龙王沟煤矿综打开采顶煤冒放性及设置装备摆设选型剖析

何振江

（大唐陕西府谷煤电有限责任公司，陕西 榆林 719000)

择要：针对龙王沟煤矿6#煤层地质赋存条件，举行综打开采顶煤冒放性剖析，并对响应的综采设置装备摆设选型举行选型剖析，确定了液压支架公道架型和事情阻力，对采煤机、刮板保送机等设置装备摆设功率、运输才能等技能参数举行盘算，确定了响应设置装备摆设型号。龙王沟煤矿现场消费理论标明：6#煤层顶煤冒放性好，液压支架事情阻力选择公道，各个设置装备摆设间协同运转正常。

要害词：特厚煤层  综打开采  顶煤冒放性  设置装备摆设选型

Analysis on the Precipitation of Top Coal and its Setting Options in Comprehensive Mining of Longwanggou Coal Mine

Hezhenjiang

(Datang Shaanxi Fugu Coal and Power Co., Ltd., Shaanxi Yulin 719,000)

Abstract: according to the geological deposit condition of 6 # coal seam in longwanggou coal mine, this paper carries on the analysis of the capping coal of the comprehensive mining, and the selection and selection of the corresponding synthesizing and setting, and determines the rational frame type and working resistance of the hydraulic support. The technical parameters such as power and transportation capacity of coal mining machine and scraper conveyor are calculated, and the corresponding equipment models are determined. The field production practice of Longwanggou coal mine shows that: 6 # coal seam top coal discharge ability is good, the working resistance choice of hydraulic support is reasonable, and the coordination operation between various equipment is normal.

Key words: option of top coal capillarity in ultra-thick coal seam mining

中图分类号：TD82

1 煤层地质赋存条件

龙王沟煤矿主采6#煤层，为近程度煤层，倾角约5°，煤层厚度14.5~23.4 m，均匀20.6 m，埋深均匀423.4 m，煤层赋存波动，全区可采。煤层组成庞大，含夹矸0~30层，夹矸总均匀厚度2.8 m，多为砂质泥岩及泥岩。间接顶板次要为砂质泥岩及粉砂岩，厚度均匀约为25.1 m，间接底板次要为砂质泥岩与泥岩，厚度均匀约为8.7 m，泥岩具有遇水硬化的特征。6#煤层密度为1.43 t /m³，普氏系数f=1.65。

2 顶煤冒放性剖析

顶煤冒放性是决议放顶煤开采实用性的最根本要害要素，顶煤具有精良的冒放性才干顺遂放出，包管顶煤的采出率。因而，在选择综打开采方法前，必要对顶煤冒放性举行剖析评价。影响顶煤冒放性的要素有：煤层埋深、煤体强度、煤层厚度、煤层布局、夹矸厚度、裂隙目标和间接顶充填系数等^[1-3]。龙王沟煤矿煤层赋存条件各要素对顶煤冒放性的影响剖析如下。

（1）煤体强度

6#煤层全体强度普氏系数f值为1.65，强度不高，冒放性好。

（2）煤层埋深要素

煤层赋存深度间接影响着原岩应力巨细，同时也影响事情面超前支承压力峰值和范畴巨细，因而煤层埋深要素决议了顶煤能否能在超前支承压力的作用下毁坏。煤体强度与埋深影响要素干系如式（1）所示：

式（1）

式中：——煤体内摩擦系数；——煤体密度，t/m³；——侧压系数；K——应力会合系数；——煤体单轴抗压强度。

盘算得313.5 m。

6#煤层均匀埋深约423.4 m，可以满意顶煤在超前支承压力作用下毁坏的条件，顶煤冒放性较好。

（3）裂隙要素

6#煤层顶煤节理裂隙较发育，对顶煤冒放性有利。

（4）夹矸影响

煤层夹矸对顶煤冒放性的影响比力庞大，其影响水平与夹矸层的岩性、层厚、层数及空间地位有关。龙王沟煤矿6#煤层含矸层数多，但夹矸均匀抗压强度15.8 MPa，与煤体强度相近，因而夹矸层对顶煤冒放性影响不大。

