四川达竹煤电（集团）有限责任公司小河嘴煤矿
摘要：本文对四川达竹集团小河嘴煤矿F610220112（21）采煤工作面的主要机电设备的选型工作进行了研究,并根据该工作面具体条件进行井下工业试验分析设备选型的合理性、适用性。
关键词：极薄煤层；设备选型；工业试验
1 工程概况
小河嘴煤矿隶属于四川达竹煤电（集团）有限责任公司，是川煤集团公司下属矿井之一，位于达县南外镇同安路410号，距达州市主城区3公里，达渝高速公路、达万铁路、210国道、达开公路均从矿区穿过。矿区内含煤地层为上三叠统须家河组，系陆相含煤地层，依据岩层及煤层自下而上分为六段，其中五段（厚32~173 m）和六段（厚7~169 m）为主要含煤段。本矿区为隐伏井田，含煤地层由钻孔揭露，且煤层厚度大多低于0.6m，60%煤层属急倾斜煤层，平均倾角50o。
2大倾角极薄煤层高档普采的设备选型
2.1 0.6m以下大倾角高档普采工作面参数
0.6m以下大倾角高档普采工作面参数确定包括工作面长度优化、工作面采高及截深。其中工作长度优化从工作面单产、工作面效率及地质条件和生理。
2.2.2设备选型
综合考虑各机械选用原则以及影响设备选型的各项因素，本文选用由MG110/130-TPD型极薄煤层采煤机、SGB630/2132型极薄煤层刮板输送机、JQB-14P-18.5机械同步防滑绞车、DSJ65/20/2×40胶带输送机，主泵选用BRW250/31.5，喷雾泵选用为KPB80/16喷雾泵，移动变电站选用型号为KBSGZY-500/6/1.2，0.693。，工作面主要采用DW08-300/100X、DW10-300/100X型单体液压支柱配合长×宽×厚=300×90×50mm木挑板支护顶板，工作面支护参数如下表2。
2.3 大倾角高档普采工作面配套方案
2.3.1工作面主要配套技术方案
极薄煤层采煤机在外形尺寸尽可能减小的前提下加大装机功率，降低采煤机机身高度，采用强力滚筒，适当牺牲滚筒的装煤能力；运输机既要保证刮板强度又要增加过煤空间，采用介于准双链和中双链之间的结构，提高运输机的装煤能力；采煤工艺上采取小截深（600mm）截割，降低截割力矩。
2.3.2工作面设备生产能力配套
下面验证达竹矿区采煤机生产能力是否大于设备应具有的最小生产能力，以及达竹矿区刮板输送机运输能力能否与采煤机配套。
2.3.3极薄煤层采煤机的机身布置方式
小河嘴煤矿煤层采高只有0.45～0.6m，采用爬底板方式布置采煤机是较为适合的方式。
3井下工业性试验
为验证该成套装备的合理性、先进性及可靠性，考察工作面采煤机、液压支架、刮板输送机等设备的主要技术参数、性能等是否达到设计要求，确定最优的采煤工艺，全面考察该套装备的生产能力，在2017年7月至2018年1月期间，以1台MG110/130-TPD型薄煤层滚筒采煤机、1台SGB630/2132薄煤层刮板输送机和机械同步防滑绞车进行配套的高档普采设备在小河嘴煤矿20112（21）采煤工作面进行了工业性试验。
3.1 试验考察指标及试验内容
（1）考察指标：工作面配套装备产能，日产不低于600t，月产不低于1.5万t，年产达到18万t以上水平；工作面煤炭回收率达到98%以上；各设备应具有高可靠性、高适应性、低事故率等优点；与相同条件炮采用人减少50%，工作面产量提高1.5倍以上，工效提高2倍以上。
（2）试验内容：①配套装备总体选型及配套合理性，②薄煤层悬综液压支架的性能及适应性，③薄煤层悬综工作面运输设备性能及适应性，④薄煤层悬综高效开采工艺，⑤薄煤层悬综高效开采工作面成套设备经济可行。
3.2试验条件
3.2.1工作面情况
20112（21）采煤工作面：该工作面位于中山背斜东翼102采区南翼，上以20112（21）风巷为界，下以20112（21）机巷为界，北以201石门为界，南以开切眼为界。工作面上部缓，下部陡。
3.2.2巷道布置
工作面采用走向长壁后退式，全部垮落法处理采空区的高档普采采煤方法。
3.2.3主要设备
设备选型主要包括SGZ630/132型号刮板输送机、MG110/130-TPD型号的采煤机、JQB-14P-18.5机械同步防滑绞车以及DSJ65/20/2*40的顺槽皮带。
3.3生产工艺
3.3.1采煤工艺
工作面一次采全高，当煤层厚度达不到最低厚度开采高度时，采煤机截割底板通过[3]。回采主要工序为：割煤、支护、推溜、端头维护、设备维护等。工艺流程为：割煤→单体支护→推移刮板输送机。
