综采工作面“三机”配套及实践应用研究
综采工作面“三机”配套及实践应用研究
在一些大型煤矿企业的煤矿开采作业中，会遇到很多三机配套与实践应用方面的技术问题，由此，本文就贵州一家大型煤矿企业的三机配套与实践情况进行分析，从而针对三机配套来如何做好工作面控制系统安装工作，并对故障进行分析和处理，探究安全管理技术方面的问题。
标签：自动化；实践应用；三机；安全管理
当前煤矿综采工作面的“三机”配套已经有了较好的综采技术水平，随着自动化控制技术的发展，其煤炭安全开采中的开采装备也有了更好的保障，拥有高水平的自动化控制技术是煤矿开采工作的现代化水平装备的象征。贵州省土城煤矿企业拥有300万吨/年的生产量，采用平硐-斜井方式进行综合开拓，是煤—瓦斯较为突出的矿井。土城煤矿的15910综采工作面在焦炭沟的采煤区，有1330米长的走向和195米长的倾斜，煤层的倾角平均达到21°，厚度平均达到0.9米，其顶是泥质粉砂岩，具有较稳定的煤层。
1 三机配套及其安装
1.1 三机配套状况
除了刮板输送机、采煤机、液压支架这三机外，土城煤矿的15910综采面拥有的设备还有掩护式过渡液压支架、桥式转载机、破碎机等。对于三机的配套上，必须要进行正确的选型，这样才能保证三机配套关系的合理性，从而提高煤矿综采面的高产效率。
1.2 安装方法
进行三机配套设备的安装，必须要根据相关作业、操作以及安全规程来执行安装。根据以上设备的信息，15910综采面的三机安装顺序是：先安装可伸缩输送带，然而再来进行顺槽液压设备的安装，此处需要注意的是将水处理系统安装于切眼下部出口外的500米的位置，第三，安装设备列车，第四是安装全自动集控系统，第五是安装转载机，第六为包括了电机控制系统在内的液压支架的安装，第七，安装刮板输送机，最后安装采煤机。
2综采面自动控制系统与常见故障的处理
对于综采工作面的控制系统，本文主要介绍支架电液控制系统和全自动集控系统及其常见故障进行分析。
2.1支架电液控制系统
有了支架电液控制系统，会带来更加灵活、便捷的液压支架和刮板输送机的
综采工作面“三机配套”的思考与探讨
综采工作面“三机配套”的思考与探讨 郭文学 河北联合大学2012级工程硕士（在读） 中煤第一建设有限公司南阳坡分公司 1.概述 综采工作面通常所说的“三机”是指采煤机、液压支架、刮板输送机。综采工作面“三机配套”包括生产能力的配套和安装结构的配套两方面的内容。生产能力的配套相对来说比较简单；而安装结构的配套对于采煤工作面的正常生产起着至关重要的作用。综采工作面“三机配套”的安装结构方面的配套就是要确定工作面刮板输送机、采煤机、液压支架几何关系，也就是要确定他们的搭配尺寸，以使三机设备的整体效能达到最佳。 中煤第一建设有限公司南阳坡分公司生产运营的中煤金海洋南阳坡煤业公司的30205工作面就出现了工作面“三机”安装结构不配套的情况，在采煤机割煤的过程中，采煤机滚筒总是割到液压支架的前梁，造成采煤机摇臂离合轴扭断，经过现场观察和测量，最后找到了原因并制定方案解决了问题。 2.采煤工作面“三机”配套的几何参数 采煤工作面“三机”配套的几何参数主要有：工作面采煤高度、采煤机过煤高度、采煤机卧底量、端面距、铲板空距、工作面行人空间及放顶煤开采时的放煤高度等。“三机”配套的几何参数的相互关系见下图：
2.1 工作面采煤高度（H） 对于一次采全高的综采工作面，采煤高度主要取决于煤层厚度；对于放顶煤综采工作面，采煤高度主要取决于煤层厚度、采煤工人舒适而合理的采煤空间、煤矿相关的权威性文件规定的合理采放比要求以及煤层赋存的地质条件。综采放顶煤工作面的采煤高度的选取一般不宜选的太大，采高太大会使得工作面煤壁很难维护，易发生片帮事故，给设备管理和安全管理带来困难。综采放顶煤工作面应当在保证合理采放比的要求下满足采煤工人的舒适而合理的采煤空间，再进一步确定合理的采煤高度。放顶煤工作面的采煤高度一般控制在1800～3300mm，最高一般不超过3700mm。 2.2 采煤机过煤高度（G）
综采工作面设备介绍
综采工作面的主要设备 第一节矿用电气设备的特点 由于煤矿井下存在着易燃的瓦斯和易爆的煤尘，因此为保证井下安全生产，矿用电气设备必须具备以下特点： （1）为节省硐室建设费用和搬迁方便，矿用电气设备应体积小，重量轻并便于移动，在此综采工作面都配有移动变电站。 （2）由于井下存在冒顶、片帮、淋水、涌水等现象，所以矿用电气设备应有坚固的外壳和较好的防潮、防锈性能。 （3）井下有瓦斯和煤尘。所以矿用电气设备应有隔爆性能。 （4）井下机电设备工作任务繁重，启动频繁，负载变化较大，设备易过载。故矿用电器设备应有较大的过载能力。 （5）井下潮湿，易触电。故矿用电器设备应有机械、电气闭锁及专用接地线；对煤电钻、照明、信号及控制电器应采用127V和36V供电。 第二节综采工作面供电控制系统的特点 矿井综采工作面，其工作系统由采煤机的落煤，输送煤及溜子的推进。液压支架的移动这一全过程都采用自动化。所以对其供电控制有以下几个特点： （1）变压器容量大 （2）电压等级高 （3）向工作面供电的变压器中的特点采用经电控制器或经电阻接地的方式，并与保护装置配合后，以减小单相接地时的故障电流。
