潘津煤矿工作面综放设备方案-郑煤机设计研究院.doc

郑州煤矿机械集团股份有限公司设计研究院技术文件 伊犁永宁煤业化工有限公司潘津煤矿综放工作面液压支架方案郑州煤矿机械集团股份有限公司设计研究院二零一一年七月一、 设计依据首采区为井田内22号煤开采范围，为一单翼采区。采区走向长0.61.2km，倾斜宽0.30.5km，面积约0.5km2，可采储量220.7万t，服务年限1.9a。首采区构造简单，煤层倾角1128。首采区共有4个钻孔，据钻孔统计，22号煤层厚1.965.70m，平均厚4.07m，煤层结构简单，无夹矸，赋存较稳定。22号煤层顶板为粉砂岩、细砂岩，为半坚硬岩层，灰色粉砂岩为直接顶板，胶结致密，性脆，细砂岩顶板胶结好。底板为粉砂岩，为半坚硬岩层，钙泥质胶结，致密、性脆。煤层顶、底板均为软弱岩石，稳固性差，其裂隙发育，易沿裂隙产生开裂或侧向胀裂。根据煤层间距，22号煤层单独开采，后期23-25和26号煤层联合开采。考虑首采区服务年限较短、22号煤层硬度较大等因素，初期沿22煤层布置采区下山，在满足通风、运输、行人的前提下，布置轨道、运输和回风三条下山。23-25号煤层平均厚度17.03m，26号煤层平均厚度30.42m，平均间距2.74m，属于厚巨厚煤层，需倾斜分层开采。根据煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范（AQ1055-2008）要求 “采用倾斜分层或水平分层采煤法时，采区上山应布置在岩石中或不易自燃煤层中。”23-25、26号煤层需倾斜分层开采，且都属易自燃煤层，煤层间距又较小，故设计考虑23-25、26号煤层采用联合开采，在26号煤层底板岩石中布置轨道、运输和回风三条下山，上距26煤层15m左右。煤层富水性弱，含水量小，水文地质条件中等。煤层瓦斯含量低，煤层易自燃，煤尘有爆炸性。二、综放液压支架方案1、工作阻力确定（1）岩重法岩重法是以支架承受的顶板载荷与开采厚度近似成直线关系增长的观点来确定支架的载荷，单位面积上支架承受载荷相当于68倍采高岩石重量。P支护强度，KN/m2N支架载荷相当采高岩重的倍数 ，取N68h煤层的采高，m 取2.8m顶板岩石的密度，2.6103kg/m3则 P=9.8(68)2.82.6103=0.440.58MPa，取0.6MPa，即不小于0.6MPa；液压支架工作阻力Q= P(BcSc)式中： Q支架工作阻力，kN P 支护强度，kN/ m2 Bc支架控顶距离，取4.0m Sc支架中心距，1.5 m液压支架工作阻力Q600（4.01.5 ） 3600 kN（2）按冒落充填法进行计算支护强度:PsnM/（Kp-1）错误！未找到引用源。式中：Ps支护强度，kN/ m2 ； M采煤高度， 取2.8m； Kp岩石碎涨系数，取1.35 ； n支架受力不均匀系数，根据煤层取3.0； 顶板岩石容重 ，2.6 t/ m3代入上式 支护强度P s =3.02.8/(1.35-1) 错误！未找到引用源。2.69.8611kN/m2液压支架工作阻力Qs= Ps(BcSc)式中： Qs支架工作阻力，kN Ps支护强度，kN/ m2 Bc支架控顶距离，取4.0m Sc支架中心距，1.5 m液压支架工作阻力Qs611（4.01.5 ） 3666 kN 结合周边等煤矿的开采矿压显现情况，支架工作阻力的选择应留有一定的富裕量，实际最终确定的中部支架工作阻力为4400KN，支架按照目前实际测量的煤层厚度，支架高度确定为最低1.8米，最高3.0米；由于放顶煤工作面机头、机尾两端矿压显现较大的客观条件，过渡支架的工作阻力提高到4800KN，高度为最低2.0米，最高3.2米。