综采工作面倾向俯采开采技术研究与应1.doc

刘桥一矿大倾角综采工作面俯采（32）技术研究 大倾角综采工作面俯采32技术研究 皖北煤电集团公司刘桥一矿 刘桥一矿生产技术部 2008-11-26 一、项目主要研究内容 1、综采工作面开采方案设计。对本区域的地质条件进行综合分析，经过技术论证和方案比较，提出可行性开采方案。 2、 综采工作面的主要设备选型、生产系统的研究。 3、综采工作面俯斜长壁开采的主要工艺，采取的主要安全技术措施的研究。 4、663综采工作面倾斜俯采（32）开采工业性实验，工业性实验目标及目标的完成情况的分析。 5、 综采工作面倾斜俯采（32）开采的经济效益分析。 二、成果简介 1、 改变割煤方式，变双向割煤为单向割煤，空刀返回装煤，再辅以人工清理浮煤，有效地解决了大俯采工作面煤机割、装困难的问题。 2、 移架过程中，实行前立柱少降、后立柱跟顶的带压擦顶移架方式，有效防止了支架向煤壁倾倒现象的发生。 3、 利用单体压车、锚链吊车，解决了大俯采抵车困难问题。 4、 两巷老塘管理，采用密集柱、挑棚、挡矸帘和顶板分段不退锚，杜绝了老塘窜矸、滚矸伤人事故发生。 5、 通过设置防飞矸装置、皮带阻尼器，挡煤板等措施，防止了机巷运煤系统飞矸伤人，皮带飞车现象的发生。 6、 通过对 “三机”与液压支架的受力分析，结合现场使用情况，提出大俯采综采工作面对综采设备的技术要求，和需要改进的技术参数。 7、 使用普通综采设备试验完成大倾角俯采（32）回采项目，并取得了节约支出费用749.79万元，多回收煤炭资源1.77万吨的显著经济效果，为类似地质条件下综采开采提供了借鉴经验，具有广泛的推广和应用价值 附项目主要完成人员名单 邓西清 刘汉喜 杨永林 贝庆丰 陈秀友 王宝 王健 刘世忠 陈华育 丁三红 吴徇 周宗业 王爱华 姜鹏 目 录 1 概述1 1.1 引言1 1.2 项目主要研究内容2 2 综采工作面倾斜俯采（32）开采的可行性分析3 2.1 综采工作面倾斜俯采发展现状3 2.2 综采工作面倾斜俯采32开采的可行性分析4 2.3 综采工作面倾斜俯采32开采的技术关键10 2.4 工作面倾斜俯采（32）开采的技术保证11 2.5 小结12 3 综采工作面的设备选型及生产系统12 3.1 设备选型12 3.2 主要生产系统19 3.3 小结20 4 综采工作面倾斜俯采（32）开采工艺研究21 4.1 综采工作面倾斜俯采（32）开采工艺及参数分析21 4.2 小结27 5 综采工作面倾斜俯采（32）开采的工业性试验28 5.1 综采工作面倾斜俯采（32）开采的工业性试验方案的实施28 5.2 劳动组织30 5.3 现场管理33 5.4 实施分析42 5.5 小结44 6 综采工作面倾斜俯采（32）采场矿压显现规律44 6.1 目的、内容、方法及测区布置44 6.2 工作面回采期间两巷变形规律分析48 6.3 工作面矿压显现规律50 6.4 小结56 7 工业性试验目标完成情况57 7.1 工业性试验目标57 7.2 工业性试验目标完成情况57 7.3 配套设备及技术措施与地质条件变化的适应情况58 7.4 小结59 8 综采工作面俯采（32）开采的经济社会效益分析59 8.1 经济效益分析59 8.2 社会效益61 9 结论与建议62 69 1 概述 1.1 引言 刘桥一矿隶属皖北煤电集团公司，坐落在安徽省濉溪县刘桥镇境内，东北距淮北市约12km,东距濉溪县约7km。井田呈北东---南西方向搌布，矿井走向长7 km，倾向宽1.5～2.0 km，1981年5月投产时设计生产能力 45万t/a, 1985年、2004年矿井经过两次改扩建，现矿井核定生产能力达到140万t/a。 