復雜地質(zhì)狀況下綜采主要裝備的選擇

潘 軍

（淮北礦業(yè)集團公司 桃園煤礦，安徽 宿州 234116）

1 地質(zhì)概況

7135工作面為桃園煤礦一水平三采區(qū)71煤第三個工作面，位于南三采區(qū)左翼，上為7133工作面，下至-500底板等高線，南以三采區(qū)邊界為界，北至南三回風上山；7135工作面直接頂為呈深～深灰色的泥巖，上部質(zhì)軟如泥，下部含碳量較高，平均厚度為1.29m；老頂為細砂巖，淺灰色，具透鏡狀層理，厚度為11.8m；直接底為灰色塊狀，局部含植物化石碎片的泥巖，厚度為3.43m；老底為粉砂巖，灰色塊狀，局部夾薄層細砂巖條帶，厚度為13.8m。切眼長度為151m，煤厚1.2～2.2m，平均1.7m，煤層局部含有一層夾矸，平均厚度0.2～0.5m，煤層傾角18°～24°，平均21°。工作面為南北走向，傾向東的單斜構(gòu)造。

2 支架選型：

2.1 支架形式的選擇

根據(jù)煤層厚度、頂板級別和來壓等級進行選擇支撐掩護式支架。7135工作面為厚及中厚煤層，頂板中等穩(wěn)定頂板。

2.2 支架規(guī)格的選擇

SL=η×M×L=0.04×2.84×4.34=0.493(m)

式中：SL——頂板在最大控頂距處的平均最大移近（下沉）量；

η——下沉系數(shù)，取0.04；

M——平均采高；

L——最大控頂距。

支架最大高度：Hmax=3.8m;

支架最小高度：Hmin=Mmin-S-a

S=η小×M小×L=0.04×2.1×4.34=0.329(m)

a=0.1m

Hmin=2.1-0.329-0.1=1.635(m);

S——支架在最小采高時，后柱的頂板最大移近（下沉）量；

a——回收支架時，支柱必要的卸載高度，綜采取100mm。

根據(jù)Hmax、Hmin確定液壓支架的支撐高度為1.635～3.8m。

2.3 工作阻力的確定

直接頂巖石重量：

P1=LaγhLz`Cosα=1.5×25×6.6×6.34×Cos22

=1454.9kN/架。

老頂巖石重量：

P2=P=LaγhLz`Cosα=1.5×27×8.48×12×Cos22

=3821kN/架。

P 總=P1+P2=5275.9kN/架

2.4 參考面的礦壓顯現(xiàn)

南三10煤工作面由于地壓大，礦壓顯現(xiàn)強烈，初次來壓步距24-26m，周期來壓步距14-17m，在正常生產(chǎn)期間，支架的平均工作阻力為3362kN/架，周期來壓期間平均工作阻力為4800kN/架，最大時5400kN/架，安全閥卸載，個別支架“壓死”，動載系數(shù)為1.25，且工作面有平均23%的支架工作阻力達到或超過5000kN。

3 對復雜地質(zhì)條件下綜采設備的具體要求

3.1 液壓支架應滿足以下條件

工作阻力不小低于5600kN，適應采高1.7m—3.8m；雙伸縮立柱；帶初保閥；配備流量315L/min的大流量閥組，主進、主回液管直徑為Φ38mm和Φ45mm，具備快速移架系統(tǒng)；增設抬底千斤頂，適應煤層起伏變化，減小對底版比壓，防止支架扎底；支架側(cè)護板設計為雙向活動結(jié)構(gòu)，雙側(cè)可同時伸縮，增大支架在寬度方向上的調(diào)節(jié)量，增強適應工作面傾角變化的要求，加大側(cè)護千斤頂?shù)母讖剑岣咧Ъ艿膫?cè)推力和調(diào)節(jié)力；整體頂梁、整體側(cè)護板；提高側(cè)護板強度，加大側(cè)護板高度；支架推移機構(gòu)采用倒裝千斤頂，防止運輸機下竄；帶伸縮梁和護幫板，防止煤層片幫；推移千斤頂行程900mm與截深800mm的采煤機、運輸機配套；為了控制支架、運輸機的下滑，每5架配備一組防滑千斤頂，運輸機的防滑千斤頂與工作面并聯(lián)在一起，在任一操縱位置，可同時操縱整個工作面的防滑千斤頂，實現(xiàn)快速方便簡潔安全操作；結(jié)構(gòu)件設計采用高強度板，提高支架抗拉和抗扭強度，滿足35°傾角支架的防倒防滑要求；采用二柱支撐掩護式。共需支架100架。

3.2 工作面運輸機

按照大功率、大運量、高可靠性、重型的原則，選擇張家口煤礦機械廠生產(chǎn)的SGZ800/800型，主要技術(shù)參數(shù)為運輸能力1500t/h，裝機功率800kW，槽寬800mm，電壓3300V。

3.3 采煤機

按照技術(shù)先進，大功率、高性能、高可靠性的原則，選擇上海天地科技有限公司生產(chǎn)的MG400/920—WD型采煤機，主要技術(shù)參數(shù)為截割功率400kW，裝機功率920kW，采高范圍2.2～3.5m，適應煤層硬度f≤4.5，供電電壓3.3kV，滾筒直徑1.8m，滾筒截深600/800mm，降塵方式內(nèi)外噴霧，牽引形式為電牽引牽引速度為0～7.4～12.2m/min。

另外，還有與之配套的轉(zhuǎn)載機、破碎機、皮帶運輸機、移變、泵站、開關等。

總之，通過對桃園煤礦7135綜采工作面復雜地質(zhì)狀況下采煤裝備配備計算分析，確定了7135綜采工作面回采裝備的選擇，為提高礦井單產(chǎn)水平，實現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)提供堅強的保證。