中间支架的型号确定为ZF4400/18/30型低位放顶煤液压支架过渡支架的型号确定为ZFG4800/20/32型反四连杆低位放顶煤液压支架32、中部支架ZF4400/18/30主要技术参数主要技术参数支架架型： 四柱支撑掩护式放顶煤支架支架高度： 1800mm3000mm支架宽度: 1430mm-1600mm初撑力： 3956KN ( P=31.5 MPa )工作阻力: 4400KN ( P=35 MPa )支护强度： 0.7Mpa(平均)底板比压： 1.8Mpa(平均)支架中心距： 1500mm推移行程： 700mm（步距630mm）泵站压力： 31.5 MPa操作方式： 本架操作立柱及千斤顶技术参数立柱 型 式 单伸缩缸 径 /柱 径 200/185mm初撑力 989 KN( P=31.5 MPa )工作阻力 1100 KN(P=35MPa)推移千斤顶 型 式 双作用油缸内径 140 mm活塞杆直径 85 mm行 程 700 mm推溜力 306 KN 拉架力 485 KN尾梁千斤顶 型 式 双作用油缸内径 140 mm活塞杆直径 105 mm工作阻力 585 KN(P=38MPa)插板千斤顶型 式 双作用油缸内径 80 mm活塞杆直径 60 mm推力/拉力 158/69KN侧推千斤顶型 式 普通油缸内径 63 mm活塞杆直径 45 mm行 程 170 mm推 力 98 KN拉 力 48KN拉后溜千斤顶 型 式 双作用油缸内径 100 mm活塞杆直径 70 mm行 程 700 mm拉 力 126 KN护帮千斤顶 型 式 双作用油缸内径 100 mm活塞杆直径 70 mm 3、中部支架的主要特点:1 支架采用四柱支撑掩护式低位放顶煤液压支架。2 支架采用整体顶梁带护帮机构。3支架侧护板为双侧活动结构，使用时一侧固定，一侧活动。4 支架底座采用刚性底座，中部全开档结构，倒装推移千斤顶，长推杆。5 支架顶梁预留防倒装置的连接座，底座预留运输机防滑的连接位置。4、液压系统配置：1支架采用大流量操作系统,支架架间主进液管路选用31.5D高压胶管，架间主回液胶管选用B40胶管；架间喷水用胶管选用25胶管；2每台支架主供液管路配置过滤器和截止阀，主回液管路配置回液断路阀；3每个支架配置喷雾装置; 喷雾截止阀出口加过滤器;4立柱,千斤顶采用200L/Min大流量操纵阀;5高压胶管接头等附件采用DN系列接口；5、液压支架材质：1结构件所用板材：Q550、Q460、16Mn2立柱、千斤顶缸筒所用钢材型号：27SiMn、活塞杆 40Cr；3销轴、导杆类：30CrMnTi 、 40Cr 、45 ； 4立柱、千斤顶选用国内优质密封件（材料聚醚聚氨酯）。6、过渡支架ZFG4800/20/32技术参数主要技术参数型 式 反四连杆低位放顶煤过渡液压支架高 度：（最低最高） 20003200mm宽 度：（最小最大） 14301600mm中心距： 1500mm额定工作阻力（KN） 4800(P=38.2MPa)初撑力（KN） 3956(P=31.5MPa) 平均支护强度（MPa） 约0.68 平均对底板比压（MPa） 2.0推移行程（mm） 700mm泵站压力 31.5Mpa操作方式 本架控制立柱、千斤顶主要技术参数立柱 型 式 单伸缩缸 径 /柱 径 200/185mm初撑力 989 KN( P=31.5 MPa )工作阻力 1200 KN(P=38.2MPa)推移千斤顶 缸径/柱径 160/105mm行程 700mm 推溜力/拉架力 361/633KN侧推千斤顶 型 式 双作用缸 径 80mm杆径 60mm行程 170mm伸缩梁千斤顶 型 式 双作用缸 径 80mm杆径 60mm行程 700mm掩梁立柱 型 式 单伸缩缸 径 200mm柱 径 185mm初撑力 989KN(P=31.5MPa)工作阻力 1099KN(P=35Mpa)尾梁千斤顶 型 式 双作用缸 径 140mm柱 径 