井田内有铁路专用线至濉溪站转接京沪、陇海和京九三大干线，通往全国各地。南部有濉永（濉溪--永城）公路通过本矿，铁路、公路构成了本矿便利的交通条件，区内一片平原，公路四通八达，交通十分便利。 本矿井含煤地层为二叠系下统山西组和下石盒组（上石盒子组无可采煤层，不做研究对象）。含煤地层厚336.12m，含八个煤层（组），含煤1017层。煤层总厚为6.85 m。可采或局部可采煤层平均总厚度5.6 m，占煤层总厚的81.8﹪。其中4、6煤层为主要可采煤层，平均总厚度4.68 m占可采煤层总厚度的83.6﹪。 本矿地下水含水层（组）有4个，自上而下分别为第四系孔隙水含水层（组）、煤系砂岩裂隙水含水层（组）、太灰岩溶水含水层（组）、奥灰岩溶水含水层组。 6煤底至太灰顶正常间距为52.03m，岩性以海相泥岩为主，致密完整，裂隙不发育，隔水性较好，一般情况下太灰水与八含水之间不会发生直接的水力联系，除非由构造导通。 水平划分和标高共划分两个水平，一水平总回风巷水平标高-135米，运输水平标高-330米；二水平南翼-400米，运输水平标高-400米，以两条暗斜井延伸至南翼二水平；二水平北翼-540米至-600米，运输水平标高-540米。现一水平、南翼二水平均已回采完毕。 北翼二水平现在正在回采的采区有II64、II46、66采区，正在准备的采区有II66、46两个采区。其中II64采区回采工作已接近尾声。 663综采工作面是我矿66采区的第一个综采面，66采区下通-540水平大巷，上连地面北风井。采区内煤层倾角较大，在14～32，平均20，煤层赋存基本稳定。但由于断层及保护煤柱的关系，该采区的右翼可布置的工作面很少，663综采工作面是首采面。针对该采区的右翼地质条件情况，矿上经过反复论证，技术经济比较，布置一个俯斜长壁综采面是比较合理的。我矿综采开采的时间虽不长，但我矿在2006年使用综采回采之初，就在II46采区的II465综采工作面进行了走向俯采的回采工作，并取得了很好的经济与社会效益。II465工作面走向俯采角度在3～22，平均10，为我们回采663积累了技术与管理经验。 663综采工作面采用俯斜长壁布置，具有以下优点①面内储量比走向炮采布置大3～4倍；②系统简单，巷道掘进工程量少；③回采安全。④该项目的研究，具有极大的推广意义，对刘桥一矿、皖北煤电集团公司乃至全国类似地质条件下综采开采将产生重大的经济和社会效益。 1.2 项目主要研究内容 1、 综采工作面开采方案设计。对本区域的地质条件进行综合分析，经过技术论证和方案比较，提出可行性开采方案。 2、 综采工作面的主要设备选型、生产系统的研究。 3、 综采工作面俯斜长壁开采的主要工艺，采取的主要安全技术措施的研究。 4、 663综采工作面倾斜俯采（32）开采工业性实验，工业性实验目标及目标的完成情况的分析。 5、 综采工作面倾斜俯采（32）开采的经济效益分析。 2 综采工作面倾斜俯采（32）开采的可行性分析 2.1综采工作面倾斜俯采发展现状 1975年我国开始采用倾斜长壁采煤法。实践证明，在一定的地质开采技术条件下，技术经济效益比较显著。目前已有100多个矿井采用倾斜长壁采煤法，如松藻打通一矿、西山东曲矿、潞安漳村矿、华神集团大柳塔矿等。鸡西矿区小恒山矿通过采用加高滚筒滑靴的措施，在煤层倾角17左右时，取得了较好的效果。1997年，大同矿务局云岗矿8706工作面综采工作面俯斜（24）开采技术的成功，为我国综采俯采大倾角工作面的开采开创了先河。2004年徐州矿务集团公司庞庄煤矿7509综采工作面走向俯采（29）开采成功，又把该项技术向前推进了一步。我们皖北矿务局百善矿从70年代开始采用综采设备，是集团公司最早使用综采的一个矿，其他矿则在21世纪初开始使用。