薄煤层工作面刨煤机成套综采设备选型与配套.pdf

薄煤层工作面刨煤机成套综采设备选型与配套 李 季 七台河煤炭职业技术培训学院, 黑龙江 七台河 154600 摘 要 某煤矿薄煤层工作面, 采用刨煤机成套综采设备进行选型和配套, 改善了安全生产环境, 实现了高产高效 的目的, 提高了煤矿技术和管理水平。 关键词 刨煤机; 成套综采设备; 选型; 配套 中图分类号TD823 文献标识码 A 文章编号 1008- 8725200905- 0162- 03 Thin Coal Bed Working Surface Coal Plow Complete Set Synthesis Picks the Equipment Shaping and Necessary LI Ji Qitaihe Coal Vocational and Technical Training Iustitute, Qitaihe 154600, China Abstract Some coal mine thin coal bed working surface, uses the coal plow complete set synthesis to pick the equipment to carry on the shaping and necessary, improved the safety in production environment, has realized the high production highly effective goal, enhanced the coal mine technology and the management level. Key words coal plow; complete synthesis picks the equipment; shaping; necessary 0 前言 薄煤层工作面综采设备的配套要符合高产高效、 集中生 产、 集中控制的要求, 增大工作面设计长度, 合理设置刨深, 选用能刨割硬煤的刨煤机组, 提高刨煤速度, 相应地提高液 压支架的移架速度; 与大运量、 高强度的工作面输送机相匹 配, 运输巷道也采用长距离、 相应运量的带式输送机; 从设备 技术性能要求出发, 所选综采机械设备必须是技术先进、 性 能优良、 可靠性高, 同时各设备间要相互配套性好, 保持采运 平衡, 最大限度地发挥薄煤层综采优势。 1 刨煤机 该矿井设计年产量为 240 104t 根据煤层状况和地质条 件, 若使中厚煤层、 薄煤层合理交替开采, 并考虑一定的富裕 系数, 薄煤层综采工作面日产量应在 6 000 t 以上。根据日产 量要求, 平均日循环数为 130 个。据有关资料统计, 国外薄 煤层开机率一般在 70 95 。国内薄煤层开采设备, 因 此, 取开机率为 80 , 确定刨煤机的最低牵引速度为 088 m/ s, 最大牵引速度应为176 m/s, 刨煤机的功率为 160/315kW。 晓南矿煤质较硬, 煤层普氏系数 f 为 4左右。工作面超前压 绳的长度应略长于物体不稳定状态时的长度, 翻转时使吊钩 顺翻到方向移动, 避免物体倾倒后发生碰撞冲击。对工厂里 应充分利用行车的主、 副钩进行物体翻转。 物体吊运和翻转时, 应考虑到每个吊环、 节点承受的力 满足物体的总重量。对大直径薄壁型物体和大型长形构件 吊运时, 应注意所选择的吊点是否满足被吊物体整体刚度或 构件结构的局部强度、 刚度的要求, 通过临时加固或加辅助 吊点法, 防止起吊后物体发生整体变形或局部变形[ 3]。 4 吊点位置注意事项 1吊点是物体应力集中的地方, 因此吊点位置物体应 符合强度要求。 2物体起吊在力的作用下应有足够的刚度, 物体起吊 后不得产生塑性变形。 3 吊点之间的物体是受压杆件, 应有足够的强度。 4吊点位置应光滑圆整, 不得有对吊索产生切割等现 象, 否则应加以衬垫, 保护吊索。 