综采工作面三机配套选型.docx
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综采工作面三机配套选型
......
利民煤焦有限责任公司煤矿
Ⅱ0116采区工作面设备选型
说
明
书
利民煤焦有限责任公司
二〇一二年六月八日
....c
......
利民煤焦有限责任公司煤矿
Ⅱ0116采区工作面设备选型说明书
编制单位:
生产技术部
编制时间:
2021年6月8日
编制人:
生产部部长:
总工程师:
副总经理:
总经理:
董事长:
....c
......
一、矿井根本情况:
利民煤焦有限责任公司煤矿〔简称利民煤矿〕位于自治区鄂尔多
斯市鄂托克旗境,卓子山煤田棋盘井矿区东南部。
矿井井田面积
7.986km2,资源储量11168万吨,可采储量6212万吨,全矿井主采煤层两层9#和16#,平均可采厚度分别为、。
煤层埋藏深度160m~400m,顶底板岩石的稳固性为中等~较好,煤层均为向
西南倾斜的单斜构造,倾角5°~10°,平均7°;煤类为JM、1/3JM
及FM。
矿井水文地质类型是复杂型矿井;矿井属于斯矿井;煤尘具有爆炸性,爆炸指数为26~37%;各煤层均具有自燃倾向性,自燃等级为二级。
二、采区概况:
Ⅱ0116采区位于利民煤矿井田西北部,东至井田东部边界,西至F27断层保护煤柱,南至工业广场保护煤柱,北至井田北部边界。
采区煤层上限标高为1145米,下限标高920米,地面标高为1353~
1408米。
全区属高原侵蚀性丘陵地貌,新生界广泛分布,基岩零星
出露,为荒漠~半荒漠地区,植被稀疏,采区走向长
300米~1700
2
米,倾斜长230~2230米,面积2km。
据现有资料,Ⅱ0116采区根本为一向SWW倾斜的单斜构造。
地
层倾角平缓,一般倾角为5~10°,采区南部受F27正断层及其派生
断层的影响,煤层倾角略有增大。
本区没有陷落柱,岩浆侵入体及古
河床冲刷现象。
矿井煤层位于石炭系上统组上部第一岩段〔C2t2-1〕下部,煤层自
然厚度4.46~,平均;可采厚度3.34~,平均
。
煤层厚度有一定的变化。
煤层自然厚度变异系数为24%。
煤
层结构复杂,含夹矸1~8层,一般3~4层,煤层为结构复杂、层位
稳定、比照可靠、全区发育且可采的较稳定煤层。
....c
......
三、采煤方法:
根据本采区地质条件、煤层赋存、采区系统和上下层关系,本采区采煤方法选定为“单一走向长壁后退式〞一次采全高综合机械化采
煤方法,全部垮落法管理采空区顶板,机采最大高度为6.1米。
四、回采工作面布置及主要参数
工作面布置:
一次采全高综合机械化回采工作面采用两巷布置,即一条为运输巷兼作为进风、行人巷,沿16#煤层底板布置,另一条为辅运巷兼作为回风巷,沿16#煤层顶板板布置。
主要参数:
根据16#煤层的走向,倾斜长度及?
采矿工程设计手册?
的有关规定,采区的巷道布置方案比拟,确定工作面倾斜长度为240米,工作面平均走向长度为1100米。
工作面采高:
16号煤层自然厚度4.46-8.05m,平均;可采厚度4.06-6.8m,平均,根据煤层厚度及液压支架结构高度,开采高度围确定为4.3~,工作面的平均采高为。
工作面推进度:
综采工作面采煤机有效截深为,那么其循环进度为。
采煤机开机率为,工作面长度为L=240m,进刀长度为
L=45m,工作面日循环数为3个。
工作面年推进度:
3×0.8×330×0.70≈550m。
工作面生产能力按下式计算:
A=L·M·C·S·γ·10-6
式中:
A——工作面生产能力,Mt/a;
L——工作面机采长度,取240m;
....c
......
