CN104564070B - 一种连续采煤机短壁开采工作面设备选型方法 - Google Patents

Abstract

本发明属采煤设备应用技术领域，为解决目前没有连续采煤机短壁开采工作面设备选型方法，无法快速、准确、规范指导连续采煤机短壁开采工作设备的选型问题，提供一种连续采煤机短壁开采工作面设备选型方法，在使用连续采煤机的短壁开采工作面，选出连续采煤机，履带刮板式连续运输系统、胶轮式运输设备，掘进和回采过程中的支护设备，胶轮式运输设备后用于大块煤炭破碎的给料破碎设备，用于巷道浮煤清理和材料辅助运输设备，通风、排水、供电、保护、照明等其他辅助设备的整套设备。实现连续采煤机短壁开采工作面设备选型标准化，填补国内空白，使连续采煤机短壁开采工作面的设备选型更加快速、准确，是十分理想的连续采煤机短壁开采设备选型方法。

Description

一种连续采煤机短壁开采工作面设备选型方法

技术领域

本发明属于采煤设备应用的技术领域，具体涉及一种连续采煤机短壁开采设备选型方法。

背景技术

连续采煤机短壁开采技术主要应用于煤矿巷道的快速掘进和煤矿边角煤、三角煤和“三下”压煤的回采，对于调高掘进效率和延长矿井服务年限具有重要的意义。

目前，连续采煤机短壁开采技术已在我国应用将近20年，发展较为成熟，但是对于连续采煤机短壁开采工作面的设备选型方法还是一片空白，无法更加快速、准确、规范的指导连续采煤机短壁开采工作面设备的选型。

发明内容

本发明为了解决对于连续采煤机短壁开采工作面的设备选型方法空白，导致无法快速、准确、规范的指导连续采煤机短壁开采工作设备的选型问题，根据连续采煤机短壁开采工作面的特点，提供了一种连续采煤机短壁开采工作面设备选型方法，实现连续采煤机短壁开采工作面设备的准确、快速选型。

本发明由如下技术方案实现的：一种连续采煤机短壁开采工作面设备选型方法，所述方法采用的设备包括连续采煤机、转运设备、支护设备、给料破碎设备、巷道清理和辅助设备以及其他配套设备；在使用连续采煤机的短壁开采工作面，选出从迎头开采环节的连续采煤机，后续转运环节的履带刮板式连续运输系统、胶轮式运输设备，掘进和回采过程中的支护设备，胶轮式运输设备后用于大块煤炭破碎的给料破碎设备，用于巷道浮煤清理和材料辅助运输设备，到用通风、排水、供电、保护、照明等其他辅助设备的整套设备，具体步骤如下：

（1）连续采煤机选型：根据工作面的设计生产能力确定连续采煤机的截割生产能力；连续采煤机的截割硬度不小于煤层硬度，采高与煤层厚度配合；巷道宽度留有工人的操作空间，高度留有安装激光仪和风筒的空间；循环空顶距大于6m时，配备遥控操作装置；工作面倾角大于8°时，配置制动和防滑装置；连续采煤机工作位置安装有瓦斯和粉尘报警断电装置；喷雾装置符合《煤矿安全规程》；

（2）转运设备选型：工作面设计倾角大于8°，巷道宽度达到5.5m以上，配置适应最大坡度16°的履带刮板式连续运输系统以及可伸缩带式输送机；巷道宽度小于5.5m时，选择胶轮式运输设备，工作面单进、单产较高时，选择履带刮板式连续运输系统或多台胶轮式运输设备；

（3）支护设备选型：

A.锚杆钻车：用于连续采煤机巷道掘进中的锚杆支护作业，锚杆钻车的宽度小于巷道宽度，有足够的爬坡能力，最大爬坡角度为±16°，钻臂之间的最大最小距离和钻孔深度与锚杆支护间排距和锚杆尺寸相匹配；锚杆钻车支护一个循环的时间与连续采煤机掘进一个循环的时间差距越小越好；顶板硬度较大时选用湿式打眼方式，顶板岩石泥化较严重时，采用干式打眼方式；锚杆钻车带有锚索支护功能；