（5）煤层厚度

6#煤层厚度较大，均匀约20.6 m，且夹矸层较多，发起得当增长事情面采煤机割煤高度，进步液压支架支持高度，增长顶煤松动和冒放空间，使顶煤顺遂放出，按采放比1:3盘算，采煤机割煤高度应在5.0 m左右，因而要求支架最大支持高度为5.0 m左右。

综上剖析，龙王沟煤矿大采高综打开采顶煤冒放性较好。

3 设置装备摆设选型配套

龙王沟煤矿综工作作面总体设置装备摆设配套按年产1000 万吨原煤举行选型配套，要求各设置装备摆设满意根本的消费参数要求，且各运输设置装备摆设的运输才能逐级增大。

3.1 液压支架选型

3.1.1 公道液压支架事情阻力盘算

由于支架事情阻力由顶板覆岩布局所决议，且覆岩活动庞大，难以举行准确盘算，故次要接纳载荷预算法和履历预算法举行盘算^[4-6]。

（1）载荷预算法

该盘算办法的实际底子是事情面液压支架事情阻力能接受间接顶和顶煤的载荷，并均衡根本顶失稳时对支架的打击动载，支护强度盘算公式为式（2）：

式（2）

式中：q——事情面支架所需支护强度；——根本顶失稳时的动载系数，一样平常取1.1~1.5，此处取1.2；——间接顶自重应力；——间接顶岩层容重，2400 kg/m³；——间接顶垮落充填高度，m；——支架上方顶煤自重应力；——煤层容重，1400 kg/m³；——支架上方顶煤高度，15.6 m；——煤层一次采出厚度，20.6 m；——间接顶垮落碎涨系数，一样平常取1.3~1.5，此处取1.4。

经过盘算可得，支架的公道支护强度应大于1.46 MPa。

（2）履历预算法

事情面液压支架事情阻力上限F可按式（3）举行盘算

     式（3）

式中：M——机采割煤高度，5 m；L——控顶距，5.45 m；——根本顶来压步距，23 m；B——支架中心距，2.05 m；N——充填系数，0.8；——支架支持服从，90%；——煤层倾角，5°。

盘算得F=10227 kN，思索到综打开采的特别性和庞大性，为加强液压支架的承载才能，取支架事情阻力冗余系数1.4，可得支架事情阻力应大于14317.5 kN。

3.1.2 液压支架架型选择

现在，国际利用较多的放顶煤液压支架为四柱支持掩护式和两柱掩护式放顶煤液压支架。固然四柱支持掩护式液压支架事情阻力、大开展工夫长，但两柱掩护式放顶煤液压支架具有控制体系复杂、均衡千斤顶易调治支架协力作用点、切顶才能强等好处，且比年来具有更高事情阻力的两柱掩护式强力放顶煤液压支架利用和推行较多。故液压支架接纳两柱掩护式放顶煤液压支架，支架型号及参数如表1所示。

表1 支架型号及参数

型    式	###D
高    度	2800~5300 mm
支架中心距	2050 mm
初撑力	14718 kN
事情阻力	18000 kN
支护强度	1.51~1.55 MPa

3.2 采煤机选型

依据消费工艺要求，采煤机应具有双滚筒、双向采煤自开缺口功效。对反应采煤机消费才能的次要参数讨论如下。

（1）截深

关于大采高事情面采煤机截深一样平常为0.8 m或1.0 m，由于放顶煤事情面顶板为破裂的顶煤，过大的截深倒霉于事情面顶板端面的控制，故此处选为0.8 m。

（2）滚筒直径

事情面采高最大值大于5.0 m，滚筒直径一样平常为最大采高的0.55~ 0.60倍，为进步采煤机滚筒的卧底量及装煤服从，可得当增大滚筒直径，故采煤机滚筒直径约为2.7~3.0 m。

