薛湖煤矿大采高工作面设备选型配套

聂书奎

（河南神火集团煤业有限公司，河南永城 476600）

薛湖煤矿大采高工作面设备选型配套

聂书奎

（河南神火集团煤业有限公司，河南永城 476600）

根据薛湖煤矿23采区煤层赋存条件，确定了23采区的采高范围。研究了梁北煤矿现有大采高设备在薛湖煤矿23采区使用的可行性，并对薛湖煤矿23采区大采高工作面液压支架、采煤机、刮板输送机进行了选型配套，确保薛湖煤矿23采区大采高工作面安全、高效、经济开采。

大采高;综采工作面;选型配套

Equipment Lectotype and Matching for Full-mechanized Mining Face with Large Mining-height

1 问题的提出

神火集团煤业有限公司薛湖煤矿23采区为高瓦斯煤层，煤层厚度3.5m以上，平均厚度4m左右。若采用现有的ZY6600/14/32液压支架，丢煤过多，为此决定采用新的大采高综采设备进行开采。由于薛湖煤矿3.5m以上煤层储量有限，神火煤业公司提出借用梁北煤矿现有大采高设备进行开采，为此对梁北煤矿现有大采高设备在薛湖煤矿23采区使用的可行性进行分析，并根据薛湖煤矿23采区的地质条件进行“三机”的选型配套设计。

2 23采区地质概况

薛湖煤矿23采区煤层厚度2.95～4.77m，平均3.9m。煤层结构简单，开采深度850m左右，煤层倾角一般在6～16°，偶见1层泥岩和砂质泥岩夹矸，夹矸厚0.02～0.52m。煤层坚固性系数f =0.22～0.52。

3 大采高工作面采高的确定

表1为薛湖煤矿23采区钻孔煤层厚度统计。

表1 薛湖矿区23采区钻孔煤层厚度统计

由表1可知，12个钻孔中，煤层厚度在2.95～3.0m的钻孔有3个，占总数25%;3.01～3.2m的钻孔有4个，占总数33.33%;3.2～4.27m之间的钻孔数量为4个，占总数的33.33%;4.27m以上的钻孔数量为1个，占总数的8.33%。

综上，薛湖煤矿23采区煤层厚度范围在2.95～4.27m之间的占到总量的 91.67%;4.27～4.77m之间的占到总量的8.33%。因此初步确定最小采高为2.5m，最大采高为4.3m。

4 使用梁北煤矿大采高综采设备可行性分析

4.1 梁北矿开采技术条件及大采高综采设备情况

梁北煤矿二1煤层赋存于二迭系下统山西组底部，煤层平均厚度4.18m。煤层坚固性系数为f= 0.15～0.25，煤质松软，煤层结构简单，开采深度为400m左右。煤层倾角为8～15°，平均12°左右。

梁北煤矿工作面主要设备及技术参数见表2。

表2 梁北煤矿大采高综采工作面设备

4.2 梁北矿综采设备在23采区应用可行性分析

单从煤层厚度来看薛湖煤矿23采区采用梁北煤矿现有大采高综采设备似乎不存在问题，但分析后发现梁北煤矿现有大采高综采设备不能在薛湖煤矿23采区使用，原因如下:

（1）工作阻力不足 薛湖煤矿现用液压支架工作阻力为6600kN，支护强度0.97～1.01MPa，矿压观测数据显示部分液压支架的立柱下腔压力达到了安全阀开启压力，随着采高的加大矿压随之加大，因而23采区大采高工作面液压支架工作阻力和支护强度应进一步加大，才能满足薛湖煤矿23采区大采高工作面的需要。而梁北煤矿现有大采高液压支架工作阻力仅为6000kN，支护强度为0.93～0.96，显然梁北煤矿现有大采高液压支架满足不了薛湖煤矿23采区大采高工作面支护需要。

（2）滚筒直径尺寸不够 23采区煤层平均厚度3.9m，最大采高为4.3m，一般采煤机的滚筒直径为最大采高的0.55～0.65，因而采煤机滚筒直径D≥2.24m才可满足大采高工作面生产需要。

受下井尺寸的限制梁北煤矿现用MGTY300/ 730－1.1D型采煤机，其配套滚筒直径仅为2000mm，由于梁北矿煤层坚固性系数低，滚筒割不到的煤体容易垮落，因此该型采煤机在梁北煤矿特殊的条件下能够满足生产需要。但该型采煤机若在薛湖煤矿会存在一些问题，因为薛湖煤矿煤层坚固性系数比梁北煤矿高，滚筒割不到的煤体难以垮落，因而梁北矿现有采煤机满足不了薛湖煤矿23采区大采高工作面的需要。

（3）刮板输送机槽宽不够 如前所述，薛湖煤矿23采区应选择φ2240mm的滚筒，但300/700型采煤机配不了这么大的滚筒，要配套φ2240mm的滚筒，煤机截割功率至少加大一个规格，相应地刮板输送机也应随之加大一个规格，否则煤机骑在刮板机上稳定性差，显然梁北煤矿现有刮板输送机不能满足薛湖煤矿23采区大采高工作面的需要。

（4）顶梁长度需加大 采煤机和刮板输送机增大一个规格带来的问题是采煤机和刮板输送机“二机”断面尺寸增大，因而必须增大液压支架顶梁长度，否则配套后液压支架的端面距将加大，不能满足安全生产的要求。

5 大采高工作面设备选型配套

大采高工作面设备选型配套主要是采煤机、刮板输送机、液压支架这“三机”的选型配套，这些设备不是孤立的“单机”，而是结构上相互配合联系，作业上需要协调配合，且具有较强的配套要求。大采高工作面“三机”配套合理，是发挥各设备生产能力的关键。

为了发挥大采高工作面最大生产能力和安全生产，采煤机、刮板输送机和液压支架之间在性能参数、结构参数、工作面空间尺寸以及相互连接部分的形式、强度和尺寸等方面，必须互相匹配，才能保证正常运行。

根据薛湖煤矿23采区大采高工作面具体煤层赋存情况，对该采区大采高工作面“三机”进行选型配套，具体配套设备如表3所示。

表3 薛湖矿区23采区大采高工作面三机配套设备

6 结束语

通过以上分析，得出梁北煤矿现有大采高综采设备不能在薛湖煤矿23采区使用的结论，为公司决策提供了理论依据。确定了薛湖煤矿23采区的采高范围，并对薛湖煤矿23采区大采高工作面设备进行了科学合理的配套选型。

［1］天地科技股份有限公司开采设计事业部.神火煤电股份有限公司薛湖煤矿23采区大采高工作面设备选型配套［R］.北京:天地科技股份有限公司，2012.

［2］孟二存.梁北矿“三软”“双突”煤层5m大采高液压支架选型［J］.煤矿开采，2007，12（6）:26－27.

［3］王国法.高效综合机械化采煤成套装备技术［M］.徐州:中国矿业大学出版社，2008.

［4］陶驰东.第一讲 综采设备选型配套的原则和方法［J］.煤矿机电，1996（1）:39－42.

TD82

B

1006-6225（2012）05-0046-02

2012－05－30

聂书奎 （1957－），男，河南永城人，现为河南神火集团煤业公司副总经理，主要从事矿山机电技术设计与设备管理工作。

［责任编辑:徐亚军］