复杂地质状况下综采主要装备的选择

潘 军

（淮北矿业集团公司 桃园煤矿，安徽 宿州 234116）

1 地质概况

7135工作面为桃园煤矿一水平三采区71煤第三个工作面，位于南三采区左翼，上为7133工作面，下至-500底板等高线，南以三采区边界为界，北至南三回风上山；7135工作面直接顶为呈深～深灰色的泥岩，上部质软如泥，下部含碳量较高，平均厚度为1.29m；老顶为细砂岩，浅灰色，具透镜状层理，厚度为11.8m；直接底为灰色块状，局部含植物化石碎片的泥岩，厚度为3.43m；老底为粉砂岩，灰色块状，局部夹薄层细砂岩条带，厚度为13.8m。切眼长度为151m，煤厚1.2～2.2m，平均1.7m，煤层局部含有一层夹矸，平均厚度0.2～0.5m，煤层倾角18°～24°，平均21°。工作面为南北走向，倾向东的单斜构造。

2 支架选型：

2.1 支架形式的选择

根据煤层厚度、顶板级别和来压等级进行选择支撑掩护式支架。7135工作面为厚及中厚煤层，顶板中等稳定顶板。

2.2 支架规格的选择

SL=η×M×L=0.04×2.84×4.34=0.493(m)

式中：SL——顶板在最大控顶距处的平均最大移近（下沉）量；

η——下沉系数，取0.04；

M——平均采高；

L——最大控顶距。

支架最大高度：Hmax=3.8m;

支架最小高度：Hmin=Mmin-S-a

S=η小×M小×L=0.04×2.1×4.34=0.329(m)

a=0.1m

Hmin=2.1-0.329-0.1=1.635(m);

S——支架在最小采高时，后柱的顶板最大移近（下沉）量；

a——回收支架时，支柱必要的卸载高度，综采取100mm。

根据Hmax、Hmin确定液压支架的支撑高度为1.635～3.8m。

2.3 工作阻力的确定

直接顶岩石重量：

P1=LaγhLz`Cosα=1.5×25×6.6×6.34×Cos22

=1454.9kN/架。

老顶岩石重量：

P2=P=LaγhLz`Cosα=1.5×27×8.48×12×Cos22

=3821kN/架。

P 总=P1+P2=5275.9kN/架

2.4 参考面的矿压显现

南三10煤工作面由于地压大，矿压显现强烈，初次来压步距24-26m，周期来压步距14-17m，在正常生产期间，支架的平均工作阻力为3362kN/架，周期来压期间平均工作阻力为4800kN/架，最大时5400kN/架，安全阀卸载，个别支架“压死”，动载系数为1.25，且工作面有平均23%的支架工作阻力达到或超过5000kN。

3 对复杂地质条件下综采设备的具体要求

3.1 液压支架应满足以下条件

工作阻力不小低于5600kN，适应采高1.7m—3.8m；双伸缩立柱；带初保阀；配备流量315L/min的大流量阀组，主进、主回液管直径为Φ38mm和Φ45mm，具备快速移架系统；增设抬底千斤顶，适应煤层起伏变化，减小对底版比压，防止支架扎底；支架侧护板设计为双向活动结构，双侧可同时伸缩，增大支架在宽度方向上的调节量，增强适应工作面倾角变化的要求，加大侧护千斤顶的缸径，提高支架的侧推力和调节力；整体顶梁、整体侧护板；提高侧护板强度，加大侧护板高度；支架推移机构采用倒装千斤顶，防止运输机下窜；带伸缩梁和护帮板，防止煤层片帮；推移千斤顶行程900mm与截深800mm的采煤机、运输机配套；为了控制支架、运输机的下滑，每5架配备一组防滑千斤顶，运输机的防滑千斤顶与工作面并联在一起，在任一操纵位置，可同时操纵整个工作面的防滑千斤顶，实现快速方便简洁安全操作；结构件设计采用高强度板，提高支架抗拉和抗扭强度，满足35°倾角支架的防倒防滑要求；采用二柱支撑掩护式。共需支架100架。

3.2 工作面运输机

按照大功率、大运量、高可靠性、重型的原则，选择张家口煤矿机械厂生产的SGZ800/800型，主要技术参数为运输能力1500t/h，装机功率800kW，槽宽800mm，电压3300V。

3.3 采煤机

按照技术先进，大功率、高性能、高可靠性的原则，选择上海天地科技有限公司生产的MG400/920—WD型采煤机，主要技术参数为截割功率400kW，装机功率920kW，采高范围2.2～3.5m，适应煤层硬度f≤4.5，供电电压3.3kV，滚筒直径1.8m，滚筒截深600/800mm，降尘方式内外喷雾，牵引形式为电牵引牵引速度为0～7.4～12.2m/min。

另外，还有与之配套的转载机、破碎机、皮带运输机、移变、泵站、开关等。

总之，通过对桃园煤矿7135综采工作面复杂地质状况下采煤装备配备计算分析，确定了7135综采工作面回采装备的选择，为提高矿井单产水平，实现矿井安全生产提供坚强的保证。