（3）采煤机机面高度

通常，事情面最小割煤高度需比采煤机机面高度大0.5 mm，由于采煤机最小采高为3.5 m，支架顶梁厚度约为0.6 m，故采煤机机面高度应小于2.4 m。

（4）采煤机消费才能

配套设置装备摆设年消费才能取1000万吨，采煤机截深取0.8 m，最大采高5.0 m，按正常割煤速率5 m/min，采煤机每小时的割煤量为：

                 式（4）

式中：H——采煤机割煤高度，5.0 m；B——采煤机截深，0.8 m；——煤体密度，1.4 t/m³；——采煤机割煤速率，5.0 m/s。

盘算得=1680 t/h

（5）采煤机功率盘算

采煤机实际装机功率可按下式举行盘算：

                   式（5）

式中：——滚筒采煤机的单元能耗，=0.3~1.2 kW·h/m³；——采煤机小时割煤量，m³/h。

采煤机在遇断层等地质结构时必要割岩，需思索1.3~1.5的割岩装机功率系数，实践装机总功率应大于1764 kW。

3.3 刮板保送机、转载机和破裂机选型

综工作作面部署两台刮板保送机，前部刮板保送机用于运输采煤机割下的煤壁，后部刮板保送机用于运输支架尾梁放出的顶煤，其选型剖析盘算如下。

前刮板保送机的运输才能应不小于采煤机的最大割煤才能，即

式中：——采煤机的最大割煤才能，t /h；——思索刮板保送机运输偏向及利用倾角的修正系数，1.05；——思索刮板保送机与采煤机同向运转时的修正系数，1.05；——采煤机割煤不匀称系数，1.3。

盘算得2407.9 t/h。故前部刮板保送机运输才能可取为2500 t/h。后部刮板保送机次要运输支架前方放出的顶煤，顶煤单元工夫放出量与详细的放煤工艺相干，因而没有牢固的盘算公式。参照类似综工作作面开采状况^[7]，取后部刮板保送机保送才能为3500 t/h。前部和后部刮板保送机型号如表所示。

表2 刮板保送机参数

关于转载机和破裂机选型，依照保送才能逐级缩小的方法，将转载机运输才能选为4000 t/h，转载机型号为SZZ1350/700，详细参数拜见表3。破裂机的选择应与转载机配套，选择型号为PCM700的破裂机，破裂才能为5000 t/h，详细参数见表4。

表3 转载机参数

表4 破裂机参数

3.4 结论

（1）顶煤冒放性剖析标明：龙王沟矿接纳5 m大采高放顶煤，顶煤冒放性好；

（2）矿井消费理论标明：顶煤冒放性好，资源接纳率高；液压支架架型和事情阻力选择公道，事情面围岩波动性好；设置装备摆设参数选型公道，协同运转正常，包管事情面高效运转。

4 参考文献

[1] 巨江鹏. 龙王沟矿特厚煤层综放面矿压纪律研讨[D].西安科技大学,2015.

[2] 程峰.龙王沟煤矿巨厚煤层开采工艺优选及设置装备摆设选型[J].古代矿业###8-80+108.

[3] 陈辉. 放顶煤开采优化参数研讨[D].山东科技大学,2005.

[4] 赵明.麻家梁煤矿放顶煤事情面液压支架选型[J].煤矿开采###4-75+51.

[5] 张云朝,吴士良,王建行.大采高综工作作面支架顺应性评价[J].煤炭工程###2-14+18.

[6] 苏林军,朱峰.放顶煤液压支架的创新与开展[J].煤炭迷信技能###4-88+54.

[7] 王家臣．厚煤层开采实际与技能［M］．北京: 冶金产业出书社，2009．

作者简介：何振江(1987–)，男，m6米乐汝南人，汉，助理工程师，本科，工程项目部主管