（4）变压器一次侧和二次侧均采用六氟化硫（SF6）断路器或真空断路器，具有可靠，灵敏的保护和实验功能，并且可以指示和观察断路器的工作状态及各种保护的动作情况，还具有直观的故障查询系统，有些还带有自动重合闸装置，迅速恢复供电。 （5）控制负荷合的组合开关可同时可同时控制多台负载电动机，最多可配有10个出现模块，每个出线模块包括真空接触器和控制、保护装置。 （6）使用微机控制技术，如在各控制开关上采用可编程控制器等进行控制和通信，增强了这些设备的功能可以实现多种控制方案。 因此，采煤工作面采用了高电压、大容量的移动变电站供电和组合开关控制。 第三节综采工作面设备的选择 在此设计中综采工作面所用的电气设备有：矿用隔爆组合式移动变电站、电牵引采煤机、低压馈电开关、隔爆电磁启动器，可弯曲刮板输送机、电液控制液压支架、破碎机、转载机、带式皮带输送机、乳化液泵站、喷雾泵、安全液压绞车等。 1、矿用隔爆组合式移动变电站 随着采煤机组容量的不断增大，工作面的耗电量骤增，又随着高产高效生产条件的约束。如果继续沿用过去从采区变电所用低压向工作面供电的方式，显然是不经济、不合理的，也不符合高产高效矿井生产的要求。为此产生了移动变电站。为此产生了移动变电站放在综采工作面附近区段，平巷的轨道上，可随工作面的推进而移动，并将采区变电所送来的6KV 高压电降为1140V后输出。 此移动变电站其组合方式是隔爆变压器的高压侧采用隔爆真空配电箱，主要负责高压侧的控制、保护，以及变压器二次绕组的漏电保护；低压侧采用隔爆自动馈电开关负责负荷的通断及低压侧的各种保护。 该种组合既保留了若变压器二次绕组发生漏电，可使高压断路器动作，从而消除了高压负荷开关仅能分断正常的负荷电流这一盲区。又克服了利用高压真空配电箱通断负荷和切断短路会产生较高的过电压，这一缺点。
薄煤层滚筒采煤机综采设备三机优化配套研究
薄煤层滚筒采煤机综采设备三机优化配套研究 许德敏1 ，官 凯2 ，董 涛 2 （1．山东新矿赵官能源有限责任公司，山东齐河251113； 2．中国矿业大学矿业工程学院煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州221008） 摘 要 综采是全部机械化的采煤作业过程，各设备间的相互配套是能否实现高产高效的前提。针对薄煤层工作面的复杂条件并结合赵官煤 矿2701薄煤层工作面，根据2701工作面煤层的赋存特征、顶底板条件、生产技术要求，优化配套参数，确定出最优配套方案。2701工作面三机配套的成功使用对薄煤层滚筒采煤机综采工作面的选型配套具有重要的参考价值。关键词 薄煤层 选型原则 骑槽式采煤机 配套参数优化 中图分类号TD822 文献标识码 B doi ：10．3969/j．issn．1005－2801．2012．06．45 The Study on the Three Machines Optimization Matching of Drum Shearer Fully －mechanized Mining Equipments in the Thin Coal Seam Xu De －min 1，Guan Kai 2，Dong Tao 2 （1．Zhaoguan Energy Co．Ltd．，Xinwen Mining Group ，Qihe ，Shandong 251113，China 2．State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining ，School of Mines ，China University of Mining ＆Technology ，Xuzhou ，Jiangsu 221008，China ） Abstract The fully －mechanized mining is the process of all machine mining operations ，so that the devices matching each other is the premise of high yield．Thin －seam mining conditions are very special ，more demanding on equipments．Faced with the complexity for thin seam conditions and combined with 2701workface in Zhaoguan coal mine ，the first according to the occurrence characteristics of 2701coal face ，roof and floor conditions and production technology requirements ，selecting the three machines ；then matching to the matching parameters to determine the most excellent matching program．The success of three machines matching provides an important reference value for the selection and matching of the drum shearer fully －mechanized thin coal workface．Key words thin coal seam the principle of selection ride trough shearer parameters of the optimization matching *收稿日期：2012－05－31 作者简介：许德敏，男，汉族，毕业于山东科技大学，现工作于山东新矿赵官能源有限责任公司。 随着薄煤层开采技术、薄煤层开采设备和支护设备性能的不断提高，薄煤层工作面正向综采方向发展。同时由于薄煤层特殊的开采特点，对配套设备在装机功率、运输能力、可靠性和安全性等方面提出了更高的要求。