而刘桥一矿是在2006年下半年开始投入综采采煤的，到目前还不满两年的时间，但是矿井开采已进入深部，地质条件复杂，机械化开采难度加大。为此，研究特殊地质条件下的开采方法，多回收煤炭资源，延长矿井的服务年限，提高矿井的机械化程度，对我矿及其他矿井都是极为重要的。 2.2综采工作面倾斜俯采32开采的可行性分析 2.2.1 综采工作面倾斜俯采32开采的地质概况 663工作面为66采区设计的第1个工作面，风巷贴近刘桥镇保护煤柱，机巷上部为待开采区，北部靠近-380运输石门，切眼靠近煤层露头防水隔离煤柱。该面回采上限为-150m, 下限为-360m,工作面走向宽200m，倾向长平均670m ,地质储量54.2万t,可采储量51.5万t。该工作面分为里外段布置，里段切眼长130m，外段切眼长70m，两切眼相距142m。当里段回采至外段切眼时，工作面与外切眼再实行对接，继续向前推进。 勘探线8--9线、910、10线线二维地震线D5线穿过该面；面内及附近有85-1、U43、U46钻孔。 地表地势平坦，标高31.6m。相应地面有刘钟公路及王引河从该面上部穿过，刘桥镇、小街孜村庄位于工作面内，其余为农田。据85-1、U46、U43资料分析,该设计工作面煤厚在1.3～3.7m之间,平均在2.8m,煤层倾角为14～32，平均20。 煤层黑色，半亮～光亮型，块状及碎块状为主，少许粉末状，层理清晰，干燥，无夹矸。该面直接顶为灰～深灰色粉砂岩，块状，含植物化石，局部为泥岩，厚3.7米；老顶为浅灰色，中粒砂岩，平行层里，成分为石英、长石，平均厚15.4米。其上为砂质泥岩，局部为粗砂岩，厚13.8米；直接底为深灰色砂质泥岩～泥岩，块状，厚5.6米。该面直接顶受两处断层影响，裂隙发育，破碎易冒。直接顶属二类中等稳定顶板，老顶来压不明显。工作面沿倾向布置，回采时俯采角度较大，两巷回柱安全威胁较大，应加强密集支柱的使用和回柱挡矸。工作面煤层柱状图见图21。 2.2.2 倾斜俯采（32）综采和炮采开采方案的技术比较 根据开采区域及663工作面地质资料，663综采工作面切眼靠近矿井边界的煤层露头线，风巷紧邻刘桥镇保护煤柱，机巷上方紧邻两断层（F4∠70H20m、DF5∠70H0～8m）。里切眼向外的175米，倾角在26～32，再向外的175米，倾角为19～23，其余至收作线的320米，平均倾角在16～17。机巷铺设一段50米长的溜子道及500长的皮带，飞矸严重，威胁机巷上下人员的安全。显然，这样大的俯采角度，采用炮采工艺进行回采难度较大，另外煤炭丢失严重，造成资源浪费。采用综采开采，这样大的俯采角度，虽可进行回采，人员安全上有保障，但推进速度受限制。下面就两种采煤方法进行技术分析，选择一种适合该面倾斜俯采（32）开采要求的安全、高效、合理的开采方法（663综采工作面巷道布置见图22）。 方案一倾斜俯采（32）采用炮采工艺开采 663工作面里段切眼至F663-1断层180∠42H3.0m处，使用炮采开采，外段使用综采。炮采不仅工人劳动强度大，另外俯采角度大，单体支柱无法解决老塘窜矸问题。大块矸石冲击，单体液压支柱易失稳，安全无法保证。 663里段工作面炮采巷道布置图见图23。 方案二综采回采 663综采工作面安装之前，通过巷道的揭露情况，针对倾斜回采进行可行性分析和技术论证，分析煤机、运输机、液压支架等综采设备的受力情况及理论计算，提出可行性的改造措施，改进原来的综采工艺，直接进行综采回采。 方案一、二优缺点比较见表2---1。 表21 技术方案比较 方案比 较内容 方案一 方案二 优 点 1、采用炮采回采工艺简单； 2、技术管理难度小。 1.少掘130米的切眼； 2.减少搬家次数； 3.生产具有连续性； 4.