5吊点位置在起吊过程中不得发生滑动现象, 否则应 提前加以防滑固定处理。 6 吊索各分支受力应均匀, 支间夹角一般不超过 90 , 最大也不得超过 120 。 5 结束语 在工厂里起吊工作是非常频繁、 技术性强的工作, 危险 性大, 必须互相配合、 协调, 起吊人员必须了解起吊安全知 识, 对起吊物体的重量、 重心、 外形有充分了解, 才能确定起 吊的吊点位置及捆扎方法, 对常规物件应有一种或几种合理 的吊运方法, 并制成制度落实, 尽量对物件制定相应的专用 吊装工具。对复杂物件的吊运方案应会同专业的起吊人员 分析制定。这样才能保证吊运的安全, 提高生产效率。 参考文献 [1] 杨文渊. 起重吊装技术手册 上、 下册 [ M] . 北京 人民交通出版 社, 1985. [2] 杨文渊. 起重吊装常用数据手册[ M] . 北京 人民交通出版社, 2001. [3] 安徽省劳动保护宣传教育中心. 起重作业安全技术[ C] . 安徽省 劳动保护宣传教育中心,2003. 责任编辑 吕瑶 收稿日期 2008- 12- 17; 修订日期 2009- 02- 27 作者简介 李季1966- , 女, 黑龙江七台河人, 工程师, 1988年毕业于黑龙江矿业学院矿山机械化专业, 七台河煤炭职业技术 培训学院从事技术工作。 第 28卷第 5 期 2009 年 5月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol28,No05 May, 2009 力显现较明显, 在采煤过程中易出现片帮现象。 结合工作面地质情况, 选用德国 DBT 公司 DBT- 9- 38ve/5. 7型刨煤机, 其主要技术参数如下 刨头长度 2 712 mm, 高度 800 2 060mm, 机械调整高度 250 300 mm; 刨深60 195 mm; 刨头运行速度为 1. 76 m/s 高速 和 088 m/ s 低 速 ; 三级直齿轮传动; 输入轴转速 1 480 r/min, 输出轴转速 699 928 r min; 电动机额定功率 160/ 315 kW。 , 冷却方式为 转子水冷; 生产能力 900 t/h。 刨煤机的控制是由 PROMOS 自动控制系统来完成的。 破碎机、 转载机、 刮板输送机、 刨煤机顺序启动后, 刨煤机的 位置及运动方向是由安装在刨煤机驱动装置上的传感器来 监测的, 传感器将其脉冲信号接收后, 发送给辅助控制器, 经 辅助控制器处理, 将其脉冲信号转变成计算机可显示的模拟 信号和数字信号, 通过显示屏显示出刨煤机的具体运动位置 及方向。刨煤机有两种速度往返刨煤, 刨头接近工作面两端 15 m 时要减速, 以减少运动惯性, 为终端停止作准备, 这样可 避免刨头运行到工作面端头时超出导轨而卡人驱动架, 因此 刨煤机采用双速电动机。刨煤机高低速的控制是由 PROMOS 程序控制的, 刨煤机到达终端则由终端感应开关控制。刨煤 机再次启动是由 PROMOS 延时启动程序设定的。通过以上 程序可使刨煤机在工作面自动地进行运行方向的往返切换 和运行速度的切换。 2 工作面可弯曲刮板输送机 刨煤机的实际生产能力比理论生产能力低, 因受设备开 机率和液压支架移架速度、 刮板输送机生产能力等因素影响 和高瓦斯矿井涌出量及通风条件制约, 牵引速度相应受限 制, 因此, 刮板输送机输送能力应达到 900 t/h。根据要求选 择了德国 DBT 公司 DBT- PF3/822 中双链封底板侧卸式重型 刮板输送机, 其主要技术参数如下 输送量 900 t/h; 刮板链速 1.32 m/ s; 功率 400/200 kW; 电压 1 140 V; 刮板链34 126 mm。 刮板输送机的监控是由 PROMOS 自动控制系统来完成 的, 在破碎机、 转载机启动后, 刮板输送机可以在自动工作方 式下启动。刮板输送机首先以低速启动, 再自动切换到高速 上。此种切换由磁力起动器完成, 启动后有 5 s的预警时间。 