工作面綜采設(shè)備優(yōu)化方案的設(shè)計(jì)研究

摘 要：煤炭是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源之一。礦山開采需要機(jī)電設(shè)備的支持。結(jié)合新元礦工作面綜采的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)滿足工作面生產(chǎn)要求的綜采設(shè)備優(yōu)化方案，對采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架的選型進(jìn)行優(yōu)化，旨在提高新元礦的生產(chǎn)效率和安全。

關(guān)鍵詞：工作面;選型;綜采設(shè)備

1 采煤機(jī)的選型

采煤機(jī)是工作面綜采的主要設(shè)備。而在實(shí)際綜采過程中，采煤機(jī)的采煤速度是不確定的，采煤機(jī)的落煤速度也不能確定。所以，需要對采煤機(jī)的平均落煤能力進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式如下：

式中：Qm為落煤能力，單位為t/h;A為日產(chǎn)量，取2727t/d;L為工作面長度，取150m;Lm為采煤機(jī)兩滾筒中心距，取10m;Ls為刮板輸送機(jī)彎曲段長度，取值35m;K為采煤機(jī)日開機(jī)率，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取45%;C為機(jī)采回收率，取95%;Cf為放頂煤回收率，取85%;Hf為放頂煤厚度，取平均值7.2m;Lf為放頂煤長度，取140m;H為采煤機(jī)割煤高，取3.0m;td為采煤機(jī)反向時間，取20min;B為采煤機(jī)滾筒截深，取0.6m;γ為煤的容重，取1.40t/m3。將數(shù)據(jù)代入公式，計(jì)算可得Qm≥177.1t/h。

通過以上計(jì)算可得，需要選用截割功率大于152.1kW的采煤機(jī)。根據(jù)該礦生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求，選擇截割功率500kW的采煤機(jī)，型號為MG200/500-WD。

2 刮板輸送機(jī)的選型

目前該礦9號煤層綜采工作面的輸送能力需與采煤機(jī)適配，以滿足采煤速度和割煤能力。然而，該礦只有前刮板輸送機(jī)，而沒有后刮板輸送機(jī)。但是考慮到9號煤層的生產(chǎn)能力，需要滿足刮板輸送機(jī)與采煤機(jī)設(shè)備配套。那么，前刮板輸送機(jī)的輸送能力應(yīng)為Qq≥Qmax=266.1t/h。刮板輸送機(jī)需要考慮前刮板輸送機(jī)和后刮板輸送機(jī)之間配套，要滿足工作面綜采生產(chǎn)要求，后刮板機(jī)的輸送能力必須滿足平均放煤速度。根據(jù)綜采生產(chǎn)要求，工作面綜采平均放頂煤速度計(jì)算公式為：

根據(jù)上述計(jì)算，可以發(fā)現(xiàn)9號煤層的后刮板輸送機(jī)輸送能力大于375.7t/h。根據(jù)9號煤層分層開采的需要，工作面選擇的前后刮板輸送機(jī)的輸送能力均要達(dá)到600t/h，其中前刮板輸送機(jī)型號為SGZ764/400;后刮板輸送機(jī)型號為SGZ764/630。

3 液壓支架的選型

根據(jù)9號煤層設(shè)計(jì)要求液壓支架必須要滿足不小于3.2m的最大采高，否則無法進(jìn)行運(yùn)輸。另外，煤層綜采工作面要求分層開采時頂分層的壓力要小于放頂煤開采支架承受壓力。所以，為確保計(jì)算可靠，本次支架選型計(jì)算在增加頂煤自重的同時，以綜采方式開采上分層為依據(jù)。按估算法支架支護(hù)強(qiáng)度計(jì)算公式為：

則Q=1.5×（300000+98784）×10-6=0.598MPa。通過計(jì)算，9號煤業(yè)液壓支架支護(hù)強(qiáng)度必須要大于0.598MPa。所以選擇型號為ZF7200/20/32和ZFG8000/20.5/33兩種支架，均放置于工作面。該設(shè)備支護(hù)高度2.0～3.2m，支護(hù)強(qiáng)度1.01～1.05MPa，對底板比壓2.35MPa，具有較大的初撐力和拉架力，更適合Ⅱ類直接頂。

4 結(jié)語

結(jié)合9號煤層的生產(chǎn)能力要求，對工作面綜采設(shè)備生產(chǎn)能力進(jìn)行計(jì)算，選擇滿足9號煤層生產(chǎn)要求的設(shè)備選型。經(jīng)過測試運(yùn)行，該設(shè)備選型能夠運(yùn)行穩(wěn)定。隨著蓮盛煤業(yè)9號煤層的繼續(xù)開采，將繼續(xù)加強(qiáng)對各綜采設(shè)備的維護(hù)與管理，根據(jù)生產(chǎn)需求繼續(xù)對各綜采設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。

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作者簡介：

任慶春（1985- ），男，山西汾陽人，本科，畢業(yè)于太原理工大學(xué)，機(jī)電助理工程師，從事機(jī)械化采煤技術(shù)研究工作。