淺析對拉工作面采煤工藝升級后的三機配套及改造

趙建軍

(山西煤炭進出口集團 左云東古城煤業(yè)有限公司,山西 大同 037000)

淺析對拉工作面采煤工藝升級后
的三機配套及改造

趙建軍

(山西煤炭進出口集團 左云東古城煤業(yè)有限公司,山西 大同 037000)

介紹了草垛溝礦8103(8107)對拉工作面采煤工藝升級后的液壓支架、刮板輸送機、采煤機配套及改造過程,從科學(xué)性和實用性方面對增配采煤機選型、刮板輸送機增補輔件、液壓支架改造等進行了論證,其結(jié)果對薄煤層工作面的三機配套及改造具有借鑒意義。

對拉工作面;采煤工藝升級;三機配套及改造

1 立項背景

2016年3月份,草垛溝礦8103(8107)對拉工作面液壓支架、刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、順槽皮帶機、設(shè)備列車等安裝完成后,由于國家新規(guī)及上級部門對該種采煤工藝的限制,礦上決定對該面的采煤工藝由炮采向機采升級,由此,必須根據(jù)新的采煤方案和工作面已安裝設(shè)備,重新進行三機配套,制定設(shè)備改造方案,進行設(shè)備增配及改造,才能盡快投入生產(chǎn)。

2 采煤工藝升級后的新方案

將8103(8107)對拉工作面拆分為二個獨立的綜采工作面,并根據(jù)8103和8107兩個工作面均存在地質(zhì)構(gòu)造的實際,確定了兩個工作面跳采方案。

2.1變更工藝后的工作面條件

1)草垛溝煤礦8107工作面長度150 m(煤壁至煤壁),工作面為右工作面,工作面走向長度1 000 m。

2)草垛溝煤礦8103工作面長度96 m(煤壁至煤壁),工作面為左工作面,工作面走向長度240 m。

變更后工作面采用一次采全高機采工藝。

2.2補掘巷道

1)在8103運輸順槽673.9 m處開掘長度為51.3 m的8103工作面二切眼、運輸繞道(高度1.8 m)和8103二順槽(高度1.8 m)240 m至一切眼。

2)與8103運輸順槽相距12 m平行開掘8107運輸順槽501.4 m、8107二切眼90 m、回風(fēng)順槽216 m、8107三切眼40.8 m。

2.3跳采方案

先將8103工作面一切眼由機頭至機尾縮至96m,多余的液壓支架和刮板機中部槽搬遷至二切眼,在8103二順槽和運輸繞道,布置電滾筒皮帶機和40T轉(zhuǎn)載機;回采8107工作面239 m后停采,然后搬遷采煤機至8103一切眼,回采230 m至二切眼,并架后切眼為150 m,正?；夭赏?103工作面。8107二、三切眼開掘完成后,將一切眼的液壓支架、刮板機中部槽等設(shè)備搬遷至到位,在采完8103工作面后,將采煤機、轉(zhuǎn)載機等搬遷至8107二切眼及順槽,回采216 m后至三切眼后并架,切眼長度為130 m,正?；夭赏暝摴ぷ髅?。

3 采煤工藝升級后的三機配套和改造

根據(jù)采煤工藝升級后的綜采工作面實際和已安裝的綜采設(shè)備,重新進行三機配套。

3.1刮板輸送機[1]

1)考慮并解決動力部偏沉問題,將工作面刮板輸送機機頭、機尾動力部均布置在老塘側(cè)。

2)調(diào)高底座。根據(jù)8107工作面端頭端尾高度為2.4 m,8103工作面端頭高度為1.8 m的實際,增配機頭、機尾調(diào)高底座6件,其中高度為625 mm～1 025 mm的調(diào)高底座4件(采用油缸+機械固定結(jié)構(gòu)),用于8107工作面;高度為100 mm的調(diào)高底座2件,用于8103工作面的機頭。

3)銷排(齒軌)。將原銷排座上的擋煤板拆除,安裝用于采煤機行走的銷排(齒軌),相應(yīng)地增補了銷排(齒軌)237件,銷排節(jié)距為125 mm。其中6節(jié)距齒軌件,5節(jié)距齒軌230件,7節(jié)距調(diào)節(jié)齒軌2件。

4)電纜槽、電纜鉤。將原刮板機溜槽老塘側(cè)的電纜架拆除,在相應(yīng)位置安裝電纜槽,在電纜槽壁上安裝電纜鉤?？紤]到采煤機檢修螺栓的空間,要求電纜槽高度不大于248 mm;結(jié)合原雞西420采煤機電纜夾與電纜內(nèi)槽間隙過小,采煤機行走時,電纜夾受影響的原因,為保證電纜夾與內(nèi)槽有足夠間隙,電纜槽內(nèi)寬選擇200 mm。根據(jù)配套相應(yīng)地增補了電纜槽109節(jié),電纜鉤400個(Ⅰ、Ⅱ型各200個),其中1.5 m電纜槽103節(jié),0.5 m電纜槽2節(jié),0.75 m電纜槽4節(jié)。