刮板输送机在最大的推移力 高系统液压 和规定的推进步 距下推进, 每 3 台支架上安装 1 台 PM4 控制器, 每台支架上 都配有电磁阀和推移行程测控杆, 即使在特硬煤层、 沿工作 面煤层硬度变化或含有夹矸的条件下, 也能保持既定的刨削 深度。当刨头通过后, 按照程序控制的距离推移刨头运行轨 道, 从而避免了卡刨。刨头在工作面两端自动反复刨削时, 用同样的程序控制方法来推移刨头运行轨道。这样既保证 了可通过遥控调整刨深又保持了工作面成一直线, 实现高效 刨煤。为防止刨头运行轨道下滑或弯曲, 在工作面两端运行 轨道和液压支架之间需安装分段锚固千斤顶。 3 转载机与破碎机 转载机强度要高应与带式输送机机尾能够整体自移。 经研究定制了 SZZ800/315型中双链桥式转载机, 其主要技术 参数如下 输送量为 1 800 t/h; 链速 1545 m/s; 电动机功率 315/160 kW, 电动机电压 1 140 V; 行星减速器传递功率 375 kW; 刮板链为中双链,34 126- C 型; 紧链方式为闸盘紧链 和伸缩机头辅助紧链。 PROMOS自动控制系统通过智能接口对转载机、 破碎机 终端开关进行控制和检测, 它的自动运行只能在主控制台上 控制。转载机和破碎机由一个智能接口控制。为提高经济 效益, 使刨煤机刨削下来的煤块相对于滚筒截割下来的煤块 率要高, 并减少块煤的损失, 溜槽底板应具有足够强度, 根据 以上需求, 选定了张家口煤矿机械有限公司的 PLMl60 型锤 式破碎机, 其主要技术参数如下 破碎能力为/th- 12 000 锤头冲击速度/ms- 120 破碎机质量kg16 245 最大输入块度长度不限 mm800 800 电动机功率kW160 电压 V660/1 140 4 液压支架 41 液压支架选取原则 支架为掩护式, 整体顶梁; 支架要具有高强度、 高工作阻 力、 高可靠性以适应薄煤层较大的顶板压力变化; 支架立柱 采用双伸缩立柱, 以获得较大的伸缩比, 适应较大的煤层厚 度变化; 采用分体式底座, 对底板有较大的适应性; 要有较高 的自动化程度, 自动完成降柱、 移架、 升柱、 推移输送机等工 作循环。 42 操作方式 考虑到薄煤层的全自动控制作业, 将引进的德国电液控 制系统PM4 控制单元 与我国的液压支架相结合。电液控 制系统采用了电子控制的先导阀、 先进可靠的压力和位移传 感技术、 灵活自由编程的微处理技术和红外遥感技术等现代 科技成果, 可实现成组移架、 推移输送机, 使液压支架的动作 自动连续进行, 移架速度提高, 移架循环时间可达到 7 9 s。 43 支架高度及支护强度 支架最大高度为 2. 3 m 煤层最大采高取 2m, 最小高度 13m; 支架支护强度为 0308 4 0411 2 MPa, 取 04 MPa; 支 架工作阻力 2 267 3 023 kN, 从液压支架长期使用结合井下 顶板压 力 的安 全 系 数来 考 虑, 取 5 200 kN。据 此 选 取 ZY5200/08/1 8D 液压支架, 其主要技术参数如下 支架高度 为 800/1 950 mm 带柱帽 和 800/1 800 mm不带柱帽 ; 支架 宽度 1 440/1 600 mm; 架间中心距 1 500 mm; 支架最大长度 5 200mm; 支架推移步距750 mm; 支护强度 046 079MPa; 底 座平均比压008 148MPa; 泵站压力 315 MPa; 支架初撑力 3 880 kN; 支架工作阻力5 200 kN。 在中央控制室有 1台 PM4 服务器, 它将 PROMOS 控制系 统传输来的数据处理后, 分别传输给 MCU 显示器和工作面 PM4 的串行接口, 从而指挥工作面的各 PM4 工作, 完成各种 指令。工作面的 PM4接口又将动作结果传输给 PM4 服务器 和MCU 显示器, MCU 显示器以图形的形式, 显示工作面支架 的行程、 立柱压力、 工作面输送机形状等多个信息, 从而在控 制室里就能方便地观察到工作面的当前情况。