B.履带行走式液压支架：用于连续采煤机机械化开采中的三角区顶板支护作业，支架的尺寸保证与另一台支架配合后在巷道内正常的使用空间，工作阻力能平衡来自顶板的压力；最大结构高度大于最大设计采高0.2m，最小采高低于工作面设计采高0.2m，支架之间以及与两侧煤帮之间留设移架空间，在行走时不受阻碍；行走和逃逸功能保证在出现压架的情况下能够自主或配合其他工具脱困；根据工作面开采工艺确定支架的数量，同一工作面选用同一型号的支架；具有无线遥控器控制功能，支架两侧配置专用的挡矸帘；

（4）给料破碎设备的选型：给料破碎机的运输能力大于转运设备的运输能力，破碎能力与运输设备的运输能力相匹配，破碎粒度可调节，满足胶带输送机对粒度的要求，还设有缓冲链条；

（5）巷道清理和辅助运输设备的选型：采用防爆柴油动力设备或防爆蓄电池动力设备；巷道断面和巷道坡度的尺寸保证巷道清理和辅助运输设备能够正常运行，防爆多功能柴油动力铲运车尾气排放满足MT220的要求；选择防爆蓄电池动力铲运车时，设置保证蓄电池充电安全的专用充电硐室；

（6）其他设备选型：可伸缩带式输送机选型要符合GB50431和《煤矿安全规程》的要求；供配电设备要符合GB50417和《煤矿安全规程》的要求；局部通风机和水泵的选型要符合《煤矿安全规程》中的相应的标准。

工作面设备的选型要综合考虑各种地质条件：工作面顶板要求中等及以上稳定顶板，工作面煤层瓦斯含量低，煤质硬度系数f≤4，循环空顶距≥3米，工作面倾角≤17°。工作面设计采用履带刮板式连续运输系统运输，当支巷变化时，根据要求调整履带刮板式连续运输系统的单元数量。

本发明与背景技术相比具有明显的先进性，是针对连续采煤机短壁开采工作面整套设备的选型，通过根据不同的地质条件和设计方案选定采掘设备、转运设备、支护设备、破碎设备、巷道清理和辅助运输设备、其他辅助设备实现了整个工作面的配套，保证了工作面设备的选型的准确、有效和相互匹配，是十分理想的连续采煤机短壁开采工作面设备选型方法。

附图说明

图1为连续采煤机连续式运输设备配置方式；图2为连续采煤机间断式运输设备配置方式。

图中：1-连续采煤机；2-连续运输系统；3-可伸缩带式输送机；4-锚杆钻车；5-铲运车；6-履带式行走液压支架；7-梭车或运煤车；8-给料破碎机；A-隔离煤柱。

具体实施方式

一种连续采煤机短壁开采设备选型方法，所述方法采用的设备包括连续采煤机、转运设备、支护设备、给料破碎设备、巷道清理和辅助设备以及其他配套设备；在使用连续采煤机的短壁开采工作面，选出从迎头开采环节的连续采煤机，后续转运环节的履带刮板式连续运输系统、胶轮式运输设备，掘进和回采过程中的支护设备，胶轮式运输设备后用于大块煤炭破碎的给料破碎设备，用于巷道浮煤清理和材料辅助运输设备，到用通风、排水、供电、保护、照明等其他辅助设备的整套设备，具体步骤如下：

（1）根据工作面的设计生产能力确定连续采煤机的截割能力即生产能力；连采工作面的年生产能力一般在120万吨以下，现有连采机的生产能力基本都能满足工作面的改设计能力要求，但为保证将开机率的影响降到最小，工作面生产能力较大时需选用生产能力较大的连采机，反之亦然；连续采煤机的截割硬度不小于煤层硬度，采高与煤层厚度相适应；巷道宽度要留有工人的操作空间，高度要留有安装激光仪和风筒的空间；连续采煤机掘进巷道时若循环空顶距超过6m，驾驶室将位于空顶区下，因此必须配备遥控操作装置采用遥控操作；连续采煤机位于倾角大于8°的斜坡工作面时，将会出现下滑现象，因此应配置制动和防滑装置；连续采煤机工作位置位于迎头因此需安装有瓦斯和粉尘报警断电装置及时动作；为了保证工人的健康和工作面的清洁，喷雾装置必须符合《煤矿安全规程》；

