煤礦綜放工作面主要設備選型配套研究報告

根據xx集團公司2005年11月4日會議精神，確定xx煤礦二煤以后的開采工藝采用綜采放頂煤工藝；為此xx煤礦根據現有工作面布置情況和所屬井田內二號煤層賦存條件及集團公司11月4日會議精神，擬定二煤后續的工作面布置按照綜放開采工藝布置，現就xx煤礦擬設綜放工作面地質條件及相鄰磁窯堡二礦綜放工作面情況及其綜放設備使用情況做如下分析，并初步確定xx煤礦綜放設備的型式。

一、xx煤礦擬設綜放工作面情況：

xx煤礦初步確定的綜采放頂煤工作面位于xx井田11采區+1100～+1142m水平之間的110203及110204工作面，開采二號煤層，110203工作面位于14勘探線以南14米至17勘探線以南102米之間；110204工作面位于56勘探線以南318米至17勘探線以北98m之間。110203工作面位于首采工作面110201的傾斜方向下部，與110201工作面之間保留有30m的煤柱。110204工作面位于擬安裝引進設備的110202工作面的傾斜方向下部，與110202工作面之間保留有30m的煤柱。工作面開采范圍的地表為沙丘覆蓋的自然地表，煤層埋藏深度221.6～263.6m。該兩個工作面切眼長度均為250米左右，走向長度約為2400米。

xx煤礦范圍內二號煤層為穩定的厚煤層，黑色，塊狀，半暗型煤，結構單一。110203工作面煤厚：7.2（1626#孔）-6.44m（1424#孔），平均7.0m。110204工作面煤厚：7.74（1913#孔）-6.7m（5425#孔），平均7.18m。二煤偽頂為碳質頁巖（平均厚0.3m），直接頂巖性由北向南由細砂巖變成粉砂巖，老頂巖性由北向南由粗砂巖變成細砂巖。煤的硬度ｆ＝1.6～1.9，容重1.31t/m³。 根據勘探資料和已施工的巷道資料表明，本區段地質構造簡單，總體為一單斜構造，但還發育有多個次級褶皺。受次級褶皺的影響，煤巖層走向變化較大，走向 210º變化到270º，傾向120º~180º，傾角9º-12º，平均11º。由于煤層走向變化較大，巷道施工過程中常有上下坡變化。二層煤老頂砂巖水及一層煤頂板直羅組砂巖水會通過節理、裂隙以淋、滴水方式涌入掘進巷道內，在巷道的低洼處匯集。掘進期間涌水量約在1-3m³/h左右。

二、磁窯堡二礦綜采放頂煤情況：

磁窯堡二礦在2003年12月投產的綜放試驗工作面是靈武礦區第一個綜采放頂煤工作面，該工作面位于xx井田北翼+1170～+1150m水平之間，開采二號煤層，北以13勘探線礦井保護煤柱為界，南以井筒保護煤柱線為界。工作面開采范圍的地表為沙丘覆蓋的自然地表，煤層埋藏深度100～150m。該礦二號煤層平均厚為10.04m，底部有0.50m的夾矸，夾矸以上煤厚平均8.54m，煤的硬度ｆ＝1.6～1.9，容重1.31t/m³。老頂厚度3.81m。直接頂厚度0.98m。偽頂厚度0.05～0.25m。直接底厚度0.72m。老底厚度2.35m。磁窯堡二礦綜放試驗工作面在開采過程中，局部有滴水～淋水現象，該區域正常涌水量為30～60m³/h。在工作面開采范圍內有一斜交正斷層F6，對工作面正常回采有較大影響。

該工作面支架選型時頂板的壓力強度按8倍采高的上覆巖層的重量近似計算，工作面采用ZFS5800/18/32型液壓支架管理頂板，其額定支護強度為0.73～0.76MPa，該套支架自2003年12月13日起在磁二礦井下使用，2004年2月份后支架較大面積出現問題，此時工作面平均推進110.25m。問題主要表現在如下九個方面：（1）底座開裂：表現為支架底座在連桿支座前沿處上封板焊縫開裂，少數底座主筋開裂。（2）立柱壓壞：表現形式為立柱中缸缸口處被加長段連接卡環壓堆破壞。壓堆破壞是在頂板壓力作用下，支架安全閥提前開啟，工作阻力低。（3）支架頂梁開裂。（4）四連桿銷軸剪斷。（5）伸縮梁梁角開焊。（6）抬底千斤頂耳座損壞。（7）護幫板鉸接座損壞。（8）四連桿銷軸限位塊開焊、銷軸軸頭限位板掰斷、限位擋銷斷。（9）安全閥漏液和液控單向閥鎖不住。