M——工作面平均机采高度,取;
S——工作面年推进度,取550m;
γ——16号煤视密度,3
C1——工作面机采采出率,取93%;
那么:
A=5.20×1.54×240×0.93×550×10-6=0.98(Mt/a)
五、工作面设备选型
1、采煤机选型:
采煤机平均割煤速度为:
V=[〔L1—L2〕×N]÷〔3·T1K×60一N×T2〕式中:
Ⅴ——采煤机平均割煤速度,m/s;
L1——工作面长度m,取240m;
L2——采煤机开缺口长度m,取45m;
N——采煤机日进刀数,取3刀;
T1——每班工作时间h,取6小时;
T2——采煤机开缺口时间min,取30min;
K——采煤机组开机率,开机率取70%;
代入上式得:
V=[〔240-45〕×5]÷〔3×6×70%×60-3×30〕
考虑到工作面产量不均衡性,采煤机的实际牵引速度应到达2~
6m/min,空载时,要求其速度不小于8m/min,以减少辅助工作时间,
采煤机平均割煤速度取2.0m/min。
采煤机理论生产率为:
Q=60H·B·V·r·C=60×5.2×0.8×2.0×1.54×,
取715t/h。
....c
......
式中:
Q——采煤机理论生产率,t/h;
H——采厚,采煤机采;
B——截深,;
r——煤层容重t/m3,16煤层容重3;
C——工作面回采率,取93%。
采煤机装机功率:
P=Q·Hw式中:
P—装机功率,kW;
Q—采煤机生产率,t/h;
Hw—比能耗,一般取0.6~·h/t。
那么:
P=715×
=572kW
根据以上计算结果和目前国厚煤层综采大采高工作面配备的国
产采煤机的使用情况,以及本矿井实际情况,便于矿井生产管理,设
计选用MG750/1910-GWD交流电牵引采煤机,并配有破碎装置。
其主
要技术参数如下:
MG750/1910-GWD型采煤机技术参数表
工程
参数
工程
参数
工程
参数
采高围(m)
3.2~
滚筒截深(mm)
牵引速度
0~11.5~
(m/min)
23
装机功率(kW)
1910
滚筒直径(m)
牵引力(kN)
1000~5000
煤层倾角(°)
≤25
灭尘方式
外喷雾
供电电压(V)
3300
整机重量(t)
133
最大不可拆卸重
≤20
最大不可拆卸
3840×2250
量
尺寸
×1100
....c
......
2、刮板输送机选型
工作面刮板输送机选型需满足三个方面要求:
一是运输能力与
采煤机生产能力相适应,原那么上必须大于采煤机的小时生产能力;
二是刮板运输机的外型尺寸与采煤机的牵引和行走装置相匹配,三
是运输机长度与工作面长度相适应。
工作面刮板运输机应具有的运输能力按下式计算:
Qq=60·B·H·Vc·γ·Kc·Kh·Kv·Ky·C
=60×0.8×5.2×2.0×1.54×1.35×1×1.05×1.3×93%
=1317t/h
式中:
Qq——工作面刮板输送机能力,t/h;
B——采煤机截深,
H——采高,采煤机采
Vc——采煤机平均割煤速度,取2m/min
γ——煤的容重,16煤层容重3
Kc——采煤机割煤速度不均匀系数,取
Kh——采煤机割煤高度不均匀系数,取1
Kv——采煤机与刮板输送机同向运动修正系数,取
Ky——考虑运输方向及倾向系数,取
C——工作面回采率,93%。
按照输送机应满足采煤机的生产能力,选用SGZ1000/1050型刮
板输送机,其技术参数如下。
SGZ1000/1050型刮板输送机技术参数表
工程
参数
工程
参数
输送量(t)
2000
链条规格(mm)
Φ42×146
装机功率(kW)
1050
链速(m/s)
供电电压(V)
3300
中部槽规格(mm)
1750×1000(宽)
....c
......