（2）转运设备选型：转运设备紧跟于连续采煤机实现煤炭从迎头到可伸缩带式输送机的转运，当工作设计倾角大于8°时，胶轮式运输设备在满载的情况下可能出现爬坡困难的现象，因此选择适应最大坡度16°的履带刮板式连续运输系统；一般的履带刮板式连续运输系统宽度较大，配置可伸缩带式输送机后对巷道宽度的要求要达到5.5m以上；履带刮板式连续运输系统的生产效率较高，可达2000t/h，巷道宽度小于5.5m时，选择胶轮式运输设备，工作面单进、单产较高时，选择履带刮板式连续运输系统或多台胶轮式运输设备；履带刮板式连续运输系统有多个单元组成，因此当支巷变化时，可适当增减单元数量；

（3）支护设备选型：

A.锚杆钻车：锚杆钻车通常用于连续采煤机巷道掘进中的锚杆支护作业，锚杆钻车的宽度要小于巷道宽度，要有足够的爬坡能力，最大爬坡角度为±16°，钻臂之间的最大最小距离和钻孔深度要与锚杆支护间排距和锚杆尺寸相匹配；锚杆钻车支护一个循环的时间与连续采煤机掘进一个循环的时间差距越小越好；为了减小钻头的磨损和降尘，顶板硬度较大时宜选用湿式打眼方式，顶板岩石泥化较严重时，为了防止顶板遇水泥化，宜采用干式打眼方式；由于顶板构成中含有泥岩等成分，遇水泥化，因此采用湿式打眼时顶板有冒落风险，是否会出现冒落现象一般根据相邻工作面等其他地质条件确定；锚杆钻车带有锚索支护功能；

B.履带行走式液压支架：履带行走式液压支架通常用于连续采煤机机械化开采中的三角区顶板支护作业，支架的尺寸能保证其与另一台支架配合后在巷道内能正常的使用空间，工作阻力能够平衡来自顶板的压力；最大结构高度大于最大设计采高0.2m保证其充分接顶，最小采高低于工作面设计采高0.2m和与两侧煤帮留有的空间，保证其行走时不受阻碍；行走和逃逸功能保证其在出现压架的情况下能够自主或配合其他工具脱困；同一工作面选用相同型号的支架更利于检修维护和降低配件成本；根据工作面开采工艺确定支架的数量，无线控制功能保证司机能够在安全范围内操作，支架两侧配置专用的挡矸帘防止煤块、矸石进入顶梁下方，影响设备使用；

（4）给料破碎设备的选型：给料破碎机的运输能力大于转运设备的运输能力，破碎能力与运输设备的运输能力相匹配，破碎粒度可调节，不同的破碎粒度适应不同胶带输送机的要求；满足胶带输送机对粒度的要求，还设有缓冲链条，缓冲链的缓冲调节功能将防止胶带输送机被压或撒煤；

（5）巷道清理和辅助运输设备的选型：采用防爆柴油动力设备或防爆蓄电池动力设备；巷道断面和巷道坡度的尺寸保证巷道清理和辅助运输设备能够正常运行，防爆多功能柴油动力铲运车尾气排放满足MT220的要求；选择防爆蓄电池动力铲运车时，设置保证蓄电池充电安全的专用充电硐室，保证蓄电池充电安全；

（6）其他设备选型：可伸缩带式输送机选型要符合GB50431和《煤矿安全规程》的要求；供配电设备要符合GB50417和《煤矿安全规程》的要求；局部通风机和水泵的选型要符合《煤矿安全规程》中的相应的标准。

工作面设备的选型要综合考虑各种地质条件：工作面顶板要求中等及以上稳定顶板，工作面煤层瓦斯含量低，煤质硬度系数f≤4，循环空顶距≥3米，工作面倾角≤17°。工作面设计采用履带刮板式连续运输系统运输，当支巷变化时，根据要求调整履带刮板式连续运输系统的单元数量。

Claims (3)