如何进一步完善薄煤层工作面设备选型配套技术，提高工作面产量，实现薄煤层的高效安全生产，是目前需要解决的重大问题之一［1］ 。 1 选型基本原则 三机是实现高产高效的基本条件，在工作面初步设计时，应最大限度的遵循以下选型原则：（1）在尺寸上，各个配套设备尺寸与空间几何尺寸合理，满足生产工艺要求，操作维修简易；（2）在性能上，各主要设备的技术性能不仅要满足矿井生产能力的要求，而且应有一定的富裕系数以减少设备的故障率， 提高开机率，实现工作面安全高效稳产；（3）在经济上，遵循工作面总体设计中的设备投资费用原则，要求在安全可靠基 础上，经济效益最大化。2实例分析2．1 工作面概况 赵官煤矿2701工作面开采煤层为7煤层，该面构造形态整体为一单斜构造，工作面煤层走向60? 90?，倾向北西，倾角3? 10?。根据顺槽及切眼实测，煤层平均煤厚1．20m ，厚度稳定。7煤层直接顶为灰黑色泥岩，厚度约5．0 7．0m ，老顶为粉砂岩 细砂岩，厚0．5 3．5m ，浅部风化严重，变为砂质泥岩，老顶为粉砂岩 细砂岩，厚0．5 3．5m ，浅部风化严重，变为砂质泥岩。2．2三机选型2．2．1 液压支架选型（1）支架工作阻力 在没有实测资料的矿区，其计算式为： Q H =58M +14L Z +（L m －1），L Z =5．7+0．38L 0 式中：M －采高； L Z －周期来压步距； L m －最大控顶距；L 0－初次来压步距。 1 72012年第6 期
浅谈综采采煤机械设备的“三机”配套
浅谈综采采煤机械设备的“三机”配套 发表时间：2018-12-18T11:43:23.600Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：刘显 [导读] 摘要：综采工作面通常所说的“三机”是指采煤机、液压支架、刮板输送机。 平煤神马机械装备集团河南重机有限公司河南平顶山 467000 摘要：综采工作面通常所说的“三机”是指采煤机、液压支架、刮板输送机。综采工作面“三机配套”包括生产能力的配套和安装结构的配套两方面的内容。生产能力的配套相对来说比较简单，而安装结构的配套对于采煤工作面的正常生产起着至关重要的作用。综采工作面“三机配套”的安装结构方面的配套就是要确定工作面刮板输送机、采煤机、液压支架几何关系，也就是要确定他们的搭配尺寸，以使三机设备的整体效能达到最佳。 关键词：综采工作面；采煤机；液压支架；刮板输送机 通过多年的实践经验告诉我们，对于综采工作面的“三机”（采煤机、刮板输送机和液压支架）的合理科学配套问题，关系到煤矿综采工作面正常生产的重要前提。只有科学、合理的配套采煤机、刮板输送机和液压支架，使它们之间在生产能力、设备性能、设备结构、空间尺寸以及相互连接部分，在形式、强度和尺寸等方面都顺畅、合理，并互相匹配好，才能保证各设备正常运行，实现工作面高产高效的生产。 一、综采工作面“三机配套”概述 煤矿综采工作面主要设备包括液压支架、采煤机、刮板输送机，俗称“三机”。目前，国内“三机”生产厂家众多，型号规格各不相同，形成综采设备配套的多种多样。而正常做“三机配套”的设计只注意了适应煤层地质条件、生产能力的配套、“三机”配套中名义尺寸的配合，而往往忽略在“三机配套”中一些细节尺寸的设计，造成了综采设备在使用过程出现故障率高、矿产资源损失高等不足而影响生产。现就“三机配套”过程中的一些细节问题进行探讨，保证了设备配套恰当从而使设备的效能得到最充分利用。 二、“三机”的选型原则 2.1液压支架选型 在液压支架与围岩力学相互作用研究的基础上，综合分析不同地质条件下支护阻力确定的理论研究成果并分析不同支架的结构力学特征，为支架选型提供依据。液压支架选型必须考虑的主要地质和采矿条件如下：（1）直接顶稳定性类型；（2）基本顶级别及相应矿压显现参数（初次和周期来止步距、来压时载荷、直接顶厚度）；（3）底板类别及相应的力学参数（容许载荷强度、抗压缩刚度）；（4）截高、煤层强度、节理方向、煤层厚度变化等；（5）煤层倾角和工作面推进力向；（6）瓦斯等级和必需的通风断面等。 2.2采煤机选型 采煤机是综采工作面最主要的生产设备。选型时，应考虑煤层赋存条件和对生产能力的要求，以及与输送机和液压支架的配套要求。一般要根据煤的坚硬度、煤层厚度以及顶底板性质进行选型。 2.3刮板输送机选型 综采工作面刮板输送机的选择要与工作面采煤机的生产能力及工作面的设计长度相适应。工作面选用的是大功率采煤机，大多选择刮板输送机驱动功率较大，以满足采煤机生产能力要求等。工作面刮板输送机的结构形式及附件必须能与采煤机的结构相匹配，如根据所选采煤机的行走部宽度选取刮板输送机的机槽宽度、根据工作面长度选择刮板输送机的长度，同时还要与支架的拉架力、推移千斤顶连接装置间距及结构相匹配。刮板输送机主要参数的确定原如下：（1）单位时间运输能力，应与采煤机生产能力匹配；（2）电机功率，视输送机运输能力及铺设长度而定；（3）结构，与采煤机和液压支架相配套。 三、综采工作面配套要点 在“三机配套”过程中部断面有梁端距、截深、滚筒直径、机面高度、卧底量、采高、铲板间距等参数的确定。在配套过程对众多参数要综全分析才能保证相关尺寸设计的恰当，现结合水城矿业集团几个综采工作面所出现的问题来分析这些关键尺寸的相关关系。 3.1梁端距的选择 梁端距a（控顶距）指顶梁前端至煤壁的距离。从顶板管理的角度来说，其值越小越好；但由于采高的要求，其值过小易造成采煤机割顶梁。由于煤矿生产过程中往往会遇到煤层变化的现象。尤其以贵州煤层条件为差，煤层变化极大。这就要求采煤机具备采高高于顶梁的能力，避免“越采越矮”的现象。 