工作面每 3 台支架安装 1套 PM4, 控制过程是 PM4 接收服务器指令后, 经过逻辑分析, 发出信息给 PM4 驱动器, 驱动器再分别给支 架上的电磁先导阀加电, 使先导阀动作, 从而控制支架各种 动作。支架上装有压力传感器和行程传感器, 传感器将测试 值报给 PM4控制单元以便能够十分准确地进行定程推移, 实 现自动推移输送机、 降柱、 移架、 升柱等一系列动作。首采工 作面共设计配套了 148 个支架, 其中端头架 5 个, 支撑高度 18 32m; 过渡架 2 个, 支撑高度 13 195 m; 中间架 141 个, 支撑高度 13 195 m。 44 前端头增设辅助推移装置 机头处端头支架的推移力为 1 281 kN, 转载机、 破碎机、 输送机机头、 刨煤机机头与底板所需的推力为 1 085 38 kN。 考虑到设计安全系数为 145, 工作面底板一旦松软或凸凹不 平, 就可能造成推移困难及迟滞不动, 因此, 根据井下刨煤的 实际需要, 经过科学计算及设计, 在输送机机头的 3 个端头 支架中间处增设了两组辅助推移缸及连接耳板, 从而确保刨 煤机的推移输送机、 移架动作顺利进行。 5 乳化液泵 乳化液泵选择 GRB315/ 315型五柱塞泵和泵箱, 其技术 第 5期 李 季 薄煤层工作面刨煤机成套综采设备选型与配套 163 动力配煤几个主要煤质指标可加性的论证 孙 庶 黑龙江龙煤集团 辽宁公司, 黑龙江 哈尔滨 150000 摘 要 对配煤的几个主要煤质指标水分、 灰分、 硫分、 挥发份的可加性进行了理论分析, 认为其具有线性可加性, 又根据大量的实验数据, 应用数理统计的方法进行了统计分析, 进一步证明这几个指标具有线性可加性, 为配煤提 供了数学理论基础。 关键词 配煤; 线性可加性; 数理统计; 煤质指标 中图分类号TQ533 文献标识码 A 文章编号 1008- 8725200905- 0164- 03 Some of the Main Driving Force for Coal Blending Coal Quality Indicators Additive Demonstration SUN Shu Liaoning Company, Heilongjiang Longmei Group, Harbin 150000, China AbstractThis blending of the main indicators of coal quality water, ash, sulfur, the volatile additive theoret- i cal analysis, that its linear additive, according to a large number of experimental data, applications Statistical s of statistical analysis, further evidence of these indicators have linear additive for coal has provided the theoretical foundation of mathematics. Key words blending; linear additive; mathematical statistics; coal quality indicators 0 前言 目前大部分配煤是根据煤的水分、 灰分、 挥发分和发热 量等具有线性可加性对配煤的质量进行预测。但对此有人 提出了不同的观点, 认为配煤的这些指标并不具有很好的可 加性, 这就动摇了动力配煤的基本原理。