1.一种连续采煤机短壁开采工作面设备选型方法，所述方法采用的设备包括连续采煤机、转运设备、支护设备、给料破碎设备、巷道清理和辅助设备以及其他配套设备；在使用连续采煤机的短壁开采工作面，选出从迎头开采环节的连续采煤机，后续转运环节的履带刮板式连续运输系统、胶轮式运输设备，掘进和回采过程中的支护设备，胶轮式运输设备后用于大块煤炭破碎的给料破碎设备，用于巷道浮煤清理和材料辅助运输设备，到用通风、排水、供电、保护、照明等其他辅助设备的整套设备，其特征在于：具体步骤如下：

（1）连续采煤机选型：根据工作面的设计生产能力确定连续采煤机的截割生产能力；连续采煤机的截割硬度不小于煤层硬度，采高与煤层厚度配合；巷道宽度留有工人的操作空间，高度留有安装激光仪和风筒的空间；循环空顶距大于6m时，配备遥控操作装置；工作面倾角大于8°时，配置制动和防滑装置；连续采煤机工作位置安装有瓦斯和粉尘报警断电装置；喷雾装置符合《煤矿安全规程》；

（2）转运设备选型：工作面设计倾角大于8°，巷道宽度达到5.5m以上，配置适应最大坡度16°的履带刮板式连续运输系统以及可伸缩带式输送机；巷道宽度小于5.5m时，选择胶轮式运输设备，工作面单进、单产较高时，选择履带刮板式连续运输系统或多台胶轮式运输设备；

（3）支护设备选型：

A.锚杆钻车：用于连续采煤机巷道掘进中的锚杆支护作业，锚杆钻车的宽度小于巷道宽度，有足够的爬坡能力，最大爬坡角度为±16°，钻臂之间的最大最小距离和钻孔深度与锚杆支护间排距和锚杆尺寸相匹配；锚杆钻车支护一个循环的时间与连续采煤机掘进一个循环的时间差距达到最小；顶板硬度较大时选用湿式打眼方式，顶板岩石泥化较严重时，采用干式打眼方式；锚杆钻车带有锚索支护功能；

B.履带行走式液压支架：用于连续采煤机机械化开采中的三角区顶板支护作业，支架的尺寸保证与另一台支架配合后在巷道内正常的使用空间，工作阻力平衡来自顶板的压力；最大结构高度大于最大设计采高0.2m，最小采高低于工作面设计采高0.2m，支架之间以及与两侧煤帮之间留有设置移架的空间；行走和逃逸功能保证在出现压架的情况下能够自主或配合其他工具脱困；根据工作面开采工艺确定支架的数量，同一工作面选用同一型号的支架；具有无线遥控器控制功能，支架两侧配置专用的挡矸帘；

（4）给料破碎设备的选型：给料破碎机的运输能力大于转运设备的运输能力，破碎能力与运输设备的运输能力相匹配，破碎粒度可调节，满足胶带输送机对粒度的要求，给料破碎机还设有缓冲链条；

（5）巷道清理和辅助运输设备的选型：采用防爆柴油动力设备或防爆蓄电池动力设备；巷道断面和巷道坡度的尺寸保证巷道清理和辅助运输设备能够正常运行，防爆多功能柴油动力铲运车尾气排放满足MT220的要求；选择防爆蓄电池动力铲运车时，设置保证蓄电池充电安全的专用充电硐室；

（6）其他设备选型：可伸缩带式输送机选型要符合GB50431和《煤矿安全规程》的要求；供配电设备要符合GB50417和《煤矿安全规程》的要求；局部通风机和水泵的选型要符合《煤矿安全规程》中的相应的标准。

2.根据权利要求1所述的一种连续采煤机短壁开采工作面设备选型方法，其特征在于：工作面设备的选型要综合考虑各种地质条件：工作面顶板要求中等及以上稳定顶板，工作面煤层瓦斯含量低，煤质硬度系数f≤4，循环空顶距≥3米，工作面倾角≤17°。

3.根据权利要求1所述的一种连续采煤机短壁开采工作面设备选型方法，其特征在于：工作面设计采用履带刮板式连续运输系统运输，当支巷变化时，根据要求调整履带刮板式连续运输系统的单元数量。