3.2刮板输送机电缆槽与支架行人空间的选择 为职保证较小的控顶距，输送机总宽度包括电缆槽就尽可以的小，但由于采煤机的功率决定了其电缆直径，其电缆直径较在。而在实际使用过程中经常出现采煤机电线脱离电缆槽被采煤机行走挤伤的机电事故，此类事件的发生不仅影响了生产还会造成严重安全隐患。电缆槽宽度应尽可能选择大一些。当电缆槽尺寸影响到行人空间时，可以采取一是考虑将立柱后移，二是考虑支架操作阀位置改变等方法以增大行人空间。 在考虑电缆槽宽度尺寸的前提下，还应注意液压支架底座至刮板输送机的距离，在采煤机电缆挤伤事故中，如能增加液压支架底座至刮板输送机的距离，将可有效防止电缆挤伤的现象。 3.3过煤空间和卧底量的选择 过煤空间C指刮板输送机中板至采煤机腹部的高度。卧底量指采煤机摇臂下摆至最低位置时，刮板输送机底部与采煤机最低位置截齿的高度。一般来说，过煤空间和卧底量的数值越大越好，但实际上这二者是相互矛盾并相互影响的。在中厚煤层开采过程中，过煤空间和卧底量由于整个开采空间而互不干涉。在薄煤层开采中，这个问题比较突出。解决方法主要有增加采煤机滚筒直径，在允许的情况下增高齿轨高度等措施。 四、综采设备的寿命配套 对于综采工作面配套设备的配套问题，也是一个复杂的工作系统。前提都是在满足正常生产的条件下，使每个设备都能安全、正常运转，如此才能充分发挥全套设备的整体效能。而寿命配套，则是指各种设备必要的大修周期，也就是说各种综采设备的大修周期要从理论上讲应当相同，但实际上只能要求它们相接近即可。不然在工作面生产过程中，容易造成交替地更换设备及进行大修，或者是某些设备在“带病”运转，这样都对工作面的正常生产和对设备的使用寿命造成极大影响，甚至导致个别设备直接受损。
综采工作面三机配套选型
内蒙古利民煤焦有限责任公司煤矿Ⅱ0116采区工作面设备选型 说 明 书 内蒙古利民煤焦有限责任公司 二〇一二年六月八日 内蒙古利民煤焦有限责任公司煤矿Ⅱ0116采区工作面设备选型说明书编制单位：生产技术部
编制时间：2012年6月8日编制人： 生产部部长： 总工程师： 副总经理： 总经理： 董事长：
一、矿井基本情况： 内蒙古利民煤焦有限责任公司煤矿（简称利民煤矿）位于内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克旗境内，卓子山煤田棋盘井矿区东南部。矿井井田面积7.986 km2，资源储量11168万吨，可采储量6212万吨，全矿井主采煤层两层9#和16#，平均可采厚度分别为2.96m、5.16m。煤层埋藏深度160m～400m，顶底板岩石的稳固性为中等～较好，煤层均为向西南倾斜的单斜构造，倾角5°～10°，平均7°；煤类为JM、1/3JM及FM。矿井水文地质类型是复杂型矿井；矿井属于斯矿井；煤尘具有爆炸性，爆炸指数为26～37%；各煤层均具有自燃倾向性，自燃等级为二级。 二、采区概况： Ⅱ0116采区位于利民煤矿井田西北部，东至井田东部边界，西至F27断层保护煤柱，南至工业广场保护煤柱，北至井田北部边界。采区内煤层上限标高为1145米，下限标高920米，地面标高为1353～1408米。全区属高原侵蚀性丘陵地貌，新生界广泛分布，基岩零星出露，为荒漠～半荒漠地区，植被稀疏，采区走向长300米～1700米，倾斜长230～2230米，面积2km2。 据现有资料，Ⅱ0116采区基本为一向SWW倾斜的单斜构造。地层倾角平缓，一般倾角为5～10°，采区南部受F27正断层及其派生断层的影响，煤层倾角略有增大。本区没有陷落柱，岩浆侵入体及古河床冲刷现象。 矿井煤层位于石炭系上统太原组上部第一岩段（C2t2-1）下部，煤层自然厚度4.46～11.60m，平均6.37m；可采厚度3.34～8.67m，平均5.16m。煤层厚度有一定的变化。煤层自然厚度变异系数为24%。煤层结构复杂，含夹矸1～8层，一般3～4层，煤层为结构复杂、层位稳定、对比可靠、全区发育且可采的较稳定煤层。
薄煤层综采工作面高产高效开采方法探究
薄煤层综采工作面高产高效开采方法探究 ：本文主要对薄煤层综采工作面高产高效开采方法进行研究，根据开采条件及系统参数进行分析，提出薄煤层大功率开采方法，确定采煤机、刮板输送机及液压支架“三机”的配套关系，从而进一步闡述了薄煤层综采工作面的合理应用。薄煤层通常是指在 1.3m 以下的煤层，由于薄煤层的工作环境比较恶劣，导致开采难度较大，我国的薄煤层分布地区较广，几乎占整个煤矿开采的50%。因此，薄煤层综采工作面高产高效开采方法的研究至关重要。 【关键字】：薄煤层; 大功率;大倾角;高产高效 一、引言 薄煤层通常指 1.3 m 以下的煤层，而薄煤层工作面开采时，由于煤层厚度小、开采高度低、工作空间狭窄，因此人员操作难度大，特别是伪顶、软底条件下的薄煤层，开采难度更大，造成回采后伪顶极易垮落，加之软底支护的初撑力通常达不到要求，容易因顶板支护系统失稳而造成开采工作面大面积冒顶。 二、薄煤层开采分析 1、国外分析 国外的薄煤层开采较为先进，主要的研究成就主要集中在德国，在德国的要就汇总，提出以薄煤层刨煤机作为工作的主要设备，通过对设备的不断的更新及应用，从而达到的整个薄煤层开采能力的提升。 2、国内分析 而我国在对薄煤层开采进行研究中国结合了德国的研究成果，在20 世纪80 年代初。我国从德国购进了一批专用于薄煤层开采的刨煤机综采设备，在这批设备的投入使用中，却发现会用效果不佳。由于设备的零件产地、适用环境、维修养护等方面，不能够得到及时的处理与解决，就导致这批德国设备不能够在我国广泛的推广。虽然近些年来，我国在薄煤层开采有了一定的发展，并就炮采、机采提出了一些理论研究，但是对于大功率的薄煤层开采技术的应用上还存在着诸多的不足，这是也我国相关领域的专业人员在不断探索的方向。 薄煤层采煤层在工作中由于空间狭小、作业面受限、软底、瓦斯含量高等提点，就导致在工作中加强对作业面的支撑工作成为了工作重点，并且支撑空间必须要满足支架长度，维持设备高度。因此，能够使设备的开机率的提升，工作面的设备故障减少，甚至出现无故障的最优环境的设备应运而生，这种设备就是薄煤层大功率成套设备。 三、薄煤层工作面的参数
