安山煤矿二套综采设备配套选型研究

刘辉(陕西省榆林市陕北矿业公司涌鑫矿业公司 陕西榆林 719407)

一、安山煤矿地质条件

1.煤层厚度

安山煤矿主采52号煤层，厚度2.12～2.54m，平均2.38m，煤层结构较简单，煤层变异系数Cr=0.1822，属稳定性煤层。

2.煤层倾角

安山煤矿煤层倾角1～3°。综采最有利的倾角为0～12°。这时，可不考虑设备自重影响。现有采煤机械化设备都可以成功地在此条件下沿走向或沿倾斜工作。

3.煤层硬度

安山煤矿5-2煤层饱和抗压强度24.82M Pa，干燥状态下抗压强度35.03M Pa，软化系数0.71。饱和抗拉强度1.2M Pa，干燥状态下抗拉强度2.9M Pa。饱和抗剪断强度C＝2.98M Pa，φ＝35.9o。

4.顶板稳定性

从安山煤矿钻孔资料和已揭露情况看，顶板岩性大致稳定，伪顶约0.1～0.2米，炭质泥岩。顶板一般为粉砂岩、细粒砂岩、泥质粉砂岩或细粒砂岩与粉砂岩互层，且以细粒砂岩和粉砂岩为主，中等稳定和稳定类型，

二、主要设备选型

1.选型配套的基本原则

综采工作面设备选型必须遵循一定的原则，以作为设计和决策的准绳，保证实现工作面的高产高效及安全经济运行。这些原则是：

（1）立足国产。

（2）能适应工作面的地质条件。

（3）满足工作面生产能力的需要。

（4）设备的主要技术参数相互匹配。

（5）设备的结构效能相互匹配，并应与矿井原有的运输、通风等系统相适应，或改扩建原有系统的工程量要小。

2.液压支架选型

液压支架是综采工作面装备的核心，设备费用占综采设备的50%左右，目前美国长壁工作面中液压支架基本以掩护式为主，约占全部架型的96%，且有向两柱式发展的明显趋势。液压支架技术另一重大突破是控制系统，应用电液控制技术，采用电磁（或微电机）控制的先导阀，先进可靠的压力和位移传感器，灵活自由编程的微处理机技术，红外遥感技术等现代科技成果，使液压支架的动作自动连续进行，移架速度大大提高，支架循环时间达到6～8s。配合采煤机的煤岩识别系统等先进技术，可实现工作面自动控制。

安山煤矿52号煤层埋深在150m以内，煤层赋存平缓，顶板一般为粉砂岩、细粒砂岩、泥质粉砂岩或细粒砂岩与粉砂岩互层，且以细粒砂岩和粉砂岩为主，中等稳定和稳定类型，结合安山煤矿第一套综采设备的使用情况及我国架型选择要求，安山煤矿第二套综采设备液压支架采用掩护式。

3.采煤机选型

采煤机是综采工作面的中心设备，采煤机主要应确定的参数是采高、牵引速度和电动机功率、采煤机的生产能力由这3个参数决定，其余参数与这3个参数均直接或间接成一定的比列关系。根据所需采高、截割功率及液压支架高度，选用M G500/1180-AWD型双滚筒采煤机，装机功率2×500+2×55+20kW（截割功率2×500kW），电压3300V。适合于采高1.60～3.40m，倾角小于40°的薄及中厚煤层。

4.刮板输送机选型

根据刮板输送机的运输能力不低于采煤机的最大割煤能力：

式中，Qq为刮板输送机的运输能力，t/h；Qmax为采煤机的最大割煤能力，t/h。

将有关参数代入式(1)，得Qq≥ Qmax=60×2.38×0.8×7.84×1.36×0.93=1132.8t/h。同时考虑工作面长度及采煤与刮板输送机连接尺寸要求，选用SGZ-900/1400型刮板输送机。运输能力2000t/h，工作长度300m，装机功率1400kW。

三、其他设备选型

1.转载机和破碎机选型

转载机的转载能力要求除与工作面的生产能力相适应外，还要求与工作面刮板输送机和可伸缩带式输送机相配套。据此，选用SZZ1000/315型刮板转载机（带自移装置），转载能力2000t/h，破碎机选择PLM 2500型锤式破碎机，破碎能力2500t/h。

2.可伸缩带式输送机

胶带输送机是以胶带兼作牵引机构和承载机构的一种运输设备。在给定条件下，胶带输送机的选型设计合理与否，关系到综采工作面能否高效、安全、可靠地完成生产任务。对于成套供应的设备，一般无须进行参数和部件的选择，只需核算生产能力、电动机功率和输送带强度等是否满足有关规定的要求。

回采工作面选用D SJ120/150/3×355型可伸缩带式输送机，运量1500t/h，运行速度3.15m/s，铺设长度大于2500m。

四、最终选型

针对安山煤矿二采区地质条件，根据三机配套原则，充分发挥每一种设备的效能，并要留有一定的富余能力，最终安山煤矿第二套综采设备主要设备如表1所示。

表1 安山煤矿第二套综采设备主要设备