（1）落煤：工作面采用MG110/130-TPD型单滚筒爬底板交流电牵引采煤机落煤。
（2）装煤：采煤机滚筒旋转自装为主，刮板输送机铲装为辅。
（3）运煤：工作面采用至东翼201采区煤仓。
（4）割煤方式及进刀方式：上、下行割煤，往返进二刀，截深0.8m。
（5）支护：工作面采用DW08-300/100X、DW10-300/100X型单体液压支柱配木挑板支护顶板；
经计算需支柱1236根。在风巷距工作面上出口20-50m范围内备用不少于50根与采高相符合的单体液压支柱；在机、风巷距工作面上下出口20-50m范围内备用不小于0.5m3的木挑方及排材。
（6）推溜：每组距离介于10m~15m，且推溜工作应在刮板输送机运行中进行，机头、机尾必须停机推溜。每次推溜必须推移一个步距。推移工作面刮板输送机与采煤机应保持10~15m距离，弯曲段不小于15m。
3.3.2组织工艺
本工作面采用“两采一准”作业方式，工作面分生产班和检修班。工作面每班有一名班长，负责组织生产，配有采煤机司机、支架工、运输机司机、维修工、电工等相关工种操作人员若干名。
3.4试验效果汇总
3.4.1 MG110/130-TPD采煤机
1）采煤机过断层截割岩石的能力
由于煤层厚度极薄，因此MG110/130-TPD采煤机具备较强的截割岩石的能力。此外采煤机顺利通过工作面内的四个起伏点。
2) 采煤机正常工作时生产能力
正常工作时，每天平均割4个循环，最高6个循环，每循环进尺0.8m，煤炭容重1.45t/m3，采煤机生产能力为：
工作面日生产能力＝工作面长度×割煤高度×每刀进尺×每天进刀数×煤炭容重×工作面回采率
＝130×0.95×0.8×4×1.45×0.98＝562（t）
工作面最大生产能力＝工作面长度×割煤高度×每刀进尺×每天进刀数×煤炭容重×工作面回采率
＝130×0.95×0.8×6×1.45×0.98＝842（t）
工作面月生产能力＝工作面日生产能力×月工作日数×正规循环率
=562×30×0.9＝15174t
工作面年生产能力=工作面月生产能力×11= 15174×11=18.2万t
3) 采煤机牵引速度：工作面往返双向割煤，割煤速度3m/min。
4)采煤机截齿消耗：截齿消耗30颗/万t，损坏原因多为磨损，截割岩石截齿消耗大。
5）采煤机齿座和滚筒状况：采煤机齿座和滚筒状况良好，未出现问题。
6）采煤机通过采用双电机布置结构，提高了装机功率，减小了主机架厚度；设计的过煤空间满足生产要求。
7）高强度行星减速器、新型材料齿轮及可靠的扭矩轴保护技术，保证了截割部关键零件在峰值载荷作用下的强度、刚度、变形、动态同轴度误差等符合要求，未发生损伤破坏。
3.4.2设备总体配套
1）在0.6m以下条件下，工作面各设备的能力配套合理，生产能力达到了18万t/年的水平，工作面产量提高了3.5倍，工效提高了3.14倍。
2）采煤机行走正常，最大爬坡500，适应较大的坡度变化；具有较强的截割能力，对煤层厚度变化和断层具备较强的适应能力；采煤机装煤效果好，装煤率达到了80%以上，运输机过煤高度满足要求，煤流畅通；设备之间配套合理。
3）采煤机挑顶、卧底量满足要求。
4）采煤工作面回采率达到了98.7%的水平，满足98%的要求。
4 总结
1）通过工业试验表明，所研制的整套装备选型先进、配套合理、运动关系协调、生产能力匹配、效率较高、安全性能好，质量可靠，能够适应工作面地质条件，满足矿井生产工艺要求。
2）工作面日产量满足550t要求，平均达到了562t水平；配套设备生产能力满足年产18万t的要求。
3）采煤工作面回采率达到了98.7%的水平，满足98%的要求。
参考文献：
[1]王鹏.煤矿采煤技术的发展与采煤自动化技术[J].电子技术与软件工程,2019(13):122.
[2]史俊鹏.基于煤矿地质特点的机械化采煤方法及设备选型[J].机械管理开发,2019,34(01):51-52+63.
[3]李捷.采煤工作面机电设备的选型与配套研究[J].山东煤炭科技,2018(10):152-154.
论文作者:胡光军
论文发表刊物:《防护工程》2019年15期
论文发表时间:2019/12/4
标签：工作面论文; 煤层论文; 采煤机论文; 生产能力论文; 设备论文; 输送机论文; 倾角论文; 《防护工程》2019年15期论文;