综采工作面三机配套方案
综采工作面三机配套方案 综采工作面的“三机”是指采煤机、液压支架、刮板输送机,是综采工作面的主要设备。其选型首先必须考虑配套关系,选型正确先进、配套关系合理是提高综采工作面生产能力、实现高产高效的必要条件。 1 “三机”的选型原则 1.1 采煤机的选型原则 (1)采煤机能适合的煤层地质条件,其主要参数(采高、截深、功率、牵引方式)的选取要合理,并有较大的适用范围。 (2)采煤机应满足工作面开采生产能力的要求,其生产能力要大于工作面设计能力。 (3)采煤机的技术性能良好,工作可靠,具有较完善的各种保护功能,便于使用和维护。 采煤机的实际生产能力、采高、截深、截割速度、牵引速度、牵引力和功率等参数在选型时必须确定。 实际生产能力主要取决于采高、截深、牵引速度以及工作时间利用系数。采高由滚筒直径、调高形式和摇臂摆角等决定。滚筒直径是滚筒采煤机采高的主要调节变量,每种采煤机都有几种滚筒直径供选择,滚筒直径应满足最大采高及卧底量的要求。截深的选取与煤层厚度、煤质软硬、顶板岩性以及移架步距有关。截割速度是指滚筒截齿齿尖的圆周切线速度,由截割部传动比、滚筒转速和滚筒直径确定,对采煤机的功率消耗、装煤效果、煤的块度和煤尘大小等有直接影响。牵引速度的初选是通过滚筒最大切削厚度和液压支架移架追机速度验算确定。牵引力是由外载荷决定的,其影响因素较多,如煤质、采高、牵引速度、工作面倾角、机身自重及导向机构的结构和摩擦系数等,没有准确的计算公式,一般取采煤机电机功率消 耗的10%~25%。滚筒采煤机电机功率常用单齿比能耗法或类比法计算,然后参照生产任务及煤层硬度等因素确定。
1.2 液压支架的选型原则 (1)液压支架的选型就是要确定支架类型(支撑式、掩护式、支撑掩护式)、支护阻力(初撑力和额定工作阻力)、支护强度与底板比压以及支架的结构参数(立柱数目、最大最小高度、顶梁和底座的尺寸及相对位置等)及阀组性能和操作方式等。 (2)选型依据是矿井采区、综采工作面地质说明书。在选型之前,必须将所采工作面的煤层、顶底板及采区的地质条件全部查清。然后依据不同类级顶板选取架型。最后依据选型内容结合国内现有液压支架的主要技术性能直接选定架型及其参数所对应的支架型号。 1.3 刮板输送机的选型原则 (1)刮板输送机的输送能力应大于采煤机的最大生产能力,一般取1.2倍。 (2)要根据刮板链的质量情况确定链条数目,结合煤质硬度选择链子结构型式。 (3)应优先选用双电机双机头驱动方式。 (4)应优先选用短机头和短机尾。 (5)应满足采煤机的配合要求,如在机头机尾安装张紧、防滑装置,靠煤壁一侧设铲煤板,靠采空区一侧附设电缆槽等。在选型时要确定的刮板输送机的参数主要包括输送能力、电机功率和刮板链强度等。输送能力要大于采煤机生产能力并有一定备用能力。电机功率主要根据工作面倾角、铺设长度及输送量的大小等条件确定。刮板链的强度应按恶劣工况和满载工况进行验算。 2 “三机”的合理配套 从采煤机、液压支架、刮板输送机的选型原则中看到,综采设备的合理配套是很复杂的系统工程。 2.1 满足生产能力要求采煤机生产能力要与综采工作面的生产任务相适应,工作面刮板输送机的输送能力应大于采煤机的生产能力,液压支架的移架速度应与采煤机的牵引速度相适
浅谈薄煤层综采技术及发展趋势
民营科技52MYKJ 科技论坛 浅谈薄煤层综采技术及发展趋势 刘洪涛 （龙煤矿业设计研究院鸡西分院，黑龙江鸡西158100） 在我国煤矿中，较薄煤层的储量占可采储量比例较大，为保证煤炭工业的可持续性发展，薄煤层的开采是各矿山企业急需解决的问题。综合机械化采煤是煤矿开采现代化的重要标志，近二十多年来，国内外综合机械化开采发展迅速，对中厚煤层和厚煤层的综采已经到技术比较成熟阶段，特别是放顶煤开采技术。 1国内外发展现状 薄煤层工作面对液压支架的要求之一是支架的高可靠性。液压支架是综采设备中数量最多、投资最大的关键设备，其可靠性高低直接影响综采工作面的产量、效率和安全川。因此，提高支架的可靠性，保持设备的功能、性能、寿命和成本的均衡，是提高综采工作面长时间正常运转的关键。美国、澳大利亚等国家的煤机制造商对支架的可靠性十分重视，不仅液压支架的安全系数高，而且对支架的结构、密封及支架用阀甚至制造工艺都进行了进一步的研究和探讨。有资料表明，美国、德国、澳大利亚等发达国家采用长壁综合机械化开采工艺和大功率、重型化采矿设备，工作面单产水平获得大幅度提高，平均月产己达到50万吨，1998年10月，美国塞普路斯·二十英里矿月产商品煤102万吨，日产达到了43115吨的水平。1998年，在德国费力特里西梅因里希矿区的杰兰德煤矿，工作面面长430m，煤层厚度2.8m，用SL300艾柯夫采煤机、两柱掩护式支架，日产商品煤达20262吨。情况对比，其可靠性方面远比国产液压支架高，显示了国产液压支架与国际先进水平的差距很大。 美国长壁综采工作面的产量一直处于世界领先地位。在美国现有的长壁综采工作面中，有巧%的工作面平均班产超过6000吨，相当于年产400多万吨水平，个别工作面月产已超过80多万吨，所配备的液压支架工作阻力大部分在7000~8000kN，个别达到9800kN，有87.5%的工作面配备电液控制系统，配套设备均为大功率电牵引重型采煤机组和大功率、大运量、高可靠性刮板运输机。