能保证矿生产任务完成； 5.安全性好； 6.社会、经济效益显著 缺 点 1、 增加130米切眼工程量； 2、 增加炮采装面、收面的工作量； 3、 工作面俯采角度大，容易窜矸，安全威胁极大； 4、劳动强度大，效率低，资源回收率低。 1、 大倾角32）俯采是新课题，需要做大量的研究论证工作。 2、 回采工艺复杂； 3、 技术管理难度较大； 4、 设备维修量大。 综合上述方案比较，基于采区实际地质情况，又有我矿在II465综采工作面走向俯采（3～22，平均10）的回采经验，及一支攻坚克难的技术、管理及职工队伍，集团公司及矿经过多方权衡，一致推荐采用方案二，即663综采工作面倾斜俯采（32）回采作为本工作面布置和开采的选用方案。 663工作面煤岩层综合柱状图 比例尺1500 图21 2.3综采工作面倾斜俯采32开采的技术关键 工作面沿倾斜方向推进，角度越大，设备出现不稳定问题，系统各环节故障发生率越高，运行时间下降，降低整个系统的可靠性、安全性。用于工作面的能耗越少，支架、运输机及煤机的防滑倒问题、问题越突出，综采能力越受到限制。另外，架间窜矸、两巷回柱问题也是大俯采工作面要解决的主要问题。 2.3.1 综采工作面俯斜长壁回采的地质条件要求 是否布置成俯斜长壁工作面主要考虑煤层倾角的大小，其次考虑地质构造特点，着重于断层的分布规律并保证工作面有足够的连续推进长度。按目前的设备条件，俯斜长壁采煤法主要适用于倾角在12以下的煤层。当对工作面设备采取有效的技术措施后，可应用于12～17的煤层。当煤层倾角在20左右时，回采的难度加大，目前也只有少数矿井应用，技术、装备都有待于改进。对于倾斜和斜交断层较多的区域，能大致划分成较为规则分带的情况下，可采用俯斜长壁采煤法或伪倾斜长壁采煤法。 2.3.2 综采工作面俯斜长壁开采对设备条件的要求 设备可靠性要强；支架的防漏矸、窜矸的性能要强，要求掩护梁应具有良好的掩护性和承载性，并应具备良好的调向、升降、推移性能及侧向调节机构，立柱及千斤顶应保证完好；输送机的性能要好，最好使用双中心链输送机，以保证链条受力均匀；采煤机的性能要好，防止俯斜角度过大而出现漏油现象。 2.3.3 煤层倾角与工作面产量和系统可靠性的关系 根据有关的资料统计分析，倾斜长壁俯采工作面煤层倾角、工作面长度与工作面产量和系统有效度间的相关关系如下 ⑴俯采角度12以下煤层，系统有效度大于75﹪，月产量大于6万t，各设备处于稳定状态。 ⑵煤层倾角为12～17时，系统有效度下降速度加快。当对工艺系统各环节采取一定措施后，系统有效度仍在70﹪，月产量大于5万t左右，各设备处于基本稳定状态 ⑶煤层倾角大于17时，系统有效度和月产量下降较快，系统各环节故障明显上升，面内“三机”向煤壁侧倾斜严重，严重影响工作面回采安全与月产量。 2.3.4 663工作面俯斜长壁开采的适应性分析 663工作面直接顶属于3类稳定顶板，老顶来压明显，煤层厚度在1.3～3.7m，平均2.8m，无夹矸，面内存在断层4条，落差在1.0m～3.0m；煤层倾角在14～32，平均20。综上分析，663工作面的顶板、煤层厚度及设备条件基本能满足俯斜开采的要求。但由于倾角较大，必须采取改进工艺及必要的安全技术措施才能实现安全回采。 2.4工作面俯斜（32）长壁开采的组织、技术保证 2.4.1 组织保证 组织管理是保证倾斜开采成功的关键，为此矿成立了以总工程师为组长的课题组，负责倾斜俯采（32）开采的设计、施工组织和现场实施工作，各生产辅助单位全面配合。生产技术部负责该工作面地质条件的分析及设备选型及技术管理、工程质量的监督和矿压的监测；并负责指导采煤一区制定施工方案、施工工艺和现场的操作。 