3、液压支架选型
⑴、支架高度确实定:
煤层开采厚度4.3~
支架最大结构高度:
Hmax=Mmax+S1
=6100+200
=6300
支架最低结构高度:
Hmin=Mmin+S2
=4300-900
=3400
支架伸缩比:
Ks=Hmax/Hmin
=6300/3400
Mmax、Mmin为煤层最大、最低采高mm;S1考虑伪顶冒落的最大高度,大采高支架取200~400mm;S2考虑周期来压时的下沉量、移架时支架
的下降量和顶梁上、底板下的浮矸之和,大采高支架取500~900。
通过以上计算,选择28/63架型高度,支架伸缩比为2.25,大
于需要的1.8伸缩比,能够满足生产需要。
⑵、支架支护阻力计算:
液压支架的工作阻力是支架设计中最根本的参数,支架所有结构
的强度都由此决定。
根据本矿井的煤层地质条件,按倍数岩重法〔估
算法〕计算液压支架的工作阻力,公式如下:
P=n·9.8·S·γ·M·cosα
式中:
P——液压支架的工作阻力,kN;
n——岩重倍数,按中等稳定以下顶板考虑,一般为6~8,设计
取8;
....c
......
S——支架支护的顶板面积,2〔支架宽度,控顶距
〕;
γ——顶板岩层的容重,取3。
M——截割高度,取;
α——煤层倾角,按8°计算。
液压支架工作阻力为:
P=8×9.8×9.8×2.4×6.1×cos8°
=11139kN
液压支架支护效率按0.95考虑,那么支架工作阻力为11725kN。
即液压支架的工作阻力应不低于11725kN。
支架选择:
液压支架是回采工作面生产主要设备之一,支架的选择直接关系到工作面的平安生产和高产高效的实现,支架的选择必须符合以下条件:
①稳定性好,可靠性高,故障率低,寿命长。
②支撑高度围大,采煤高度较高,不小于。
③电液控制,移架速度10~14s/架。
应用电液控制技术,采用先进的控制器、压力传感器、位移传感器、电液控制阀和可编程的微处理技术,使液压支架实现自动移架、自动推溜等。
④支护强度不小于,工作阻力不小于11725kN。
根据以上原那么及计算结果,设计选用ZY12000/28/63型掩护式液压支架(140架),其支护强度,工作阻力12000kN。
ZY12000/28/63型液压支架参数
工程
参数
工程
参数
支架型式:
两柱掩护式
支护强度〔MPa〕
1.13~
支架高度〔mm〕
2800~6300
中心距〔mm〕
1750
初撑力〔kN〕
7916〔Po=31.5MPa〕
泵站压力〔MPa〕
工作阻力〔kN〕
12000〔〕
控制方式
电液控制
....c
......
4、工作面辅助设备选型:
⑴、工作面机选型:
考虑我国目前高产高效工作面的实际情况及煤机械制造水平,对工作面的破碎机SZZ1000/375型机,技术参数如下:
SZZ1000/375型机技术参数表
工程
参数
工程
参数
输送量(t)
2500
链速(m/s)
装机功率(kW)
375
链破断力(kN)
1450
供电电压(V)
3300
出厂长度(m)
40
⑵、乳化液泵站和喷雾泵站
乳化液泵站选用型,由三台乳化液泵和两个乳化液箱组成,每台泵工作压力,泵站流量400L/min,功率3×250kW。
喷雾泵站选用BPW400/16型,功率2×160kW,由二台喷雾泵和
一个水箱组成,每台泵工作压力16MPa,泵站流量400L/min。
⑶、顺槽胶带输送机:
选用已有的DSJ120/120/2×250型可伸缩带式输送机1台,电动
机功率为500kW、运输能力为1200t/h、带宽1200mm。
....c