猴子沟煤矿高档普采工作面设备配套选型

猴子沟煤矿普采工作面设备配套选型洪文春（绥江县猴子沟煤矿，云南绥江657700）[摘要]：针对绥江县猴子沟煤矿地质情况，对绥江县猴子沟煤矿普采工作面主要参数，工作面采煤机、运输设备、支护设备等进行了设备选型分析，确保采区设计顺利完成。

[关键词]:普采工作面；设备选型1、首采区煤层赋存条件绥江县猴子沟煤为单一煤层开采，矿改扩建后的生产水平为450m水平，分上下山开采，首采工作面布置在上山西侧最上部，煤层赋存于须家河组下段(T3x1)的下部，呈层状产出。

距三叠系中统雷口坡组顶界1．81m～15.62m，一般6．5m。

煤厚0．71m～1.53m，平均1．02m，为薄煤层，总体倾向正北，倾角16°～35°，为缓倾斜～倾斜煤层。

煤层结构简单，煤岩类型为半亮型至亮型，顶底部均为0．05m～0．10m的暗煤，为块状、粒状结构。

煤层直接顶为灰黑色薄至中厚层状泥质粉砂岩；基本顶为灰色中厚层状石英长石细砂岩；底板为灰色薄至中厚层状泥质粉砂岩。

其物理力学性质为：煤层直接顶泥质粉砂岩的自然抗压强度为25.4～32.1MPa，平均28.3Mpa；自然抗拉强度为1.47 Mpa；凝聚力3.9Mpa，内摩擦角40.8°。

底板粉砂质泥岩的自然抗压强度为11.2～13.9MPa，平均12.3Mpa；自然抗拉强度为0.53 Mpa；凝聚力2.1 Mpa，内摩擦角41.2°。

采区所在位置为正常地温区，瓦斯涌出不高，亦无冲击地压现象。

可采煤层上覆以裂隙弱含水层充水为主，含、隔水层相间，含水层富水性弱，地下水的补给为大气降水，地表无大的水体，补给条件差。

煤层自燃倾向性属三类，不易自燃；无煤尘爆炸危险性。

2、工作面采煤方法根据煤层开采技术条件，设计采用走向长壁后退式采煤法。

为合理集中生产、提高矿井机械化水平、提高劳动生产效率、降低工人劳动强度，设计确定采用普通机械化开采工艺，采用单体液压支柱配铰接顶梁支护顶板，全部垮落法处理采空区。

工作面回采操作顺序为：割煤——移架——移输送机；割煤方式：割煤方式为双向割煤，往返一次进两刀。

采煤机正常割煤时前滚筒割顶煤、后滚筒割底煤，割煤的同时完成装煤。

移溜方式：采用跟机移溜的方式，移溜步距1.0m，弯曲段长度不小于20m。

移溜距离采煤机后滚筒不小于20m。

采煤机进刀方式：为上下端头人工开机窝进刀。

3、工作面参数确定（1）采高的确定根据首采区地质报告，采区可采煤层厚度0.71～1.53之间，其中0.0～0.75m之间的占25%，0.75～1.6m之间的占65%，1.6m以上的占10%；不难看出煤层变化较大，因此设备选型时应尽量选取较大范围。

由于受支柱伸缩量限制，不能满足全部煤层，只能满足大多数煤层，初步确定支柱的最小采高为0.75m，最大采高为1.6m，平均1.02m。

（2）工作面主要参数的确定为满足工作面15万吨/年的生产要求，作为小型煤矿的工作面应满足6～12月的生产时间，确定工作面倾向长度为120m，走向长度为500m，工作面服务时间为7个月。

为了配合工作面支护及劳动组织，选择采煤机截深为1.0m。

表1 工作面主要参数倾角（°）平均采高（m）截深（m）倾斜长度（m）走向长度（m）16°～35° 1.02 1.0 120 5004、工作面设备配套选型（1）采煤机的选型 1）滚筒的选型正确选择采煤机是提高采煤工作面生产能力的一项主要任务，对采煤工作面的生产效率、能耗、安全等都具有重要影响。

但采煤机选型涉及问题较多，它不仅与煤层的厚度，倾角及煤的物理机械性质、地质条件等有关，还要考虑与支护设备，运输设备之间的配套关系。

因此，在选型过程中要考虑诸多方面的因素，经综合分析后再确定。

1）滚筒的直径D=αHmax式中：α——螺旋滚筒装煤效率；对小直径滚筒，α=0.59～0.63；对大直径滚筒，α=0.56～0.59。

Hmax ——采高，计算时取最大采高1.6m 。

则：D=0.59×1.6=0.94m目前采煤机滚筒直径已经系列化，分别为0.6m 、0.65m 、0.7m 、0.75、0.8m 、0.9m 、1.0m 、1.1m 、1.25m 、1.4m 、1.6m 、1.8m 、2.0m 、2.3m 、2.6m 。

