潘二矿11223大采高工作面设备选型应用

段超

摘要：本文结合大采高工作面设备在淮南矿业集团潘二煤矿11223工作面的应用，介绍了大采高工作面设备的组成及其配套过程。

关键词：大采高；设备；选型

概述：

潘二煤矿作为老矿为了提高生产效率，提升经济性，规划11223工作大采高工作面一次采全高回采。11223工作面位于潘二煤矿东一采区，顺槽长1760m，工作面可采走向长1470m，倾斜长183m，可采储量约203万吨，平均采高5m。本次工作面选型设备装备选型配套坚持以技术经济一体化和“先进、适用、集成、经济”为原则，提高装备使用率，降低企业成本的角度进行设备选型。

1 液压支架选型

支架高度的确定：

支架最大支撑高度：Hmax = Mmax + S1

支架最小支撑高度：Hmin = Mmin - S2

式中；

Hmax、Hmin——最大采高及最小采高；根据工作面地质条件及工作面设计要求，液压支架的适用煤层的平均采高为5m，最大采高为6m，最小采高为3.5，

S1——伪顶冒落的最大厚度，对于大采高工作面此处取 200～400mm；

S2——顶板周期来压顶板的下沉量、工作面正常回采过程中带来的顶板破裂下沉量及液压支架底部破碎浮矸的下沉量之合。对于大采高工作面此处取500～900mm。

经计算分析液压支架的最大支撑高度不低于6.4m，最小支撑高度不高于2.8m。

支护强度核算：

因考虑此配套支架三种架型，计算强度时选择三种支架中工作阻力最小及支撑高度最大的支架进行计算，因此选择中间架ZZ13000/28/65D型支架进行计算：

Q=MKR=1.8×8×5.5×9.8×10-3 =0.776MPa

式中：

Q——预计支护强度，MPa

M——采高为5.5m

K——增载系数，取8.0

R——顶板岩石容重，取2.5t/m3

根据计算，选用中间架ZZ13000/28/65D型支架，其中支护强度为：1.42MPa>0.776MPa。

根据计算结果，结合淮南矿业集团在籍在用情况，考虑通用互换性因素选用ZZ13000/28/65D型液压支架；

ZZ13000/28/65D型支撑掩护式综采液压支架是郑州煤矿机械集团股份有限公司根据我国厚及中厚煤層的地质条件，并针对潘二煤矿及淮南其他矿井大采高工作面的具体使用条件和特殊要求，在吸收同类型支架优点的基础上特别设计、制造的一种架型。该型支架与运输机、采煤机、过渡支架配套使用，可实现水平工作面或倾角≤30度的倾斜工作面厚及中厚煤层的割煤、支护、移架和运煤等综合机械化作业。

该支架为四柱四连杆支撑掩护式型式。四根立柱支撑顶梁，主要承受顶板的垂直压力；同时通过掩护梁及前、后连杆与底座各自铰接构成四连杆机构，来承受支架所受的水平力和侧向力；顶梁和底座分别预设防倒、防滑连接耳座及调架和抬底座装置；顶梁设有伸缩梁和侧护板，伸缩梁前端设有护帮板，防护性能好，支架纵横稳定性强。

ZZ13000/28/65D型液压支架主要参数合理，结构比较完善，功能较为全面，纵横稳定性可靠；材料及制造立足国内，拆装、检修较方便；液控元件均择优采用国产定型质量可靠的产品，配件供应有充分的保证。本支架的性能参数较为广泛的适应于厚及中厚煤层的地质条件。

2.刮板输送机的选型

刮板输送机的选型主要依据其与液压支架的配套性、运输长度、运输角度、装载量进行考虑，参考目前在淮南矿业集团使用较为成熟的刮板输送机，计算选择了张家口煤机厂所生产的SGZ-1000/1400型刮板输送机。

输送能力验算：

Q=3600FψYV=3600×0.5×0.57×1×1.3=1333.8t/h

式中：

Q--------刮板机输送能力，t/h

F--------中部槽断面积，m2

ψ--------中部装满系数

Y--------煤的松散密度

V--------刮板机链速

依据1.3Q确定的1606.6t/h的生产能力远小于设计输送量2500t/h，所以运输机敷设距离合格。

最终验算选用SGZ-1000/1400型刮板运输机能满足运煤要求技术，其主要技术参数如下：

3.采煤机的选型

由于本块段内的地质构造比较复杂，有断层和构造异常带，且采高达到5.5米，需选用高强度、大功率、大采高煤机

根据采煤工作面条件核算生产能力：

Q =60 * BHVγK =60×0.8×5.5×8.3×1.41×0.4=1235.84（t/h）

式中：

Q--------采煤机实际生产能力，t/h；B--------截深，0.8 m；H--------采高，5.5 m；V--------给定条件下滚筒采煤机最大牵引速度；γ--------煤的实体密度，1.41t/m3；K--------工作时间利用系数，0.3～0.45，取0.4；Q =60 * BHVγK =60×0.8×5.5×8.3×1.41×0.4=1235.84（t/h）

依据此生产能力，通过比较选取了有过使用经验且满足潘二煤矿11223工作面使用要求的MGTY750/1800-WD型电牵引双滚筒采煤机。

采煤机的主要特点是总体结构为多电机横向布置，牵引方式为机载交流变频调速、链轮销轨式无链牵引，电源电压为3300伏，单电缆供电，以计算机操作、控制并能中文显示运行状态、功能动作及故障检测。其主要技术参数如下：

对设备选型结束后，通过组织三机设备生产厂方的技术人员共同对设备进行了配套性CAD图纸模拟检验。

此时的模拟检验主要考虑设备之间协调运作，避免设备运转时产生干涉，提前发现问题对干涉处进行设计修正。

目前该工作已回采，工作效率较好，完全满足设计要求。

4 结束语

三机设备是大采高工作面成败的关键，直接影响安全及经济效益。本文介绍了潘二煤矿11223工作面大采高工作三机设备的选型，对其他类似大采高工作面设备的选型提出了一定借鉴意义。

参考文献

[1] 范维唐；综采技术手册[M]；煤炭工业出版社；2006年.

（作者单位：淮南矿业（集团）有限责任公司 物资供销分公司）