2.4.2 技术保证 首先查找、搜集国内外倾斜长壁开采的成功经验，对该工作面的地质条件进行详细的分析研究，编制切实可行的施工设计、施工技术措施，选择有开采大倾角经验的工程技术人员现场把关。同时，将所需倾斜开采的设备配齐，保证仪器仪表的灵敏可靠，从设计、施工、检查各方面进行监控，从技术上提供安全生产的保证。 2.5小结 通过分析煤层倾角与工作面产量和系统可靠性的关系，结合该采区的地质条件，经过综采与炮采开采方案的技术比较，分析综采开采应具备的地质因素和设备的满足条件。在技术及设备条件上是可行的，基于我矿在II465综采工作面走向俯采（3～22）开采的成功经验及有一支高素质的能在特殊条件下进行综采开采的工程技术人员和职工队伍，有充分的组织及技术保障，经矿领导及技术会议讨论，一致推荐663综采工作面采用俯斜长壁采煤法作为本工作面开采的选用方案。 3 综采工作面的设备选型及生产系统 3.1设备选型 综采设备选型是依据煤层赋存条件和矿井生产技术条件，选择合理的、配套设备，使设备能力得到充分的发挥，最大程度的实现高产高效。因此设备选型前必须了解煤层赋存条件对设备选型的影响，同时要重点解决工作面“三机”、液压支架性能配套。煤层赋存条件包括煤层厚度、倾角、顶底板岩性、煤层埋藏范围及深度、煤层数目、层间距、煤层结构、煤层硬度、含水量、含瓦斯量、煤尘爆炸危险等。 3.1.1 采煤机的选型 采煤机械选型的原则是符合煤层赋存条件，满足生产能力的要求，以及与运输机和液压支架的匹配要求。 一般来说，煤层硬度、层厚、倾角等采煤机选型和参数确定有影响，煤层厚度主要以下列参数选择采煤机工作的最小结构高度、调高范围及装机功率，采煤机机身高度及过机空间；煤层硬度是选择煤机功率的主要因素。滚筒式采煤机适用地质条件较宽，它可以用来开采各种不同硬度（f＜4）的缓倾斜或急倾斜煤层。中等硬度f1.8～2.5时宜采用中等功率的采煤机，中硬以上及粘煤f＜2.5～4时，宜采用中等功率的采煤机。采煤机的功率主要取决于煤层硬度、开采厚度、牵引速度和工作机构类型，因采煤机电机功率目前尚无可靠的计算方法，只能采用类比法近似地确定采煤机功率。 663工作面煤层为山西组6煤，硬度f＜2.5，属于中硬煤层，煤层厚度为1.3～3.7m，平均2.8 m，煤层倾角14～32，平均20，工作面生产能力为200～300t/h.根据工作面的煤质硬度、采高和生产能力要求，参考同类型采煤机使用资料，参照综采工作面煤机的主要技术特征表，选用MG150/375-w型无链牵引采煤机，该煤机的主要技术特征见表3-1 表3-1 采煤机主要技术特征 类 别 参 数 类 别 参 数 型 号 MG150/375-WW1 滚筒直径 1.6m 牵引方式 液压无链牵引 截深 600mm 电机功率 1502KW 适应工作面倾角 ≤35 额定电压 1140V 适应煤层厚度 1.8～3.6m 电机型号 YBCS4-150B 生产能力 700t/h 牵引速度 0～6.1m/min 滚筒水平中心距 8610mm 机身长度 5450mm 机身高度 980mm 重量 21.7t 牵引力 325KN 3.1.2 支架的选型 液压支架的选型原则支护强度与采煤面矿压相适应，支架结构与煤层赋存条件相适应，支护断面与通风要求相适应，支架与煤机、运输机等设备相匹配。 煤层厚度、倾角、硬度及围岩性质等对支架的选型、支护强度的确定及结构参数和形式的选择等都有影响。煤层厚度对支架的结构、伸缩比和支护强度有一定的影响，中厚煤层是综采机械化开采的最有利条件，我国生产的综采支架成套设备可以满足该厚煤层的要求，当煤层厚度大于2.5米，顶板有侧向推力或水平推力时，应选用抗扭能力强的支架。