該套支架出現以上問題后，經組織對該工作面礦壓進行測定和觀察分析發現其平均初撐力為2603KN,最大平均初撐力為3951KN，分別為設計初撐力的56.5%和81.5%；平均工作阻力為3023KN，占其額定工作阻力(5800KN)的50.5%；最大工作阻力為6810KN，最大工作阻力平均值為5659KN，分別為額定工作阻力的117.4%和97.7%。上述實測數據表明，實驗工作面的大部分綜放支架的實際工作阻力偏低。在2004年磁窯堡二礦在第二套綜放（綜采）支架選型時，充分考慮以上因素后，將支架工作阻力提高至6800KN,所選架型為ZFS6800/18/35型液壓支架，該套支架在2004年10月安裝在該礦第二個綜放工作面C122綜放工作面使用該工作面收尾，支架基本性能穩定，全部克服了第一套支架所存在的問題。

三、xx煤礦現有綜采設備情況：

xx煤礦現有配套綜采支架兩套，均為大采高支架，其中110201綜采工作面所用支架為平頂山煤機廠生產的ZZ6300/21/42型大采高綜采支架 ，從該套支架在110201工作面使用兩個多月的情況看，性能基本穩定，但在周期來壓時個別支架安全閥有開啟現象；另外一套設備為全進口設備，支架型號為2 – Leg Shield /2柱掩護式支架，工作阻力為7608 kN，該套設備準備在110202綜采工作面安裝。

四、xx煤礦綜放設備的初步選型：

根據以上比較，分析認為xx煤礦與相鄰的磁窯堡二礦所采煤層均屬于xx井田內的二層煤，井田范圍相接，地質條件相近，煤種相同，只是xx煤礦范圍內的二煤厚度較磁窯堡二礦薄，埋深大。按照磁窯堡二礦綜放試驗工作面及該礦C122綜放工作面液壓支架使用情況和xx煤礦現有110201綜采工作面的大采高配套設備情況，本著主要設備配置統一、提高備品備件的互換性，另外考慮在綜放開采時，盡可能提高煤炭回收率的原則；結合xx煤礦二層煤賦存厚度等條件，一次采放全高。初步確定將xx煤礦綜采放頂煤開采工藝確定為采3米放4米，這樣正常情況下可使煤炭回收率達到75％以上；另外，經調研目前鄭州煤機集團公司和北京煤礦機械廠均有即兼顧大采高并可實現低位放頂煤的支架設計方案，為此初步提出xx煤礦綜放工作面主要設備按以下參數進行配置：

一：液壓支架：

（一）基本支架：

1）：架　　型：支撐掩護式，液壓支架既能滿足大采高分層鋪網、單一煤層開采，又能滿足放頂煤開采工藝。采煤機截深為800MM。

2）：工作阻力：7800KN

3）：高 度：1.8—3.5米

４）數　　量：170架

（二）：　過渡支架：

1)：工作阻力：8000KN，

2)：高　　度：1.9-3.6米

3）：數　　量：６架

（三）：端頭支架：

１）：選用二架一組型式

2)：工作阻力：１5０００KN，

3)：高　　度：1.9-3.6米

4)：數　　量：一組

二：采煤機：

（一）：技術參數

１）：型　　號：MG-450/1020—QWD

２）：數　　量：一臺

３）：控制形式：:四象限控制，交流電牽引。

４）：過煤高度：不小于700毫米

５）：截 　深：800毫米

６）：臥　底量：大于400毫米

７）：滾筒直徑：2240毫米，要求采用鎬形截齒．

８）：煤層傾角：8～35度．

９）：牽引　力：700ＫＮ，

１０）：牽引速度：0-----12.26米/分

１１）：電壓等級：3300Ｖ

三：工作面前、后刮板機：

（一）：技術參數

１）：型　　號：SGZ960/1050

２）：運　　量：１8００噸/小時

３）：調節方式：液壓伸縮機尾

４）：長　　度：260米

5）：卸載方式：端卸

6）：緊鏈方式：液壓緊鏈

（二）：配雙速電機及電器控制設備（生產廠由礦方提供確保配置可靠產品）

（三）：數量：二臺套

（四）：電壓等級；3300Ｖ

四：橋式順槽轉載機，破碎機：

（一）橋式順槽轉載機：

１）：型　　號：SZZ1000/400

２)：輸送　量：:2200噸/小時

３)：爬坡角度：６----１５度

４）：長 度：40米

５）：緊鏈裝置：液壓緊鏈，伸縮機頭鏈條微調．

６）：數　　量：一臺

６）：配雙速電機

（二）：破碎機：

１）：型　　號：PLM2500

２）：破碎能力：２5００噸/小時

３）：最大入口斷面：１０００*１０００毫米

４）：出口粒度：５００毫米以下

５）：數　　量：一臺

（三）：電壓等級：3300V

五：順槽膠帶輸送機：

（一）：技術參數

１）：驅動方式：電機配調速型液力偶合器驅動

２）：運　　量：1500～18００噸/小時

３）：長　　度： 2500 米

４）：傾　　角：０～１５度

５）：儲帶長度：１５０米

６）：卷帶長度：１００米

７）：轉載機搭接長度；２１米

８）：帶自移機尾裝置

（二）：配電器控制設備，帶25米電器平臺，平臺過煤空間不小于8００毫米．

（三）：數 量：一臺套

（四）：電壓等級：3300Ｖ

六：綜放工作面其他配套設備，待工作面設備最終定型后，再另行優化設計上報技術參數及具體數量。