極薄煤層開采設(shè)備探究及選型

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1、極薄煤層開采設(shè)備探究及選型摘要：介紹了煤礦極薄煤層的現(xiàn)狀及其開采的意義，研究了極薄煤層機(jī)械化采煤裝備技術(shù)解決方案，提出了采煤機(jī)、液壓支架、刮板運(yùn)輸機(jī)選型及參數(shù)確定技術(shù)要點(diǎn)。為礦井極薄煤層開采提出新的思路和解決辦法。關(guān)鍵詞：極薄煤層開采采煤裝備電液控制設(shè)備選型1、國(guó)內(nèi)極薄煤層開采技術(shù)現(xiàn)狀煤炭在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占有重要地位，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我煤炭仍將是我國(guó)的主要能源。根據(jù)煤層厚度劃分，厚度0.8?1.3m屬于薄煤層，小于0.8m屬于極薄煤層。我國(guó)煤炭賦存多樣化，部分省區(qū)極薄煤層儲(chǔ)量見（表1）所示，薄與極薄煤層的可采儲(chǔ)量

2、約為60多億噸，約占全國(guó)煤炭總儲(chǔ)量的19%o薄煤層的高效安全開采問(wèn)題是當(dāng)前煤炭行業(yè)的重要研究課題。我國(guó)薄煤層現(xiàn)在采用的主要機(jī)械化開采方法有電牽引采煤機(jī)綜采、刨煤機(jī)開采及螺旋鉆采煤機(jī)開采。極薄煤層的開采技術(shù)與裝備發(fā)展緩慢，許多礦區(qū)對(duì)極薄煤層因沒(méi)有經(jīng)濟(jì)安全的極薄煤層的開采技術(shù)只好棄采，造成了煤炭資源的巨大浪費(fèi)。2、極薄煤層開采配套設(shè)備研究與選型極薄煤層主要采煤裝備選型原則(1)液壓支架：采用兩柱雙伸縮掩護(hù)式支架的形式，工作阻力及支護(hù)強(qiáng)度等參數(shù)要滿足極薄煤層礦壓要求，最低采高實(shí)現(xiàn)0.9m,同時(shí)要保證最小過(guò)機(jī)空間和三機(jī)配套的參數(shù)

3、合理。(2)采煤機(jī)：選用大功率的交流變頻電牽引采煤機(jī)，機(jī)面高度要充分保證在開采較薄地段條件時(shí)有足夠的過(guò)機(jī)空間，要求功率大、體積小，穩(wěn)定性好。(3)運(yùn)輸機(jī)：選用雙中鏈封底結(jié)構(gòu)的鑄焊中部槽，降低中部槽的高度，以適應(yīng)極薄煤層開采的需要。降低機(jī)頭高度和卸載高度，選用高效減速機(jī)，實(shí)現(xiàn)雙速啟動(dòng)、機(jī)頭尾互換。3、極薄煤層液壓支架選型根據(jù)礦井煤層頂?shù)装鍡l件，結(jié)合圍巖類型，選用基本支架架型為二柱掩護(hù)式，立柱雙伸縮，電液操作方式。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，充分考慮極薄煤層開采時(shí)的特點(diǎn)，以重點(diǎn)降低整體配套高度、保證良好工作性能為目標(biāo)，滿足三機(jī)配套技術(shù)要求。

4、3.1極薄煤層對(duì)液壓支架的要求(1)支架的機(jī)構(gòu)采用兩柱掩護(hù)式結(jié)構(gòu)形式，采用了較大直徑的平衡千斤頂結(jié)構(gòu)，增大支架頂梁和掩護(hù)梁之間的調(diào)節(jié)能力和強(qiáng)度。運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)手段，對(duì)支架四連桿機(jī)構(gòu)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、受力分析和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核，滿足支架高可靠性要求。（2）支架結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單、可靠。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理選用高強(qiáng)度材板，減小支架重量，在保證支架高可靠性的前提下，滿足尺寸小、重量輕等要求。（3）減小了對(duì)底板的比壓，兩架間采用新型調(diào)底裝置以適應(yīng)大傾角工作面。（4）為了保證支架具有較大的推拉力和行走速度，采用先進(jìn)的電液操作系統(tǒng)，保證