5)刮板輸送機的原擋煤板、電纜架拆除,安裝齒軌、電纜槽、電纜鉤及各種連接件,根據(jù)改造后的圖紙進行。

3.2增配采煤機

由于ZY3200/7.5/16型液壓支架、SGZ630/2×110型刮板輸送機等相關(guān)配套設(shè)備已在工作面安裝完成,經(jīng)過選型配套,最終選定增配采煤機型號為MG200/480-WD型交流電牽引采煤機。技術(shù)參數(shù)如下[2]:

1)采煤機騎溜的方式:根據(jù)已安裝的刮板輸送機鏟煤板過短的實際,選擇采煤機靠煤壁側(cè)支撐滑靴騎在刮板機槽幫上;為降低采煤機機面高度,靠老塘側(cè)導(dǎo)向滑靴反扣式安裝。

2)過煤高度(在降低機面高度情況下,保證過煤高度為300 mm):汲取原420采煤機拉煤不暢的教訓(xùn),為確保工作面落煤能順利地被刮板輸送機拉走,選擇采煤機機身下殼至刮板輸送機中板的過煤高度為300 mm。

3)機面高度:在保證采煤機過煤高度300 mm的前提下,為了檢修維護保養(yǎng)的需要,需留有足夠的檢修空間,結(jié)合已安裝中間支架型號為ZY3200/7.5/16,圖紙配套后,選擇機面高度為818 mm。

4)臥底量(中部):為確保綜采面端頭端尾完全割通和工作面底板能夠割平,選擇臥底量為216 mm。

5)采高:綜合考慮8107和8103二面及8-1和8-2煤層的賦存條件,煤層厚度大部分在0.95 m ～1.3 m之間,平均1.15 m～1.25 m,選擇采高為1.2 m～1.8 m。

6)截深:根據(jù)礦井產(chǎn)能、采煤機割煤能力及液壓支架、刮板輸送機等配套設(shè)備,選擇截深為63 cm。

7)滾筒直徑:根據(jù)煤層厚度大部均在0.95 m ～1.3 m之間,平均1.15 m～1.25 m,兼顧煤質(zhì)及收煤效果(滾筒直徑越大,收煤效果相對越好一點),選擇滾筒直徑為120 cm。

8)供電電壓:根據(jù)采煤機裝機功率,組合開關(guān)與采煤機的供電距離,供電電壓選用1.14 kV。

9)調(diào)速方式:薄煤層采煤機機身重量輕,采煤機割煤時振動較大,為避免因頻繁振動而引起的牽引變頻器故障,采用了變頻器置于工作面運輸順槽電氣設(shè)備列車上的機外載形式,并采用四象限交流變頻調(diào)速,一臺變頻器拖動二臺牽引電機。

10)變頻器電壓:牽引變頻器的穩(wěn)定運行對于采煤機非常關(guān)鍵,結(jié)合各變頻器廠家的技術(shù)現(xiàn)狀,綜合選擇穩(wěn)定、可靠0.38 kV電壓。

11)控制方式:采煤機控制方式有三種,一是中部控制箱手動按鈕操作,二是左右端頭站操作,三是無線遙控器操作。

12)采煤機配置有與刮板運輸機進行電氣閉鎖功能和緊急停機的按鈕。

13)采煤機控制采用DSP系統(tǒng),能夠?qū)⒉擅簷C的電壓、電流、速度等運行參數(shù)及采煤機故障等采煤機運行信息進行記錄,并配置中文液晶顯示屏,能夠?qū)⒁陨蠑?shù)據(jù)在畫面顯示,能實現(xiàn)瓦斯超限報警斷電。

14)由于采煤機機身輕,為減少割煤時,因機身振動而引起的電氣部件故障,采煤機電控系統(tǒng)采用了部件封裝等可靠的防振動措施或裝置。

15)牽引速度:根據(jù)礦井的產(chǎn)能、煤質(zhì)硬度等工作面條件,選擇采煤機牽引速度為:0 m/min～7.09 m/min。

16)牽引方式:采用齒輪銷排無鏈電牽引(節(jié)距125 mm)。

17)截割電機:為降低采煤機機面高度,左右揺臂采用二個截割電機,功率為2×100 kW,單機的外形尺寸減小,實現(xiàn)了采機機面高度最小。

3.3液壓支架改造

1)采煤工藝改變后,MG200/4800-WD采煤機截深為630 mm,而原支架推移行程為1 100 mm,根據(jù)采煤機截深和液壓支架推移千斤頂不匹配問題,制訂了對支架推移千斤頂加400 mm距離套處理的改造方案[3],改造完成后,推移千斤頂行程變?yōu)?00 mm。