煤层有片帮显现，特别是煤层厚度大于3.0米，大采高工作面的支架应装有防片帮装置，煤层厚度变化时，应选择调高范围较大的支架，一般来说，煤层厚度越大，支架支护强度越高，如表3-2。为了提高支架可靠性，当前国内外生产的液压支架支护强度都高于表中所列数据。 表3-2 煤层厚度与支架支护强度的关系 国 别 项 目 单 位 煤 层 厚 度 与 支架 支 护 强度的关系 德国 采 厚 支护强度 m kpa 1 120 2 240 3 360 4 480 5 540 日本 采 厚 支护强度 m kpa 1 150 2 239 3 345 英国 采 厚 支护强度 m kpa ＜0.9 ＜140 0.9～2.0 ＜260 ＞2.0 ＞340 中国 采 厚 支护强度 m kpa ＜1.3 ＜200 1.3～3.2 200～360 ＞3.2 ＞360 煤层倾角直接影响支架稳定性，倾角增大，支架倾倒、下滑现象均会发生，必须采取防到、防滑措施。综采最有利的倾角为0～12，现有的采煤机械化设备都可以成功地在此条件下沿走向或倾向工作。 顶板的稳定性决定着所选支架的支护强度及架型，或者说支架选型是否合理取决于支架与围岩相互作用关系，并直接影响着综采面经济效益。实践表明，不同类级的顶板综采矿压特点不同，对支架设计的要求也不同，依据我国主要矿区不同类级顶板矿压特点，其合理液压支架型式可按表3-3所列参数选择。 表3-3 顶板稳定性与液压支架选型的关系 直 接 顶 特 征 稳定程度 不稳定 中等稳定 稳定 坚硬 岩层 页岩、砂页岩 泥页岩、砂页岩 砂页岩、页岩 砂岩、砾岩 直接顶（倍） 采高 N＞3～5 0.5＜N≤3～5 0.5＜N≤3～5 或N≤0.5 N＜0.5 老 顶 特 征 来压分级 Ⅰ缓和 Ⅱ明显 Ⅲ强烈 Ⅳ剧烈 初次来压步距m ＜25 25～50 ＞50或25～50 ＞50 周期来压步距m ＜7 7～15 16～25 ＞25 动载系数 ＜1.2 1.21～1.5 1.51～1.8 ＞1.8 煤层 特征 采高（m） 约2.7 2.5 3～4 ＜2.5 ＞2.5 ＜2.5 倾角（） ＜14 ＜12 ＜18 ＜12 ＜12 ＜12 架型 结构特点 短托梁 掩护支架 柱支顶梁 掩护支架 支撑式支架 支撑掩护支架 支撑掩护支架 强力支架 适应顶板类级 Ⅰ～Ⅱ1～2 Ⅱ2 Ⅱ～Ⅲ2～3 Ⅲ～Ⅳ3～4 底板岩石组成、结构及岩石力学性质也是支架选型不可忽视的条件，也是影响综采生产能力的重要因素。我国鸡西小恒山矿一综采工作面底板为松软的碳质页岩及薄煤互层，抗压能力小，使用（4280t）垛式支架，出现座箱一端偏斜压入底板，支架移动困难。根据我国煤层底板岩石抗压强度，对于不同底板，选用不同的架型，对适应不同底板类别的液压支架的设计要求见表3-4 表3-4 不同底板条件下使用的架型 岩石 松软粘土岩、页岩 （或松软煤层） 较软粘土岩、页 岩等（或煤） 一般软粘土岩、页岩、砂页岩（煤） 抗压强度Mpa ＜2.0 ＞2.0 ＞4.0 架型 掩护式支架 （短顶梁、柱支顶梁） 掩护式支架 支撑掩护式支架 支撑及强力支撑式 支撑掩护式支架 663工作面煤层厚度为1.3～3.7m,平均2.8m,直接顶为灰～深灰色粉砂岩，块状，含植物化石，局部为泥岩，厚3.7米；老顶为浅灰色，中粒砂岩，平行层里，成分为石英、长石，平均厚15.4米。其上为砂质泥岩，局部为粗砂岩，厚13.8米；直接底为深灰色砂质泥岩～泥岩，块状，厚5.6米。该面直接顶受两处断层影响，裂隙发育，破碎易冒。直接顶属二类中等稳定顶板，老顶来压不明显。综合该面的煤层、顶底板和采区的地质条件，结合我集团公司的生产设备，选用ZZ4000/17/35型支撑掩护式液压支架，该支架的主要技术参数见表3-5。 