105mm工作阻力 539 KN(P=35MPa) 插板千斤顶 2个型 式 双作用缸径 80mm杆直径 60 mm推力/拉力 158/69KN拉后溜千斤顶 型 式 双作用缸 径 125mm杆直径 70 mm行程 700mm 拉力 264KN7、过渡架主要特点支架采用反四连杆形式；支架采用整体顶梁带伸缩梁；顶梁、掩护梁采用双向活动侧护板，使用时一侧固定，一侧活动，侧护板方向为支架面对煤壁右侧活动；底座采用全开裆结构；推移千斤顶采用倒装方式，推杆采用整体长推杆；预留防倒防滑装置连接位置三、三机配套设备1、采煤机采煤机选择配套成熟的MG160/375WD1采煤机，该机型是久经考验的成熟机型，在许多矿广泛使用。具体参数如下：采高范围（m）： 1.63.0;适应倾角（）：25；煤层硬度： f=1.52;电机功率（kW）： 1602+252+5.5;电压等级（v）： 1140;牵引速度（m/min）： 0610;牵引力（kN）： 440;摇臂回转中心距（mm）： 约5710;摇臂油缸连接结构为用锥销结构;机面高度（mm）：约1180；过煤高度（mm）： 约505;中部最大卧底量(mm）：约250;滚筒直径（mm）： 1600;滚筒截深（mm）： 630（宽680）；滚筒转速：41r/min;牵引电机电压（v）：380；调速方式：机载“一拖二”四象限交流变频调速；牵引方式：齿轮销轨式；供水管通径：25通径；采煤机安装液压制动器；除专用轴承外，其它关键轴承采用进口轴承，高速轴密封采用进口件；控制方式：电控箱按钮、端头站、无线电遥控三种方式；带机载瓦斯检测、断电功能；变频器采用ABB。2、前后刮板运输机前部刮板运输机参数型号：SGZ630/2132刮板运输机一部（前部）型式：端卸式，中双链，整体铸焊，封底式运输能力：500t/h卸载高度：600mm刮板链速度：1.04m/s刮板链刮板链规格：22692-C刮板间距：920mm（10环）链中心距：120mm链条破断负荷：850kN双速电动机型号：YBKYSS-65/132-8/4 （水冷），2台功率：2*132KW,双速转速：1480/735rpm电压等级：660/1140V减速器型号： JS160三级圆锥、圆柱齿轮减速器传动比： 34.322冷却方式：水冷中部槽规格：长：1500mm，宽:630mm，高：252 mm中板厚：25 mm，（NM360板）底封板厚：20mm （NM360板）连接方式：哑铃连接连接强度：2500KN紧链方式：闸盘紧链采煤机牵引方式：齿轮销轨式，销排节距为125mm整机弯曲性能水平弯曲度：1.2度垂直弯曲度：3度联轴器形式：半联轴器（硬链接）后部刮板运输机参数型号：SGZ630/2132刮板运输机一部（后部）型式：端卸式，中双链，整体铸焊，封底式运输能力：500t/h卸载高度：550mm刮板链速度：1.04m/s刮板链刮板链规格：22692-C刮板间距：920mm（10环）链中心距：120mm链条破断负荷：850kN双速电动机型号：YBKYSS-65/132-8/4 （水冷），2台功率：2*132KW,双速转速：1480/735rpm电压等级：660/1140V减速器型号： JS160三级圆锥、圆柱齿轮减速器传动比： 34.322冷却方式：水冷中部槽规格：长：1500mm，宽:630mm，高：252 mm中板厚：25 mm，（NM360板）底封板厚：20mm （NM360板）连接方式：哑铃连接连接强度：2500KN紧链方式：闸盘紧链整机弯曲性能水平弯曲度：1.2度垂直弯曲度：3度联轴器形式：半联轴器（硬链接）3、SZZ730/160刮板转载机技术参数1. 供货长度: 45m（含破碎机长度）2. 刮板链 型式: 中双链圆环链规格: 2692-C链间距: 120mm3. 刮板间距: 736mm4. 链条破断负荷: 850KN5. 