含硫化鐵結核薄煤層開采的設備配套研究

苗麗華

摘要：兗州礦區的薄煤層主要是石炭系太原群16上和17兩煤層，煤層厚度都在1m左右，分布范圍廣、賦存穩定，但煤層結構極為復雜，普遍含有硫化鐵結核，針對這樣的地質條件，進行了科技創新，研制出適合薄煤層開采的成套設備，大大提升了生產了，減輕了工人勞動強度。

關鍵詞：含硫化鐵薄煤層綜采配套設備

中圖分類號：TD8 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（c）-0093-01

隨著各大煤礦中厚煤層的不斷開采，薄煤層所占的比重將逐漸增多，如其不能得到及時合理開采，必然造成煤炭資源浪費，縮短礦井服務年限，影響礦區可持續發展。兗礦集團也面臨著同樣的問題，薄煤層的開采不僅僅是制約兗礦發展和生產接續的突出矛盾，而且還關系到企業未來的生存與發展。對兗礦集團而言，加快發展薄煤層綜合機械化開采，提高工作面裝備技術水平，保證安全生產，已變成了刻不容緩的問題。近幾年我們進行了適合中厚（1.5～2.5m）煤層、較薄煤層（1.2～2.2m），短壁輕放工作面等的設備配套，經實踐證明這些配套是成功的，大大提高了生產率，確保了安全生產，也為薄煤層的開采積累了經驗。據統計，現在薄煤層儲量占兗州礦區可采儲量的40%，主要是石炭系太原群16上和17兩煤層，煤層厚度都在1m左右，分布范圍廣、賦存穩定，但煤層結構極為復雜，普遍含有硫化鐵結核（普式系數達8～11，塊度在200mm×100mm左右）。對此煤層，兗礦集團多年來一直沿用炮采工藝，極大地制約了礦井的安全生產和發展。

工作面綜采設備的選型和配套是實現達產目標的重要物質基礎，直接關系工作面年產目標的順利實現，關系到綜采設備的穩定性和可靠性。工作面“三機”選型包括液壓支架、采煤機和刮板輸送機的選型。其中，液壓支架的選型是核心，采煤機和刮板輸送機的選型是實現工作面能力的保證。

含硫化鐵硬結核體薄煤層綜合機械化開采工作面總體設備選型配套主要原則。

（1）選型與研制相結合的原則。以選用成熟可靠技術為主，創新研制為輔，充分實現人性化，以充分改善作業條件、保障人員和設備均處于優化狀態，實現安全生產為目標。

（2）可靠性、適應性、實用性相結合，先進性與可靠性并重的原則。

（3）工作面的所有設備的能力必須滿足年產30萬噸的要求。設備功率與強度有適當的富裕系數，以保證可靠性為原則。

（4）結合工作面參數，提出各設備合理的主要參數。以工作面設備能力為基礎，形成一條配套生產能力由工作面向外的“喇叭口”煤流系統，用綜采設備的協調性來保證工作面快速推進的需要。

（5）按照工作面及設備具體情況合理配套，保證各機配套形式、技術性能及尺寸的合理性和各設備的優化配置。

（6）性價比適中的原則。在確保質量和性能滿足要求的前提下，性價比應良好。

針對煤層的具體地質條件和選型原則，我們以楊村煤礦2708工作面為試點，對設備進行了配套設計，主要配套設備如以下幾點。

1采煤機：MG110/250-BW

采高：0.8～1.35m生產能力：275t/h（采高1.3m，牽引速度4m/min，截深0.63m時）；滾筒直徑：800mm；截深：630mm；牽引速度：0～5m/min；最大牽引力：160kN；牽引型式：液壓齒輪銷排無鏈牽引；截割功率：4×55kW；滾筒轉速：91.1r/min；101r/min；總裝機功率：4×55+30=250kW；操縱方式：跟機；遙控；機器重量：16t。

2工作面液壓支架：ZY2600/6.5/16

型式：兩柱掩護式液壓支架；頂梁型式：整體頂梁；高度：650～1600mm；寬度：1470mm；中心距：1500mm；初撐力（P=31.5MPa）：2182kN；工作阻力（P=37.5MPa）：2600kN；支護強度：0.36～0.44MPa；底板比壓：平均0.77MPa，尖端1.11MPa；適應采高：0.85～1.45m；適應煤層傾角：<15°；泵站壓力：31.5MPa；操縱方式：鄰架先導控制。

3端頭液壓支架：ZT5600/16/26

型式：兩架一組左右邁步式；高度：1600～2600mm；支護面積：32m2；初撐力（P=31.5MPa）：5064kN；工作阻力（P=35MPa）：5600kN；支護強度：0.18MPa；底板比壓：平均1.48MPa；泵站壓力：31.5MPa；立柱數量：8個。

4刮板輸送機：SGZ630/180

設計長度：175m（運量≤300t/h，水平）或190m（運量≤250t/h，水平）。

輸送能力：300t/h；刮板鏈速：1m/s；裝機功率：2×90kW；適應的工作面橫向傾角≤7°，適應的工作面走向傾角≤6°。

中部槽。

型式：鑄焊結構；中部槽規格：1500×630×200mm（長×寬×高）；中部聯接方式：啞鈴銷；啞鈴銷聯接強度：≥2000kN。

刮板鏈。

型式：準中雙鏈；鏈條：Φ26×92mm扁平鏈；接鏈環：Φ26×92（平環）；破斷負荷：≥850kN；輸送機卸載方式：端卸；與采煤機牽引型式：齒輪-銷軌；緊鏈方式：機械—閘盤緊鏈。

5轉載機：SZZ630/90

設計長度：50m；輸送能力：500t/h；刮板鏈速：1.82m/s；裝機功率：90kW。

中部槽。

型式：箱式結構；長×內寬×高：懸空段1500×588（內寬）×540，落地段1500×588（內寬）×650；中部聯接方式：懸空段螺栓硬連接，落地段啞鈴銷連接；啞鈴銷聯接強度：≥2000kN。

刮板鏈。

型式：中雙鏈；鏈條：Φ26×92mm扁平鏈；接鏈環：Φ26×92；破斷負荷：≥850 kN；配套輸送機卸載方式：端卸；緊鏈方式：閘盤緊鏈和伸縮機頭輔助緊鏈。

6泵站：MRB125/31.5乳化液泵，兩泵一箱

這些設備于2009年初首先在楊村煤礦下井試運行，運行良好，又為北宿煤礦也配了一套，實踐表明：該套設備項目總體設計適應該工作面地質條件和地理環境，滿足礦井生產工業要求，整套裝備體現了選型先進，架型大方，布局合理。各配套設備關系協調、生產能力匹配，具有效率高、安全性能好、質量可靠等特點。極大地降低了工人的勞動強度，提高了生產安全性。可以滿足綜放工作面高效安全生產的要求，取得了很好的經濟和社會效益。