表3-5 液压支架主要技术特征 类 别 参 数 类 别 参 数 型号 ZZ4000-17/35 操作方式 本架或临架 架型 支撑掩护式 支架中心距 1.5 工作阻力 4000KN； 支架支护面积 4.9～5.1 初撑力 3510 支架推溜力 141.8KN 支架移架力 243KN 供液压力 31.5 移架步距 700mm 支架重量 13.889t 支护强度 0.73～0.78 顶底板比压 3.04～3.65 3.1.3 刮板输送机的选型 工作面刮板输送机的选型原则是保证采煤面落煤的生产能力，同时根据综采工作面“三机”的配套要求（1）几何关系的配套包括工作面的纵剖面内配套和横剖面内的配套；（2）性能配套解决设备性能相互间的制约，充分发挥设备性能；（3）生产能力配套；（4）寿命配套选择匹配适用的输送机。 663工作面输送机的选择就是根据以上采煤机和液压支架的配套关系选择SGZ730/400型输送机，该机的主要技术特征见表3-6 表3-6 刮板输送机主要技术特征 类 别 参 数 类 别 参 数 型号 SGZ730/400 刮板破断力 F＞920KN 出厂长度 200m 刮板链规格 2692（Φd x t） 生产能力 800t/h 装机功率 2200kw 刮板链速 1.1m/s 冷却方式 水冷 刮板链间距 920mm 刮板形式 中心链 3.1.4 辅助系统的选择 在综采工作面平巷内配有运输、乳化液泵站、信号通讯装置及配电设备，这些设备也与工作面“三机”一起组成配套设备，保证综采面的生产能力。 ⑴转载机选择663工作面转载机是按与输送机能力的配套和与皮带机的连接装置考虑，选用SZZ764/200型桥式转载机，主要技术特征见表3-7 表3-7 转载机主要技术特征 类 别 参 数 类 别 参 数 型 号 SZZ764/200 刮板链速 1.4m/min 输送能力 1000 t/h 破断力 920KN 出厂长度 50 m 电机功率 200kw 额定电压 1140V 刮板链规格 Φ26x92-C （2）运输设备的选择 663工作面机巷运输设备是按工作面的输送能力400t/h及巷道条件来选型。为了保证663综采工作面大俯采安全顺利回采，在工作面安装了配套的综采设备，在机巷从里至外依次安装有40T链板机2部、搪瓷溜子50米、SZZ764/200桥式转载破碎机一部、SSJ1000/2X110可伸缩胶带输送机一部，以适应运输条件。40T链板机、SSJ1000/2X110可伸缩胶带输送机的主要技术特征见表3-8、3-9 表3-8 40T链板机的主要技术特征 类 别 参 数 类 别 参 数 型 号 SGW-40T 刮板链速 0.86m/s 输送能力 150t/h 破断力 320KN 出厂长度 100m 电机功率 40KW 表3-9 SSJ1000/2X110可伸缩胶带输送机主要技术特征 类 别 参 数 类 别 参 数 型 号 SSJ1000/2X110 带 宽 1000mm 输送能力 700-900 t/h 破断力 1319.5KN/m 带 速 2.5 m/s 电机功率 110KW 额定电压 660v 3 乳化液泵站的选择乳化液泵站的选择是根据泵站输出液体压力、液压支架额定工作压力的需要，额定流量对支架的满足情况，泵站电机的电压等级、乳化液箱的容量等考虑，663工作面泵站选用与支架配套泵站BRW250/31.5型，其特征见表3-10 表3-10 支架配套泵站主要技术特征 类 别 参 数 类 别 参 数 型号 BRW250/31.5 进水压力 常压 额定工作压力 31.5Mpa 曲轴转速 660r/min 额定流量 250L/min 柱塞直径 40mm 电机功率 160KW 柱塞行程 74 mm 电压 1140V 特点 自动配比和自动控制水量 两泵一箱 一台工作一台备用 1 其他设备 用于663综采工作面供电的配电装置采用防爆型矿用移动变电站，低压电器设备按电网电压和额定电流及用电设备的工作电流等一律选用了隔爆型开关。