输送量: 900t/h6. 链速: 1.3m/s7. 电动机: 型号: YBSD-160/80-4/8（双速）电压: 1140V转速: 1485r/735 r/min推荐使用电缆规格：MYP-0.66/1.14 3*50+1*168. 减速器（三级圆锥圆柱齿轮传动）: 型号: 16JSK-200 名义速比: 259. 中部槽结构: 箱式结构10. 紧链方式: 闸盘紧链+伸缩机头11. 中板厚度25mm，材质NM360，底板厚度20mm，材质NM360；12. 保证左右工作面互换，首采工作面为右工作面，传动装置安装于煤流方向的右侧；13. 链轮轴组采用稀油润滑；14. 卸载槽配加高挡板，累加高度达到1300 mm；15. 配置双速单回路启动器1台。4、破碎机技术性能1、破碎机型号：PLM10002、理论通过能力(t/h)：10003、入料粒度(mm): 7007004、出料粒度(mm): 300150（范围内可调）5、总装机功率(KW)：110 6、驱动装置的布置方式：垂直布置7、能适应左右工作面互换8、驱动电机（单速风冷，抚顺煤矿电机厂）型 号：YBS（KBY550）-110A额定功率(KW)：110额定转速(r/min)：1475电 压：660/1140V9、传动方式：皮带轮传动。10、出料粒度调节方式：千斤顶+垫板。四、综采工作面主要设备配套及明细综合衡量该矿的实际情况，推荐该工作面采用端卸布置方式。机头、机各布置3架过渡支架，其余为中部支架，工作面刮板机与转载机的卸煤方式采用端卸。具体的设备明细见下表：（设备最终数量以三机配套为准）序号设备名称型 号单位数量1中部液压支架ZF4400/18/30架2机头、机尾过渡支架ZFG4800/20/32架4双滚筒采煤机MG160/375-WD1台15前部刮板输送机SGZ630/264台16后部刮板输送机SGZ630/264台17转载机SZZ730/160台1 8破碎机PLM1000台1 后附工作面布置简图：五、综采工作面设备及生产能力核算工作面生产能力核算设计矿井按综放单工作面年产90万吨生产能力进行配套选型计算；1 矿井综放工作面生产作业采用“三八”班制，即：两班生产，一班检修，每班工作8小时，年工作日按300天；2 采煤工作面长度的确定主要考虑：工作面长度要与工作面输送机相适应，并有利于发挥采煤机的效能和提高工作面的单产与效率，还要与煤层赋存条件、地质条件相适应。根据本矿井的开采条件和煤层赋存状况，设计煤层综放工作面长度100m，采高按割煤厚度2.8米确定；放煤高度为1.5米，采煤机截深0.63m，双向割煤。3 日生产能力： 工作面每刀割煤产量为：Q刀= cLBHr =0.951000.632.81.4=235(吨)式中： L工作面长度，100m；B采煤机截深，0.63m；H割煤采高， 2.8m；r煤体容重， 取1.4t/m3；c工作面采煤回采率，c= 0.95。工作面每刀放煤产量为：Q放= 0.90（放煤回收率）1000.631.51.4=119(吨)则工作面每个循环的产量为:Q=119+235=354(吨)工作面若要达到60吨/年的产能则每日产能：Q日=90/300=3000吨=0.3万吨则：日进刀量=Q日/Q=3000/3548(刀)则：日推进度：L日=0.638=5.04(m)则：年推进度L年=日进度年工作日正规循环率5.043000.85=1285（m）按设计要求经计算，综放设备选型应满足年推进度1285m才能达到年产90万吨以上的产量（工作面短时要考虑搬家倒面时间）。采煤机生产能力核算1.采煤割煤机行走速度综放工作面采煤机开机率一般在60%70%，工作面每天(两班)开机时间：T=16(60%70%)=1011小时，采煤机每天割8刀，采煤机双向割煤，日循环次数8次。则采煤割煤机行走速度