文中对配煤的水 分、 灰分、 挥发份、 发热量这几个主要煤质指标的线性可加性 进行理论探讨, 并利用数理统计的方法根据大量的试验数据 参数如下 公称压力 315 MPa; 公称流量 315 L min; 曲轴转速 650 r/min; 柱塞直径 45 mm; 柱塞行程 66 mm; 柱塞数目 5 个; 电动机功率 200 kW; 外形尺寸 3 200 mm 1 235 mm 1 270 mm; 工作液为 3 5 乳化液。配套乳化液泵箱为 RX315/ 25B型, 公称压力 315 MPa, 公称流量 400 L min, 公称容积 2 500L。 6 喷雾泵及清水箱 根据刨煤机、 转载机水冷, 输送机工作面喷雾及支架架 间喷雾系统水流量为 320 L/rain、 压力 1 25 MPa 的要求, 选 择WPB 型喷雾泵和 QX360/30 型清水箱。 7 供电系统及设备 根据工作面的装机容量达 2 421 kW, 刨煤机和输送机功 率大的特点, 为提高工作面供电质量, 降低启动和正常电压 的损失, 采用了 25 kV 供电, 其余采用 1 140 kV 供电, 盘区采 用6 000 kV 供电。电器设备采用国产移动电站 KSGZY。- 1250/6000 型 2 台, KSGZY- 1 000/6000 型 1 台, 其中容量为 1 250 kVA 电站分别供刨煤机与输送机, 容量为 1 000 kVA 电 站供其余设备。在开关选择上, 矿方引进了KE1004 开关4 台, l台作为馈电保护开关 总开关, 2台分别控制刨煤机机头和 机尾, 1 台作为备用。同时, 设置 2 台 QJZ- 4 315/1140开关, 分别控制输送机和转载机, 另设 5 台 QJZ- 300/1140 开关, 分 别供 2 台乳化液泵、 2台喷雾泵、 破碎机、 煤电钻和照明用。 8 结束语 1刨煤机成套综采设备的使用, 改善了井下安全生产 环境, 有利于煤矿安全生产。工作面采煤时可实现计算机远 程控制, 人员在距工作面 150 m 外的主控室内操作, 工作面 内无人作业, 最大限度地减少了工人劳动强度和伤亡事故的 几率。落煤方式由以往滚筒采煤机旋转落煤, 改为刨煤机刨 削、 滑行落煤, 产尘量少, 再加上先进的消尘系统, 煤尘明显 降低。刨煤机体积小, 减少了通风阻力, 杜绝了滚筒采煤机 工作面上隅角瓦斯超限的现象, 从源头上改善了煤矿安全生 产环境。 2实现了高产高效目标, 为薄煤层合理回采开辟了一 条最佳的技术途径。刨煤机工作面单产高, 设备故障率低, 配件、 油品等材料耗量小、 用人少, 生产成本明显下降。由于 采用浅刨深多循环的落煤方式, 易于维护顶板, 没有顶底板 岩石混入现象, 减少了外在灰分混入, 煤炭质量明显提高。 3 提升了煤矿的技术和管理水平。全自动化刨煤机技 术的, 先进的技术必然带来最先进的管理, 使企业综合实力 为之增强。这一先进技术在提供高产高效成果的同时, 也使 矿井生产系统出现了很多新的不适应, 使采掘接续由宽松变 得紧张, 运输提升系统由畅通变成 瓶颈, 这样必然引发矿 井更大规模的技术改造和设备的更新换代。对矿井提升运 输系统进行技术改造, 提高矿井整体技术水平和生产能力。 参考文献 [1] 马伏波, 等. 我国刨煤机的发展和状况[ J] . 煤炭工程, 2007, 1 . [2] 乔红真, 等. 薄煤层开采综合机械化技术现状及发展[ J] . 煤炭 科学技术, 2004, 12 . [3] 王朝阳, 等. 薄煤层综合机械化开采工艺及配套设备的研究 [J] . 煤炭科学技术, 2005, 3 . 责任编辑 吕瑶 收稿日期 2008- 12- 17; 修订日期 2009- 02- 27 作者简介 孙庶1972- , 男, 黑龙江七台河人, 工程师, 1994年毕业于原黑龙江矿业学院选矿专业, 龙煤集团辽宁公司从事技 术工作。 第 28卷第 5 期 2009 年 5月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol28,No05 May, 2009