美国井工开采煤层厚度不大，从最小开采厚度到0.9m的占10.45%，0.9~1.2m的占45%，有26个煤厚在1.3~ 2.0m的综采工作面。说明使用大功率综采设备在采高较小的煤层条件下，完全能够取得良好的技术经济效果。 澳大利亚近十多年来综采技术发展很快，长壁工作面数量成倍增长，部分工作面产量达到了300~400万吨，为使综采工作面产量持续增长，近几年来，澳大利亚采取了一系列措施，包括改革劳动制度，采用各种新设备、新技术，综采工作面优选世界各国先进的重型高效装备，实现一井一面、集中化生产。英国和德国是世界上综采技术装备最先进的国家，由于受其自然煤层赋存条件的限制，其高产高效工作面纪录不如美国和澳大利亚，但世界著名的采煤机械公司主要集中在德国和英国。近年来，由于国际采矿业市场的不景气和激烈竞争，导致各公司的相互兼并，形成几个大跨国公司。为占领市场，各公司不断开发新技术、新产品。2薄煤层综采工艺 2.1采煤工艺 1）作业方式：采面采用“三八”制作业，三班出煤，边采边准。2）采煤方法：走向长壁后退式，全部垮落法处理采空区。3）工艺流程：割煤→降架→移架→升架→推溜。4）支架操作：邻架操作，从上架操纵下架。5）循环作业：昼夜循环作业，每进一刀移一次架、推一次刮板输送机为一个循环，单向割煤。6）移架方法：追机逐架前移，移架时，自上而下移架。7）移架要求：移架步距0.7m；正常情况下及时移架，移架滞后采煤机后滚筒3~7m，前梁前端距煤壁间的端面距不大于340mm。在正常移架时，降架量100~150mm。顶板破碎时，采用直径200mm、长500mm的圆木垫在电缆架内吊起架子快速拉架；同时控制好架间距，防止架间距过大，漏货掉矸。拉架后，应及时升起支架支护顶板，并随时调整千斤顶的伸长量，使其顶梁保持同一水平，与顶板平稳、紧密接触。移架后，支架要与采面煤壁保持垂直，达不到要求的须调整支架。8）移刮板输送机：推移刮板输送机滞后移架10~15m，推刮板输送机后保证刮板输送机弯曲段距离不得小于15m，弯曲度必须保证机组能正常通行。 2.2上、下安全出口的管理 1）机头、机尾各采用4组长4.2m的工字钢大梁支护。机头、机尾每棵大梁下至少保证有3棵单体柱，每组大梁之间交错迈步前移。2）机尾、机头的大梁分别距上端头第一架（尾架）上边缘和下端头第一架（首架）下边缘不大于0.7m;若大于0.7m，采用DZ22-30/100型单体柱配合HD－JA-1200型铰接顶梁的错梁齐柱式支护，柱距0.6m，排距0.6m。用铰接顶梁支护时，严禁出现单梁单柱；大梁组间距0.7m，组内间距0.2m。对顶板破碎带，大梁后方采用1.2m金属铰接配合单体支柱进行加强支护。2.3劳动组织 1）工作面内专业工作组定岗追机作业。2）上、下端头为专业工作组定岗定点作业。3）检修班为专业工作组定岗定额作业。 2.4较薄煤层综采设备配套尺寸 较薄煤层工作面综采设备研制的最大难点在于过煤空间、机面高度、安全过道空间、设备结构强度与高效开采要求的设备必须具备的大功率、高可靠性等要求难以同时得到保证。除此之外，其研制难点还在于综采设备研制的特殊性。工作面综采设备由采煤机、工作面输送设备、液压支架等组成，这些设备的设计与制造隶属于不同生产厂家与科研单位，而每个研制单位都拘泥各自的研究领域，对整个配套系统缺乏系统性、全局性的考虑，使得所研制的配套设备难以完全满足各方面的要求。为此，这里提出了先由ANNES确定基本设计参数(包括配套尺寸参数)，然后再根据这些参数进行具体结构设计的综采设备配套方法。由于该方法是对整个配套系统进行分析处理，从理论上讲，可以最大限度地避免目前综采设备配套方法的缺陷。 3薄煤层综采开采技术效果 3.1优点 1）在倾斜面进行薄煤层综采实践中，所设计的支架具有针对性，可适合于煤厚1~1.6m完整性较好的顶板（采面煤层厚度小于1.2m时需要割底）。2）支架轻巧，安装方便。3）与其他型号支架相比，该型支架的操作空间较大。4）与高档普采相比，支护较安全。 3.2不足 1）无伸缩梁、侧护板，不利于破碎顶板支护和调架工作。2）底调油缸长度不够，无法调架。3）推移油缸双向锁流量不够，推移慢。4）顶推油缸不是常闭状态。5）邻架操作片阀组的固定位置不合理。6）顶板不平时，机组摇臂会撞到支架顶梁，机组滚筒割煤挑不到顶，采煤机配套性欠差。7）支架“8”字头销子为横销，无垫圈，易上下蹿动，采面溜子联接耳座因受力不均出现损坏。8）在倾角大于30°的倾斜工作面，架间漏货掉矸不易控制，易造成不安全隐患。 4未来发展趋势 近几年来，随着综采工作面装备技术水平的不断提高，国内对国产液压支架的靠性的研究也取得了长足的进步。薄煤层开采高度小、顶板压力小的特点，决定了薄煤层高产高效采煤方法的发展方向主要是提高长壁工作面自动化程度。由于薄煤层工作面内作业困难，所以应提高薄煤层工作面采、支、运工序的自动化程度，减少工作面内的操作人员。薄煤层工作面刨煤机、螺旋钻采煤比采煤机落煤易于实现自动化。由计算机控制的定量割煤刨煤机与采煤，是实现薄煤层工作面自动化开采重要的发展方向之一。 结语 对于我国资源储量比较大的薄煤层来说，随着国内外采矿设备制造水平的提高，在采用大功率、高可靠性工作面设备的基础上，根据当地的煤层赋存情况，因地制宜地选择采煤机械，采用上述采煤方法均可以实现薄煤层高效高产开采。 参考文献 [1]胡万吕，曾明胜，韩纪志.高产高效综放作面设各配套实践与探讨[J]. 煤炭科学术，2002，3. [2]赵衡山.我国煤矿高产高效开采技术装备的发展与展望[J].煤炭学报， 2003，2. [3]罗恩波.国内外液压支架现状及我国的发展趋势[J].煤矿机电，2000， 12. 摘要：随着煤矿综合机械化程度的大幅度提高及超强度开采，原煤田中开采条件较好的煤层逐渐枯竭，薄煤层的综采成为一个研究的重要课题。关键词：薄煤层；液压支架；综采技术
