峰峰集团黄沙矿薄煤层液压支架的设计与配套

谢德瑜

（冀中能源峰峰集团，河北峰峰 056200）

峰峰集团黄沙矿薄煤层液压支架的设计与配套

谢德瑜

（冀中能源峰峰集团，河北峰峰 056200）

通过对峰峰集团黄沙矿地质条件的分析，总结了薄煤层综采工作面配套原则，研发出针对黄沙矿地质条件的薄煤层液压支架，实现了该矿薄煤层安全高效开采。

薄煤层;液压支架;设备配套

Design of Powered Support for Thin Coal-seam Mining and Its Corollary Equipments in Huangsha Colliery of Fengfeng Group

我国1.3m以下薄煤层储量约占全国煤炭总储量的20%，85%以上的矿区均赋存有薄煤层［1－3］。国内薄煤层大多采用炮采或小功率机组开采，劳动强度大、安全性差、效率低、效益差，根本原因在于薄煤层开采工作空间狭小，设备研制难度大，一直没有研制开发出合适的薄煤层综采设备［4］。为了解决薄煤层开采难题，天地科技股份有限公司以峰峰集团黄沙矿薄煤层作为主要对象，研制开发了ZY3300/07/13D薄煤层两柱掩护式液压支架，配套MG160/360－WD型滚筒式采煤机和SGZ630/220刮板输送机，实现了该矿薄煤层安全高效开采，有效地解决了困扰我国煤炭行业技术难题。

1 矿井煤层赋存条件

黄沙矿2上煤层厚度0.6～0.9m，平均厚度为0.75m;煤层厚度较稳定，无夹矸，煤质良好，属肥煤;直接顶板为4.0～5.0m粉砂岩，属于一类顶板，f=3.0左右;底板为3.0～4.0m粉砂岩，f=3.0左右;煤层倾角:17～24°，平均20°。

2 工作面设备配套原则

（1）采煤机 降低机身高度，采煤机采用双截割电机并行布置，解决了装机功率与机身高度之间的矛盾，实现了薄煤层采煤机矮机身、大功率，增强了煤机在各种不利地质条件 （断层、加矸、局部变窄、褶曲）下的截割能力。采用非机载能量回馈式四象限变频调速系统，有效地解决了薄煤层电牵引采煤机在大倾角薄煤层工作面的动态制动难题。同时采用弯摇臂设计，以加大装煤空间。

为了有效地降低机面高度，研发了销排反装结构 （见图1）。由图可知，该结构改变了常规的销排齿轨啮合方式，刮板输送机销排座不是布置在槽帮上方，而是设置在槽帮侧面，采煤机齿轨通过“反握”住销排方式进行啮合，减小了轨座尺寸对配套尺寸的影响，最大限度降低了机面高度。

图1 销排反装结构

结合国内外目前薄煤层综采设备研制水平，研发出大功率、矮机身、装煤效果良好的薄煤层电牵引滚筒式采煤机，主要技术参数见表1。

表1 MG160/360－WD型滚筒式采煤机主要技术参数

（2）刮板输送机 为了降低槽帮高度，研发了紧凑型扁平链，有效地降低了链条立环高度;研制了铸焊结构封底式矮槽帮中部槽，同时对机头、尾进行特殊设计，在保证强度的情况下，最大限度地降低中部槽高度，满足了薄煤层综机设备配套需要。主要技术参数见表2。

表2 SGZ630/220型刮板输送机主要技术参数

（3）液压支架 液压支架采用板式整顶梁结构，最大限度降低支架顶梁厚度，以满足薄煤层配套高要求。支架不设活动侧护板，为尽可能少漏矸，顶梁宽度加大到1450mm。底座采用底封式刚性底座，底板后部敞开，保证推移机构能够顺利排出浮煤。为了减小底座前端比压，将底座宽度加宽到1350mm，同时尽可能向前加长底座长度，尽可能加大接底面积，优化后的支架前端比压仅有1.74～1.76MPa，远小于煤层底板抗压强度3MPa，有效地防止了支架插底。支架安装底调装置，可满足倾角不大于25°以下薄煤层开采。

液压支架采用电液控制系统，实现了移架、推溜自动化;采煤机安装了远程遥控操作装置，使移架、推溜、割煤等工序操作“无人或少人化”，提高了安全生产程度。主要技术参数见表3。

表3 ZY3300/07/13D型薄煤层两柱掩护式液压支架主要技术参数

3 配套尺寸

根据薄煤层工作面的配套原则，采煤机机面高度确定为735mm，过煤高度为252mm，中部挖底量为95mm。

工作面煤层厚度0.75m，采高1m，工作面割底0.25m左右，灰分为32%～35%。

工作面设备配套如图2所示。

图2 工作面设备配套

4 应用情况

该套设备用于黄沙矿2上煤层薄煤层。首采工作面长度为50m，平均日进达到10m，日产原煤720t;最高日推进度为17m，最高月产达36720t，具备年产0.4Mt的生产能力。

黄沙矿开采实践表明，该套设备配套合理，自动化程度高，能够较好地满足薄煤层开采需要，可在类似条件矿区进行推广应用。

［1］王国法，李 政.新型液压支架及液压支架技术发展方向［J］.煤炭科学技术，2002，（S1）:1－3.

［2］翟德元，王悦汉，汪理全.中国煤炭工业高产高效矿井的创建与发展［A］.21世纪高效集约化矿井学术研讨会［C］. 2001.

［3］王国法.薄煤层安全高效开采成套装备研发及应用［J］.煤炭科学技术，2009（9）.

［4］王国法.“十二五”煤矿开采装备技术的发展展望［J］.煤矿开采，2011，16（3）:19－24，50.

TD355.43

B

1006-6225（2011）05-0059-02

2011－07－29

“十一五”科技支撑项目:薄煤层机电一体化开采关键技术及装备 （2006BAB16B03）

谢德瑜 （1965－），男，河北沧州人，高级工程师，现任冀中能源峰峰集团有限公司副总经理。

［责任编辑:徐亚军］

特殊采煤与矿区环境治理