；

S ——工作面循环进度（以滚筒有效截深为准）， 0.63m ；

H ——工作面采高，6.2m ；

γ——煤的容重，T/m3；γ取1.3 T/m3；

C ——回采率， 98 % 。

2 综采工作面设备的配套原则［2］

本章重点讲述了综采工作面采煤机、液压支架和输送机之间在性能参数、结构

参数、空间尺寸及相互联接等方面的配套要求，以保证综采工作面的最大生产能力和安全生产的要求。

2.1采煤机、液压支架和输送机的配套

2.1.1生产能力的配套［2］

采煤机是综采工作面的主要生产设备，综采工作面的生产能力主要取决于采煤机的落煤能力。因此，为保证采煤机生产能力的发挥，工作面输送机的生产能力要大于采煤机的生产能力，液压支架的移动速度应大于采煤机的牵引速度，通常与采煤机配套的工作面刮板输送机、液压支架等设备，其生产能力要按采煤机生产能力的120﹪选型

2.1.2性能配套

综采工作面“三机”性能配套，主要通过结构参数的他来实现，以解决设备性能间互相制约的问题。例如采煤机的摇臂长度应大于输送机机尾的长度，这样才能保证采煤机割煤到输送机机尾底座端部。

2.1.3几何关系的配套［4］

图2-1 综采设备间几何关系的配套

综采工作面“三机”间的配套尺寸关系如图2-1所示

为了便于司机观察和操作，并考虑顶板下沉量的影响、适应顶底板起伏以及煤

层变化、机身调斜等情况，使采煤机沿工作面顺利通过，要求支架顶梁和采煤机机面之间留有足够的空间，该空间高度Ｃ称为过机高度，一般Ｃ不小于150～250 mm 采煤机底托架应有足够的高度h，以保证过煤高度E ﹥250～400 mm

从安全角度考虑，支架前柱到煤壁的距离Ｆ应愈小愈好，但却受到机器结构参数等因素的约束，由图可知

Ｆ＝Ｂ＋e＋Ｇ＋χ（2—1）式中 e ——煤壁与输送机铲板之间的距离，e＝１００～２00mm，以防止采煤机滚筒在输送机弯曲段切割铲煤板；

χ——立柱倾斜时的水平增距；

Ｇ——输送机宽度，由铲煤板宽度f＼输送机中部溜槽宽度Ｓ＼电缆槽和导向槽宽度a及前柱与电缆槽间的距离b组成；

为避免由于输送机偏斜时采煤机斜割顶梁，支架梁端与煤壁间应留有２００～４00 mm的梁端距Ｄ。

从前柱到梁端的距离Ｌ为

Ｌ＝Ｆ－Ｂ－Ｄ－χ（2—2）支架工作时的最小支撑高度H为

H=A+C+t（2—3）式中t ——顶梁厚度

C——过机高度

A——采煤机机面高度，为采煤机机身高度、输送机高度和底托架高度之和。

2.1.4其它附属设备的配套

煤层倾角大于10°时，采用链牵引的采煤机应设置防滑装置；当煤层倾角大于16°时应安装防滑绞车，输送机应设置防滑锚固装置，支架也应有防倒滑和调架装置；落煤块度过大时，工作面转载机上应设置破碎机。

3 综采工作面设备的选型原则