综采工作面“三机”配套及实践应用研究
综采工作面“三机”配套及实践应用研究 在一些大型煤矿企业的煤矿开采作业中，会遇到很多三机配套与实践应用方面的技术问题，由此，本文就贵州一家大型煤矿企业的三机配套与实践情况进行分析，从而针对三机配套来如何做好工作面控制系统安装工作，并对故障进行分析和处理，探究安全管理技术方面的问题。 标签：自动化；实践应用；三机；安全管理 当前煤矿综采工作面的“三机”配套已经有了较好的综采技术水平，随着自动化控制技术的发展，其煤炭安全开采中的开采装备也有了更好的保障，拥有高水平的自动化控制技术是煤矿开采工作的现代化水平装备的象征。贵州省土城煤矿企业拥有300万吨/年的生产量，采用平硐-斜井方式进行综合开拓，是煤—瓦斯较为突出的矿井。土城煤矿的15910综采工作面在焦炭沟的采煤区，有1330米长的走向和195米长的倾斜，煤层的倾角平均达到21°，厚度平均达到0.9米，其顶是泥质粉砂岩，具有较稳定的煤层。 1 三机配套及其安装 1.1 三机配套状况 除了刮板输送机、采煤机、液压支架这三机外，土城煤矿的15910综采面拥有的设备还有掩护式过渡液压支架、桥式转载机、破碎机等。对于三机的配套上，必须要进行正确的选型，这样才能保证三机配套关系的合理性，从而提高煤矿综采面的高产效率。 1.2 安装方法 进行三机配套设备的安装，必须要根据相关作业、操作以及安全规程来执行安装。根据以上设备的信息，15910综采面的三机安装顺序是：先安装可伸缩输送带，然而再来进行顺槽液压设备的安装，此处需要注意的是将水处理系统安装于切眼下部出口外的500米的位置，第三，安装设备列车，第四是安装全自动集控系统，第五是安装转载机，第六为包括了电机控制系统在内的液压支架的安装，第七，安装刮板输送机，最后安装采煤机。 2综采面自动控制系统与常见故障的处理 对于综采工作面的控制系统，本文主要介绍支架电液控制系统和全自动集控系统及其常见故障进行分析。 2.1支架电液控制系统 有了支架电液控制系统，会带来更加灵活、便捷的液压支架和刮板输送机的
综采工作面“三机”设备配套关系
综采工作面的设备配套关系 综采工作面成套设备主要由采煤机、刮板输送机、液压支架、桥式装载机、可伸缩胶带机、乳化液泵站与移动变电站、开关群以及控制、通讯和照明系统等组成，必要时还需配有液压安全绞车及电站、小水泵等辅助设备。综采设备的重点是工作面“三机”——采煤机、刮板输送机和液压支架的配套。 滚筒采煤机、刮板输送机和液压支架相互之间有着密切的联系。滚筒采煤机以输送机机槽为轨道，沿工作面运行割煤，其自身无进刀能力，只有与推移输送机工序相结合才能进刀；而输送机自身无前移能力，只有与液压支架相配合，才能完成推移动作；液压支架也要借助输送机完成移架动作。因此，要想充分发挥综采设备的效能，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相互配合。 1、综采工作面“三机”几何关系的配套 采煤机、刮板输送机和液压支架的配套尺寸关系如图
从安全角度出发，支架前柱到煤壁的无立柱空间距离R应越小越好，其尺寸组成如下; F=B+e+G+b+x 式中 B－截深，即采煤机滚筒的宽度； e－煤壁与铲煤板之间的空隙距离，为了防止采煤机在输送机弯曲段工作时滚筒切割铲煤板，此间空隙距离e=100－200mm; x－立柱斜置产生的水平增距，它可按立柱最大高度的投影计算； G－输送机的宽度，其组成为G=f+s+a,其中f为铲煤板的宽度，一般为150－240mm；s为输送机中部槽的宽度，由输送机的 型号确定；a为电缆槽和导向槽的宽度，通常为360mm; b－前柱与电缆槽之间的距离，为了避免输送机倾斜时挤坏电缆和司机的操作安全，通常此距离应大于200－400mm. 由于底板截割不平，输送机产生偏斜，为了避免采煤机滚筒截割到顶梁，支架梁端与煤壁应留有无支护的间隙D，此处间隙约为200－400mm。煤层薄时取最小值，厚时取最大值。 则从前柱到梁端的长度L应为： L=F-B-D-x 根据上述尺寸配套计算，对长梁结构支架的最小长度为2m左右。在空间高度上，支架最小高度H可表示为： H=A+C+t 式中 t－支架顶梁的厚度； A－采煤机机身高度、输送机高度和采煤机底托架高度h（自
综采工作面三机配套选型
利民煤焦有限责任公司煤矿Ⅱ0116采区工作面设备选型 说 明 书 利民煤焦有限责任公司 二〇一二年六月八日
利民煤焦有限责任公司煤矿 Ⅱ0116采区工作面设备选型说明书编制单位：生产技术部 编制时间： 2012年6月8日 编制人： 生产部部长： 总工程师： 副总经理： 总经理： 董事长：
一、矿井基本情况： 利民煤焦有限责任公司煤矿（简称利民煤矿）位于自治区鄂尔多斯市鄂托克旗境，卓子山煤田棋盘井矿区东南部。矿井井田面积 7.986 km2，资源储量11168万吨，可采储量6212万吨，全矿井主采煤层两层9#和16#，平均可采厚度分别为2.96m、5.16m。煤层埋藏深度160m～400m，顶底板岩石的稳固性为中等～较好，煤层均为向西南倾斜的单斜构造，倾角5°～10°，平均7°；煤类为JM、1/3JM 及FM。矿井水文地质类型是复杂型矿井；矿井属于斯矿井；煤尘具有爆炸性，爆炸指数为26～37%；各煤层均具有自燃倾向性，自燃等级为二级。 二、采区概况： Ⅱ0116采区位于利民煤矿井田西北部，东至井田东部边界，西至F27断层保护煤柱，南至工业广场保护煤柱，北至井田北部边界。采区煤层上限标高为1145米，下限标高920米，地面标高为1353～1408米。全区属高原侵蚀性丘陵地貌，新生界广泛分布，基岩零星出露，为荒漠～半荒漠地区，植被稀疏，采区走向长300米～1700米，倾斜长230～2230米，面积2km2。 据现有资料，Ⅱ0116采区基本为一向SWW倾斜的单斜构造。地层倾角平缓，一般倾角为5～10°，采区南部受F27正断层及其派生断层的影响，煤层倾角略有增大。本区没有陷落柱，岩浆侵入体及古河床冲刷现象。 矿井煤层位于石炭系上统组上部第一岩段（C2t2-1）下部，煤层自然厚度4.46～11.60m，平均6.37m；可采厚度3.34～8.67m，平均5.16m。煤层厚度有一定的变化。煤层自然厚度变异系数为24%。煤层结构复杂，含夹矸1～8层，一般3～4层，煤层为结构复杂、层位稳定、对比可靠、全区发育且可采的较稳定煤层。