通讯、信号、控制系统是工作面现代化工具，663工作面机巷采用BX-2.5型综合保护装置来保证通讯与照明，工作面切眼选用kDD型矿用大功率通讯设备，它具有通讯、预警、照明、闭锁设备等功能。 3.2主要生产系统 3.1.3 运煤系统 663工作面→663机巷→-380运输石门→六采区运输上山→六采区煤仓→-540集中皮带机巷→北翼二水平煤仓→北翼主暗斜井→一水平煤仓→主井→地面 3.1.4 材料和设备运输系统 （1） 进料系统 地面→副井→一水平井底车场→北翼副暗斜井→-540大巷→六采区轨道上山→-380轨道石门→663风巷进料眼→663风巷 （2） 出料系统 ①风巷出料路线与进料路线相反； ②机巷出料 663机巷→663机巷提料眼→-380运输石门→六采区轨道上山→-540大巷→北翼副暗斜井→一水平井底车场→副井→地面 3.1.5 供电系统 663工作面663综采工作面设备供电分两组 第一组设备列车处有二台KBSGZY-1000/6移动变电站，其高压6KV均来自六六采区变电所，移动变电站输出电压均为1140V。 一台作为采煤机、转载机、乳化液泵站（1台）、喷雾泵（1台）供电电源；另一台作为工作面运输机、乳化液泵站（1台）、喷雾泵（1台）、破碎机供电电源。 第二组来自六六采区变电所输出电压660V，一路作为皮带机、拉紧绞车供电电源；调度绞车、链板机等的供电电源。 3.1.6 通风系统 地面新鲜风流→北风井→北风井进风下山→－380轨道石门→663风巷进料眼→663风巷→663工作面→663机巷→－380运输石门→六采区运输上山→六采区回风巷→Ⅱ水平总回→Ⅱ46总回→北翼东总回→总回风上山→回风石门→中央风井→地面。 3.3小结 通过对663综采工作面地质条件的分析及设备的配套选型关系，结合集团公司的现有设备情况，663综采工作面选用了MG150/375-W双滚筒采煤机， SGZ730/400输送机输、ZZ4000/17/35型支架，机巷两部SGB-620/40链板机、SZZ764/200转载机至机巷SSJ1000/2110带式输送机。这些设备的选型保证了工作面的生产能力，提高了设备的利用率，为该面的安全生产、高产高效提供了保证。 表3-11 663工作面设备配备表 序号 设 备 名 称 规 格、 型 号 单 位 数 量 使用地点 1 采煤机 MG150/375-W 台 1 工作面 2 端头支架 ZZ4400/17/35 架 6 工作面 3 中部支架 ZZ4000/17/35 架 127 工作面 4 刮板输送机 SGZ730/400 部 1 工作面 5 链板机 SGB-620/40 部 2 机巷 6 转载机 SZZ764/200 部 1 机巷 7 破碎机 PLM1000 部 1 机巷 8 可伸缩带式输送机 SSJ1000/2X110 部 1 机巷 9 乳化液泵站 BRW250/31.5 2泵1箱 机巷 开关列车 1 机巷 4 综采工作面俯斜（32）长壁开采工艺研究 4.1 综采工作面俯斜（32）长壁开采工艺及参数分析 4.1.1 采煤机的受力分析 采煤机在俯斜工作面中工作时，机身和滚筒的重力对位于输送机靠采空区侧的导向装置0产生一个转矩，而滚筒在截割中的轴向阻力和滑靴反力对0点侧产生一个转矩，同时机身和滚筒重力沿煤层层面的分力，有使采煤机滑向煤壁的趋势，这个力由导向装置、煤壁和输送机各部件的摩擦阻力相平衡。由此可见，采煤机在俯采工作面中工作时，向煤壁一侧的转矩和沿层面上的分力，对导向装置产生有害的影