机械与自动化 ２０１４．Ｎ０．１０ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｎａｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ。。。。。。Ｔ。。。ｅ。。。。。ｃ。。。。ｈ。。ｎ。。。。。ｏ。’。ｌ。ｏ。。。。ｇ—ｙ— 大采高综采工作面成套设备选型及强力掩护式液压支架设计 郑永强黄泉清曹银苟燕燕解成林 （郑州四维矿业机械有限责任公司，河南 郑州４５００００） 摘要：本文基于沈阳红阳三矿的地质条件，经过科学研究及论证，为该矿厚煤层配套了大采高强力两柱掩护式回采装备。为满足 设备井下运输要求，在保证高支护强度的条件下，研发出窄中心距、强力两柱掩护式液压支架。为打造高产高效的本质安全型大采高 综采矿井，工作面装备了基本架、过渡架、端头架支护设备。该成套设备在工作面回采过程中使用良好。创造了较好的经济效益 关键词：综采工作面；大采高；成套设备选型：强力掩护式液压支架；窄中心距 中图分类号：ＴＤ３５５ 文献标识码：Ａ文章编号：１００３—５１６８（２０１４）１９—０１１５—０２ 我国是世界上厚煤层储量最大的国家之一．在全国统配煤 矿中，厚度在３．５ｍ以上的煤层约占总储量的４３％。为实现减人 提效，保证安全，建设高产高效矿井，在适合综采条件下，多数赋 存厚煤层的矿井选择一次采全高的综采采煤方法。 根据厚煤层综采工作面矿压规律及矿井运输条件的 等，结合沈阳红阳三矿地质及配套系统条件，研发窄尺寸、高支 护强度综采液压支架。另外对厚煤层所使用的其它回采设备进 行科学严谨的选型与配套，为我国厚煤层大采高综采装备的完 善做出贡献。 １地质条件 沈阳红阳三矿可采煤层三层，１２—１、１２—２和１３煤。１２—１煤 层全区赋存稳定，煤层总厚０．９３～２．０９ｍ，平均１．７ｍ。常有一层夹 矸，有时三层，夹矸累计厚０．８—１．２ｍ，平均１．１ｍ，煤质硬度ｆ＝ ０．２６。１２～２煤稳定性较差，煤层总厚平均１．５ｍ。 １２—１煤的直接顶为黑色泥岩，致密、厚层状。厚度８．９９～ １ １．４１ｍ，平均厚度为１０．２５ｍ，ｆ－２．１９～２．６５。 １２一ｌ煤的老顶为粉砂岩或中砂岩，厚度为１０—１８ｍ，平均为 １５ｍ。 １２—１煤与１２—２煤间夹矸层为泥岩．一般厚度为０．３３～ １．９９ｍ，平均１．０７ｍ，ｆ＝２．１９～２．６５。 １２—２煤底板为细砂岩、泥岩互层，有时全部为泥岩。厚度 ０．１６～１．７８ｍ，平均０．７０ｍ。粉砂岩ｆ＝２．６４～３．８，中砂岩ｆ＝４．５７—５．７８。 １２—１煤与１２—２煤层均松软，ｆ－－０．２６，煤层倾角为６。～１０。， 平均６。。 煤层水文地质条件简单，围岩富水性弱。 从１２＃煤层的赋存情况来看，地质构造相对简单，直接顶 中等稳定且厚度较大，煤层节理层理发育，煤质偏软，底板易碎， 但由于水文地质条件简单，顶层板含水量小，对煤层底的强度、 硬度影响不大。该矿开采深度达到ｌ ０００—１ １００ｍ，并且该采区地 压大，多断层，曾经在掘进时出现“岩爆”现象。瓦斯涌出量较大， 属于瓦斯突出矿井。 首采工作面设计长度（煤壁绝对长度）１９５ｍ，生产能力５００ 万ｔ／面．年，回风巷（矩形）４．２ｍｘ３．５ｍ（宽×高），机巷（矩形）４．２ｍｘ ４ｍ（宽×高）。 ２大采高强力综采面成套设备选型 在对国内厚煤层综采设备配套技术及高产高效开采方法 进行研究，并对“三机”厂家设备可靠性进行调研的基础上，依据 红阳三矿厚煤层地质条件特点，对液压支架进行特别设计，对采 煤机功率等进行精确核算，最终确定适合该矿厚煤层大采高强 力综采开采的成套设备。 ２．１ ＭＧ６５０／１４８０一ＧＷＤ采煤机 采高２．７ ５．３ｍ；截深８００ｍｍ；适应倾角≤１５。；滚筒直径 ￣２５００ｍｍ；供电电压３３００Ｖ；牵引力９２７ ５５０ｋＮ；牵引速度０ １０．３５～１７．１８ｍ／ｍｉｎ；牵引形式为电牵引（交）无链销轨；机面高度 ２０９７ｍｍ；灭尘方式为内外喷雾；装机功率为（２×６５０＋２×７０＋２×２０） ｋＷ；主机外形尺寸１５ ０００ｘ２ ４９５ｘ２ ０８０ｍｍ；设计生产能力 ４ Ｏ００ｔ／ｈ；最大不可拆卸件尺寸２ ８３０ｘｌ ９８２ｘ９７０ｍｍ：最大不可拆 卸件重量≤９．６ｔ；主机重量９０ｔ。 ２．２刮板机、转载机及破碎机选型 （１）ＳＧＺ１０００／２ｘ７００刮板运输机主要技术参数：装机功率 ２ｘ７ＯＯｋＷ；输送量２ Ｏ００ｔ／ｈ；设计长度２５０ｍ； 中部槽内宽ｌ ０００ｍｍ；刮板链型式为中双链：溜槽结构型 式为整体铸焊。 （２）ＳＺＺ１０００／４００桥式转载机主要技术参数：装机功率 ４００ｋＷ；输送量２ ２００ｔ／ｈ；设计长度６０ｍ：中部槽内宽１ ０００ｍｍ； 刮板链型式为中双链。 （３）ＰＬＭ３０００锤式破碎机主要技术参数：破碎能力３ Ｏ００ｆｆ ｈ；电机功率２００ｋＷ；破碎粒度≤３００ｍｍ。 ２．３液压支架选型 （Ｉ）基本支架ＺＹｌ５Ｏ００，２９，６３Ｄ主要技术参数：架型为两柱 掩护式基本液压支架；型号ＺＹ１５０００／２９／６３Ｄ：支架高度２ ９００～ ６ ３００ｍｍ；支架宽度１ ６６０～１ ８６０ｍｍ；支架中心距１ ７５０ｍｍ：初撑 力１０ ０２０ｋＮ（Ｐ＝３１．５ＭＰａ）；额定工作阻力１５ ０００ｋＮ（Ｐ＝４７．２ＭＰａ）； 平均支护强度１．６６Ｍｐａ；移架步距８００ｍｍ；泵站压力３１．５Ｍｐａ；操 纵方式为电液控制；工作寿命（循环次数）大于４０ ０００次。 （２）过渡支架ＺＹＧ１５ｏ００／２９／６３Ｄ主要技术参数：架型为两柱 掩护式过渡液压支架；型号ＺＹＧ１５０００／２９／６３Ｄ；支架高度 ２ ９００～６ ３００ｍｍ；支架宽度１ ６６０—１ ８６０ｍｍ：支架中心距１ ７５０ｍｍ； 初撑力１０ ０２０ｋＮ（Ｐ＝３１．５ＭＰａ）；额定工作阻力１５ ０００ｋＮ（Ｐ＝ ４７．２ＭＰａ）；平均支护强度１．６６Ｍｐａ；移架步距８００ｍｍ； 泵站压力３１．５Ｍｐａ；操纵方式为电液控制；工作寿命（循环 次数）大于４０ ０００次。 （３）端头支架ＺＴ２５０００／２５／４７主要技术参数：型号ＺＴ２５０００／ ２５／４７；高度２ ５００／４ ７００ｍｍ；宽度３ ４００ｍｍ；中心距１ ７５０ｒａｍ；初 撑力１９ ３９０ｋＮ（Ｐ＝３１．５ＭＰａ）；额定工作阻力２５ ０００ｋＮ（Ｐ＝ ４０．６２ＭＰａ）；平均支护强度０．７Ｍｐａ；泵站压力３１．５Ｍｐａ；控制方式 为手动控制。 注：根据该矿反馈的井下实际使用情况，上述设备的选型 不仅能满足矿井设计生产能力的要求．而且支架的尺寸能满足 井下运输的要求。 ３工作面成套支架设计特点 该矿整套支护设备涵盖基本架、过渡架、端头支架，为国内 煤矿机械化支护较全的成套设备。该套支架结构紧凑、配合间隙 小，对支架的设计和生产工艺要求非常高。 １１５