5、快速跟機(jī)作業(yè)和支護(hù)自動(dòng)化。3.2支架架型確定3.2.1支架工作阻力支架工作阻力大小直接影響支架的支護(hù)能力，選擇較大工作阻力有利于提高支架的適應(yīng)能力及可靠性，考慮支架中心距（1500mm）及立柱缸徑230mm,在立柱安全閥合理開啟壓力范圍內(nèi)，確定支架工作阻力為3300kN（安全閥開啟壓力39.7MPa）o3.2.2支架中心距的確定液壓支架按1.5m中心距進(jìn)行選取。3.2.3推移步距的確定在頂板條件允許的情況下，增大截深可有效地提高每一循環(huán)的產(chǎn)量，提高生產(chǎn)率。但截深過(guò)大，將造成對(duì)架前頂板的支護(hù)能力減小。采煤機(jī)截深確定為0.6

6、m,將支架移架步距確定為0.6mo3.2.4頂梁前后比立柱作用點(diǎn)到頂梁前端長(zhǎng)度與立柱作用點(diǎn)到頂梁后端長(zhǎng)度之比值稱為頂梁前后比。頂梁前后比直接影響支架頂梁載荷分布及支架承載能力。此值越大頂梁前端承載能力越小，頂梁前后比過(guò)小時(shí)將嚴(yán)重影響支架前端支護(hù)能力。3.3液壓支架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)支架架型為兩柱掩護(hù)式液壓支架，穩(wěn)定性好，具有足夠的抗扭能力。(2)支架采用電液控制，技術(shù)先進(jìn)，安全可靠，支護(hù)、推溜、移架機(jī)構(gòu)完善，人行道暢通。(3)頂梁為整頂梁結(jié)構(gòu)，對(duì)支架前部頂板的支撐效果好；(4)控頂距小。頂梁較短，因而對(duì)頂板反復(fù)支撐次數(shù)少，減

7、少了對(duì)直接頂?shù)钠茐摹?、極薄煤層采煤機(jī)選型根據(jù)極薄煤層賦存條件特點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)采煤機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀，選用非機(jī)載交流變頻調(diào)速采煤機(jī)，該機(jī)具有功率大、切割能力強(qiáng)、機(jī)身高度低等特點(diǎn)。極薄煤層對(duì)采煤機(jī)結(jié)構(gòu)的要求：(1)極薄煤層開采要求采煤機(jī)機(jī)身厚度薄、機(jī)身短，以適應(yīng)煤層薄，工作面起伏，實(shí)現(xiàn)采高在0.9米時(shí)三機(jī)配套高度的需要。(1)極薄煤層綜采開采存在著采煤機(jī)在切割頂?shù)装鍟r(shí)帶來(lái)的震動(dòng)和沖擊。對(duì)整機(jī)的功率、重量、強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求高。(2)極薄煤層綜采開采，煤層較薄架內(nèi)空間小，行人不便，要求薄煤采煤機(jī)必須能夠離機(jī)控制。5、極薄煤層運(yùn)輸機(jī)選型采用

8、SGZ-630/220整體鑄焊結(jié)構(gòu)刮板輸送機(jī)，根據(jù)薄煤開采特點(diǎn)，對(duì)輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)。即在保證可靠性的前提下，降低整體溜槽的高度、降低輸送機(jī)機(jī)頭的卸載高度，實(shí)現(xiàn)在采高0.9m煤層條件下的配套要求。對(duì)刮板機(jī)影響配套的要求：第一、降低中部槽的高度；第二、降低刮板機(jī)的卸載高度；第三、采用雙速啟動(dòng)方式；第四、具有適應(yīng)