南山煤矿薄煤层综采工作面设备选型分析

曹 东

（新疆天富小沟矿业有限责任公司，新疆 石河子 832026）

1 工程概况

新疆天富电力（集团）有限责任公司南山煤矿小沟分矿（以下简称小沟分矿）位于石河子市西南约75km，小沟煤矿目前开采8层薄煤层，平均开采厚度0.9m，煤层间距较小，各煤层考虑联合布置开采。

2 设备选型

2.1 采煤机选型

采煤机的生产能力是进行采煤机选型的关键性参数，采煤机生产能力计算公式如下：

式中：

Qh-采煤机生产能力，t/h；

Qy-割煤年产量，薄煤层采煤机割煤量按0.45Mt/a考虑；

D-年生产天数；

f-能力富裕系数，1.3；

N-日作业班数；

M-每日检修班数；

t-每班工作时数；

K-开机率。

由式1计算可得采煤机生产能力为212t/h，装机功率按不小于160kW考虑，设计滚筒直径取0.76m，根据以上分析计算，工作面选用MG150/356-AWD型无链电牵引双滚筒采煤机。

2.2 支护设备

（1）液压支架

根据矿井开拓布置，回采工作面采用后退式。工作面顶板管理采用全部垮落法，根据顶板荷载经计算液压支架工作阻力为2025kN，选用ZY3200/11/21型液压支架。其主要参数为：工作阻力3200kN，初撑力2848kN，重量16t，支架长5000mm，支架宽度1400～1570mm，支撑高度1.1～2.1m，支架中心距1.5m，适应煤层倾角＜50°，泵站压力28MPa，支护强度0.5MPa，对底板比压1.2MPa。

（2）超前支护

采用DW22-300/110X单体液压支柱配合π型顶梁加强支护，一梁两柱，双排支护，运输机巷及回风巷两侧顺巷道方向各打一排，进行超前支护。

（3）过渡支架及端头支护

选用3架ZYG3200/11/21型过渡支架及2架ZT6000/10/28型端头液压支架。

2.3 刮板输送机

工作面设计选用国产SGZ630/220型刮板输送机，主要技术参数见表1。

表1 刮板输送机技术参数

2.4 转载机与破碎机

设计选用SZD-630/75P型转载机、LPS-500型破碎机，主要技术参数分别见表2、表3。

表2 转载机技术参数

表3 破碎机技术参数

2.5 薄煤层综采设备汇总表

根据以上分析计算，薄煤层主要综采设备见表4。

表4 主要采煤设备特征表

3 工作面采掘设备的安全措施

3.1 液压支架的防倒、防滑措施

本工作面选用的液压支架具有稳装置，在实际操作中，还应采取以下防倒、防滑措施：在移架过程中应使用合理的移架顺序，一般为自下向上逐架进行，且移架工作应带压进行；定期进行矿压检测，确保支架的支撑阻力在合理的范围内；应对支架的防滑装置进行定期检查，防止防滑装置失效。

3.2 采煤机的防滑措施

井田首采区煤层工作面平均倾角37°，设计选用的采煤机设有防滑机构。当采煤机有可能下滑时，可采取以下措施：采煤机向上割煤、向下割煤过程中，需要更换截齿时，需采取适当的防滑措施，如使用木楔固定采煤机底部等，来保证更换作业人员的安全，作业人员也应选择在安全的位置进行更换。

3.3 刮板输送机的防滑措施

在生产过程中，刮板输送机可采取以下防滑措施：采用防滑千斤顶一端以液压支架为固定端，另一端对刮板输送机进行固定防滑；若工作面倾角较大可采用安全绞车固定刮板输送机或工作面按伪倾角设计。

3.4 工作面顶板管理

根据现场实际揭露情况，本矿井煤层顶板多为稳定性较差岩层，顶板冒落性较好，个别钻孔揭露为稳定性中等顶板，但是根据地质报告提供的资料，B8煤层顶板天然单向抗压强度大部在65.5～72.5MPa之间，RQD值在50%左右（局部达90%），属中硬～坚硬顶板。对于不易垮落区域必须进行强制放顶，设计采用超前深孔预裂爆破强制放顶方法。在距工作面20m未采动区上下顺槽内各布置一个钻场，分别向采空区未垮落的顶板各打5个深孔爆破炮眼。