2)8107工作面中部支架配套數(shù)量為100架,機頭端頭架數(shù)量為2架,機尾端頭架數(shù)量為1架。

3)8103工作面中部支架配套數(shù)量為66架,機尾端頭架數(shù)量為1架,機頭用2架中間架代替端頭架。

4)拆除液壓支架前部擋煤板。

5)采煤工藝升級后,根據(jù)配套將兩架ZT4000/16/28超前端頭支架去掉。

4 關(guān)鍵問題及創(chuàng)新點

1)采煤機騎溜的方式(采煤機騎溜方式由騎鏟煤板改為騎槽幫):根據(jù)已安裝的刮板輸送機鏟煤板過短的實際,選擇采煤機靠煤壁側(cè)支撐滑靴騎在刮板機槽幫上;為降低采煤機機面高度,靠老塘側(cè)導(dǎo)向滑靴反扣式安裝。

2)過煤高度(在降低機面高度情況下,保證過煤高度為300 mm):汲取原420采煤機拉煤不暢的教訓(xùn),為確保工作面落煤能順利地被刮板輸送機拉走,選擇采煤機機身下殼至刮板輸送機中板的過煤高度為300 mm。

3)調(diào)速方式:薄煤層采煤機機身重量輕,采煤機割煤時振動較大,為避免因頻繁振動而引起的牽引變頻器故障,采用了變頻器置于工作面運輸順槽電氣設(shè)備列車上的機外載形式,并采用四象限交流變頻調(diào)速,一臺變頻器拖動二臺牽引電機。

4)通過改造液壓支架推移千斤頂,解決了采煤機推溜步距不一致問題。采煤工藝改變后,MG200/4800-WD采煤機截深為630 mm,而原支架推移行程為1 100 mm,根據(jù)采煤機截深和液壓支架推移千斤頂不匹配問題,制定了對支架推移千斤頂加400 mm距離套處理的改造方案,推移千斤頂改造完成后行程為700 mm。

5 經(jīng)濟效益

草垛溝礦8103(8107)對拉工作面采煤工藝升級后的三機配套及改造,在2016年9月份完成后,隨即投入生產(chǎn),截至目前,已累計生產(chǎn)原煤25萬t,設(shè)備運行狀況良好,為草垛溝礦2016年圓滿完成全年的生產(chǎn)任務(wù)和經(jīng)濟指標(biāo)提供了強力支撐。

[1] 盛國軍,孫啟生,宋華嶺.薄煤層綜采的綜合創(chuàng)新技術(shù)[J].煤炭學(xué)報,2007,37(3):230-234.

SHENG Guojun,SUN Qisheng,SONG Hualing.The Innovational Mining Technology of Fullymechanized Mining on Thin Coal Seam[J].Journal of China Coal Society,2007,37(3):230-234.

[2] 徐剛.綜采工作面配套技術(shù)研究[J].煤炭學(xué)報,2010,35(11):1921-1924.

XU Gang.Study on Match Technology for Fully Mechanized Longwall Coal Mining Face[J].Journal of China Coal Society,2010,35(11):1921-1924.

[3] 王國法.薄煤層安全高效開采成套裝備研發(fā)及應(yīng)用[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2009,37(9):86-89.

WANG Guofa.Development and Application of Completed Set Equipment for Safety and High Efficient Mining in Thin Seam[J].Coal Science and Technology,2009,37(9):86-89.

Three-machineMatchingandTransformationafterUpgradingCoalMiningTechniquesinDoubleFace

ZHAOJianjun

(DongguchengCoalCo.,Ltd.,ShanxiCoalImport&ExportGroup,Datong037000,China)

The paper introduces matching and transformation process of hydraulic support,scraper conveyor,and shearer after upgrading coal mining techniques in 8103(8107) double face in Caoduogou Mine.In terms of science and feasibility,the selection of additional shearer,supplementary accessories of the scraper conveyor,and hydraulic support transformation are discussed.The results could be instructive for the three-machine matching and transformation in thin coal seams.

double face; upgrading coal mining techniques; three-machine matching and transformation

1672-5050(2017)04-0026-03

10.3919/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2017.08.008

2017-02-08

趙建軍(1974-),男,山西長治人,本科,工程師,從事煤礦機電設(shè)備自動化研究。

TD823.9

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(編輯:樊 敏)