综采工作面三机配套
综采工作面三机配套 综采工作面三机配套方案 综采工作面的“三机”是指采煤机、液压支架、刮板输送机,是综采工作面的主要设备。其选型首先必须考虑配套关系,选型正确先进、配套关系合理是提高综采工作面生产能力、实现高产高效的必要条件。 1“三机”的选型原则 1.1采煤机的选型原则(1)采煤机能适合的煤层地质条件,其主要参数(采高、截深、功率、牵引方式)的选取要合理,并有较大的适用范围。 (2)采煤机应满足工作面开采生产能力的要求,其生产能力要大于工作面设计能力。 (3)采煤机的技术性能良好,工作可靠,具有较完善的各种保护功能,便于使用和维护。 采煤机的实际生产能力、采高、截深、截割速度、牵引速度、牵引力和功率等参数在选型时必须确定。 实际生产能力主要取决于采高、截深、牵引速度以及工作时间利用系数。采高由滚筒直径、调高形式和摇臂摆角等决定。滚筒直径是滚筒采煤机采高的主要调节变量,每种采煤机都有几种滚筒直径供选择,滚筒直径应满足最大采高及卧底量的要求。截深的选取与煤层厚度、煤质软硬、顶板岩性以及移架步距有关。截割速度是指滚筒截齿齿尖的圆周切线速度,由截割部传动比、滚筒转速和滚筒直径确定,对采煤机的功率消耗、装煤效果、煤的块度和煤尘大小等有直接影响。牵引速度的初选是通过滚筒最大切削厚度和液压支架移架追机速度验算确定。牵引力是由外载荷决定的,其影响因素较多,如煤质、采高、牵引速度、工作面倾角、机身自重及导向机构的结构和摩擦系数等,没有准确的计算公式,一般取采煤机电机功率消耗的10%~25%。滚筒采煤机电机功率常用单齿比能耗法或类比法计算,然后参照生产任务及煤层硬度等因素确定。 1.2液压支架的选型原则 (1)液压支架的选型就是要确定支架类型(支撑式、掩护式、支撑掩护式)、支护阻力(初撑力和额定工作阻力)、支护强度与底板比压以及支架的结构参数(立柱数目、最大最小高度、顶梁和底座的尺寸及相对位置等)及阀组性能和操作方式等。 (2)选型依据是矿井采区、综采工作面地质说明书。在选型之前,必须将所采工作面的煤层、顶底板及采区的地质条件全部查清。然后依据不同类级顶板选取架型。最后依据选型内容结合国内现有液压支架的主要技术性能直接选定架型及其参数所对应的支架型号。 1.3刮板输送机的选型原则 (1)刮板输送机的输送能力应大于采煤机的最大生产能力,一般取1.2倍。 (2)要根据刮板链的质量情况确定链条数目,结合煤质硬度选择链子结构型式。 (3)应优先选用双电机双机头驱动方式。 (4)应优先选用短机头和短机尾。 (5)应满足采煤机的配合要求,如在机头机尾安装张紧、防滑装置,靠煤壁一侧设铲煤板,靠采空区一侧附设电缆槽等。在选型时要确定的刮板输送机的参数主要包括输送能力、电机功率和
综采工作面三机配套会议纪要(韩家湾)
陕北矿业公司韩家湾矿 综采工作面三机配套会议纪要 根据陕北矿业公司的安排，由陕北矿业公司牵头，由西安煤矿机械厂、中煤张家口煤矿机械有限公司、山西平阳重工机械有限责任公司、天地科技股份有限公司开采所事业部参加的陕北矿业公司韩家湾矿综采工作面三机配套会于2006年12月26~31日在天地科技股份有限公司开采所事业部进行，与会人员就三机配套中的有关问题进行了认真协商，形成了综采工作面设备配套图（共五张），并就有关问题达成如下一致意见： 一、工作面尺寸： 1．上、下顺槽尺寸：5mx3.6m 2．工作面走向长：1130m 3．工作面斜长：净长200m 4．工作面煤流方向：面向煤壁右向（配套图按左工作面设计，出厂按右工作面安装） 二、设备型号： 1．支架型号：中部支架（117架）ZY8800/23/47 过渡支架（1架）ZYG8800/23/47 端头支架（3架）ZYT8800/23/47 2．采煤机：MG500（650）/1180（1480） 3．刮板运输机：SGZ900/1050
4．转载机：SZZ900/250 5．破碎机：PCM200 三、设备配套 1．中部支架采用及时支护方式，支架高度在4500mm时梁端距为501mm。 2．机尾采用三架中部支架配套，采用不及时支护。 3．机头过渡支架采用及时支护方式，顶梁加长450mm，支架高度在4500mm时梁端距为501mm。 4．机头端头支架采用不及时支护方式，顶梁加长910mm，支架高度在4500mm时梁端距为505mm。 5．卧底量：中部440mm，机头、机尾：100~150mm。 6．刮板运输机采用锻造销排，节距147mm。 7．工作面推移步距：860mm。 8．刮板运输机与转载机采用交叉侧卸连接方式。 9．转载机机尾端面图由中煤张家口煤矿机械有限公司提供给用户，由用户转交给可伸缩胶带输送机生产厂。 四、供液系统 1．工作面供液及供水系统图由天地科技股份有限公司开采所事业部设计并提供给各配套厂家。 2．主供液胶管供货厂家提供分流接口，由接口连接各设备的胶管由设备供货厂家提供。 3．供水系统接口规格：