计算结果要按照滚筒系列化标准进行调整后，最后确定滚筒直径。

根据上述计算参数，并结合采煤机系列化标准，初步确定采煤机滚筒直径为0.6m 。

2）牵引速度的确定为防止碎煤抛过筒缘循环的转速，一般认为滚筒转速为30～50r/min 较适宜，目前滚筒转速有降低的趋势。

为了适应生产需要并综合考虑推进速度、落煤、装煤、粉尘、人员管理等因素，根据上述所确定的采煤机滚筒直径为0.75m ，设计初选采煤机滚筒转速为84r/min 。

目前常用的截割速度jV =2～5m/s ，最好在4m/s 左右。

jV 过高将使煤尘增多，大大降低截齿的寿命。

60000nD V j ⋅⋅=π式中：D ——选定的滚筒直径，750mm ； n ——选定的滚筒转速，84r/min 。

则：3.3600008475014.3=⨯⨯=j V根据上述验算结果，截割速度选定为3.5m/s 即符合要求。

根据采煤机滚筒转速84 r/min ，截深选择1.0m 的，采煤机牵引速度最大为3.5m/min ，因此采煤机的选型为MG100/111-TD 采煤机，主要技术参数见表2。

采煤机在工作面进刀方式为下部人工开挖机窝，上行割顶煤挂梁，下行割底煤清覆煤，推溜、打支柱，每班往返1次割1刀。

这样只要保证88%的循环率就能保证15万吨的年生产能力。

（2）工作面刮板运输机选型刮板运输机的选型原则是要保证工作面运煤能力。

由计算可知工作面的最大落煤能力为226.8t/h ，考虑刮板运输机的运输不均匀系数1.2，因而刮板运输机的能力应为为272.1t/h ，并考虑刮板运输机要适应120m 的长度，选型为：SGB-620/80T 刮板运输机。

其主要参数见表3。

表2 MG100/111-TD 采煤机主要技术参数项目 技术参数适应采高（m ） 0.75-1.5 适应煤质硬度 f ≤3.5 截深（mm ） 0.8;1.0滚筒直径（mm ）φ0.75; φ0.85; φ1.0牵引方式锚链牵引摇臂摆角（mm）上调45°；下调16°牵引速度（m/min）0-3.6截割功率（kw）100牵引功率（kw）11转速（r/min）82电压等级（v）660适应煤层倾角（°）≤30（加防滑装置）机面高度（mm）580表3 SGB620/80T刮板运输机主要技术参数设计长度（m）输送量（t/h）装机功率（kw）电压等级（v）刮板链速（m/s）刮板链型式链条规格（mm）链条破断负荷（吨）液力联轴器型号（mm）160 250 2×40 660/380 0.86 双边链Ф18×64—B ≥32 YL-400A4型（3）支护选型选用DWF-0.8；1.2；1.6三种规格单体液压支柱配HDJA-1000型交接顶梁进行正悬臂式支护，排距 1.0m，放顶前最后一排支柱，每两柱间加设一根支柱构成密集柱切顶线放顶。

工作面上下顺槽采用DWF-1.8作超前20m加强支护。

（4）工作面转载机选型工作面转载机选用工作面同型号的刮板运输机进行转载运输，120m转载一次，工作面出来的煤炭经转载运输机进入30°坡度的溜煤眼（临时煤仓）。

（5）工作面顺槽运输设备选型运输顺槽用2台CTY-2.5/6GB蓄电池电机车牵引矿车侧卸式0.75t矿车将工作面临时煤仓中的煤炭运输至采区运输上山卸载，进入搪瓷溜槽溜煤上山。

选用CZJ－60/200型节能恒流充电机3台。

（6）采区辅助提升绞车选型采区辅助提升设备、材料，下放矸石等选用JTKB-1.0×0.8W防爆矿用绞车，参数见表4（7）乳化液泵站的选型乳化泵站和工作面支护共用用BRW80/20 ×4型乳化泵站。

技术参数如表见5。

（8）喷雾泵站的选型选择ISGB50-250管道增压泵为工作面采煤机及转载机进行喷雾降尘，其参数表6。

（9）其他设备选型工作面辅助提升选JD-11.4内齿轮绞车1台进行辅助提升设备和材料。

性能参数如表75、结论通过以上选型，确定了猴子沟煤矿普通机械化采煤工作面的设备配置，为下一步采区设计、回采作业规程的编制奠定了基础。

同时也可根据以上选型的负荷进行采区供电方案设计等。

表5 BRW80/20 ×4型乳化泵站技术参数公称流量（L/min）压力（MPa）电机功率（kw）电机转速（r/min）外形尺寸（mm）重量（kg）液箱容积（L）液箱尺寸（mm）液箱重量（kg）泵型号流量(m3/h)扬程(m)效率（%）转速(r/min)电机功率(kw)汽蚀佘量(m)50-25012.58038290011 2.3φ228X306400 12.5 10 41 11.4 1460 YBJ11.4-4120X766X727540参考文献：[1]徐洪周.薛湖煤矿综采工作面设备配套选型[J].煤炭开采,2012,1:70-71；[2] 中国矿业学院等.采煤学[M](1). 煤炭工业出版社.1979：150-277。

作者简介：洪文春， 1967年出生，1992年毕业于湖南湘潭矿业学院采矿系采矿专业，助理工程师、国家注册安全工程师、国家三级安全评价师，现为绥江县猴子沟煤矿矿长。