综合机械化采煤工作面合理长度的确定.pdf

第 1 3卷 第 2期 1 9 9 4年 6月 山 东矿业学院学报 J OURNAL OF SHANDONG M I NI NG 1 N3 - I TUTE V0l ，l 3 2 J u n ． 1 9 9 4 综 合机械化采煤工作 面合理长度 的确定 ／ 扛 1 孟 宪 法 魏 恒 泰 L ／ 李 世 全 磊 丽 庄 蠼 矿 陟 摘 要 用 工 时 消 耗 研 究 方 法 探 讨 1 综 台 机 械 化 束 煤 工 作 面 台 理 长 度 的 确 定 ， 并 用 极 值 原 理 证 明 1端 部进 刀 方 式比 中部进 刀 方式 有较 高的 盎济 让 果。 苎 ．． 液 竖型 兰 自 由 词 综 各 机 械 化 束 煤 工 作 面 ， 中 图 分 娄 号 8 2 2 l r z 弓 7 1 产煤量与综采面长 度间的函数关系 综 采面产煤 量与长度间的函数关 系可 用下 列方 程表示 0 L一 上 。 吨 ／日 1 f l f j { f l f ． f f l hl l } 回 风 巷 日 J 转 挡煤板 一 一 j 自 一 m 一 女 输 送 机 腰 1 端 部分 斜 切进 刀工 艺流 程图 收稿 日期 1 9 9 3 一l 1 5 3 8 式 中 L 综采 面长度 ， 米 ； 6 循环进 度 ， 米 ； 采高 ， 米 ； 昼夜 循 环次 数 ； 煤 的 容重 ． 吨 ／ 米 m． 工作 面回采率。 而昼 夜循 环次 数 由下式 确定 ； N 一 6 0 A 丁 一 n t 一 f ／ 丁 2 式 巾 A 开 机率 ， 指综 采面 纯 采煤 时间 占可 利用 时间的 比值 ； 丁 昼夜制度工 作小时数 ， 小 时 昼夜 采煤 班数 ， “ 三八 ” 制取 2 ， “ 四六 ” 制 取 3 ； 每班 准 备结 束作业 时间 ， 小 时 ； 准 备班 时 间 ， 小 时 ； To 完 成 一个 循 环 所 需 总 时 间 ． 分 。 这 里 ， 完 成一个循 环所 需总 时间． 与采煤机 进 刀 方式 有关。 1 ． 1 端部斜切进 刀方式 双 滚筒采煤 机采用端部斜 切进刀 时的工艺流 维普资讯 笨2期 孟 宪法等 综 合机 械化采煤工 作面合理 长度 的确定 l 2 5 弹及工时 消耗 纽成 如图 1 所示 由图 l可知 完成一 个循 环所 需总的时 间消耗 为 T． 一 ， l 3 ， 一 5一 ， ， 7 ， 分 3 式 _ 1 】 f 一 采燃机 位于 同风巷时 ． 调 滚 简及翻转档 煤板的 时 间， 分 ； t Z 一 采蝉 机斜 切进 刀 时 问 ， 分 ； 推 移斜切段刮板输 送机 时问 并调节 滚筒及翻 转档煤 板 ． 分 ； ， 一采煤机 割 三m煤 至回矾巷时 问 ． 分 ； f 一调节滚 筒及翻转档板 时问 ， 分 ； ， 一 ～ 采 煤机空运 行至斜切 段 终 时问 ， 分 ． f 一 一采煤帆 [ j ] 斜切段运行至运输 巷时 问 ． 分 。 将有关参数代 入 0 ． 并考I 譬到 ， 一 得 ； 十 f J 2 f 一， 生 一 _ 二 生二 。‘ 一 ， 』 一 2 ， 。 4 式 斜 切逊刀址 } ∈ 度 ． 米； ． 采煤 机长度 ． 米 ； 采煤 机采 l牒时的牵 引速度 ． 米 ／ 分 ； v ～一采煤机空运 行时 的牵引速度 ． 米／ 分 。 将 2 4 式 代入 1 式 碍 。l L一 j T ， -- , r t z L d 3 2 5 令 A 、 6 0 [ 一 n t 十 ， ]一 B 6 ’ 6 2 ， ， 一 “ ／ ， 一 2 l ／ V C 6 J 5 式 可化 简为 Q． ， 』 一 A AB， 』 l， L／ V 7 将公式 7 分子分母同除 ￡得 Q． ， 』 一 A A矗／ C／ L 1 ／ V 8 当 ， 』 一 一 ∞ 时 ． Q ， 』 一A ABV 9 由式 7 ～ 9 可 见 综采面 产煤 量随工作面 度 增加而增加 、 但不是 无限制增 加． 而 是 最大 产煤 量为渐近线 。如 图 2所示 。 圉 2端部 斜切 进 刀 0 L1 L示 意图 1 ． 2中部斜切进 刀工艺 积 滚筒采煤 机采月 丁 中部斜切进刀工 艺流 程及工 时消耗组成 如图 3所示 。由图 3可知 完 成一个 循环所需 总时 问为 T t J～ ， 2 ～ t 3 f f 分 10 式 中 ， 采 煤 机 在工 作 面 中部 斜 切进 刀 并运 行至运 输巷时 间， 分 ； f 调节滚 筒及 翻转挡{ { l I 板 时问 ， 分 ； 一 采煤 机 由运输 巷 空运 行至工 怍面 中部的 时间， 分 ； 。 采 煤机 由工 作面 中部割煤运 行至 回风巷 的时问 ， 分 维普资讯 1 2 6 山 糸矿业学院学报 第 1 3卷 调节滚筒及档煤板时间， 分 ； f 采煤机由回风巷空运行至工作面中部的时间， 分 。将 有关参数代 入 1 。 得 ， I 逗墒巷 ＼ 、 ＼ ’ } ．9 { ． 回风巷 I 图 3中部斜 切进 刀艺 流程 圉 其 图形 如图 4所示 z 十 一 ‘ l 1 令 2 t 一D 1 2 将式 2 6 6 n 1 2 代入 1 得 Q L一 A ABL／ [ D L 1 ／ v 1 ／ H 1 3 由式 1 3 可见 中部斜切 进刀 工艺和 端部 斜切进 刀 工 艺一惮 产煤量随工 作面长度 增加而增加 ． 但也有 一 个极值 ． 这个板值为． 当 L一一。 。 时 ． Q 一 A ABV VⅣ ／ V VⅣ 1 4 围 4 中部 斜切 进 刀 Q L 一 工示意 图 2 劳动生产率与综采 面 长度的函数关 系 由于 综 采面工 艺 简单 ， 机 械 设 备多 ． 固定 人员 占的 比例大 ， 因 此 ， 其 人员的 确定 可用 下列 公式计算 肘 L一 m n L ， 工 1 5 式 巾 ； 肘 L 综 采 面 总 工 数 ． 工 ， 综 采 面 固 定 工 数 ， 工 ； ， 练 采 面 可 变 工 敦 ． 工／ 米 } L 综 采面长度 ． 米。 劳动 生产率是 指劳动者在单位时 间内生产质 量合格产品的数量 ． 即 P L一 Q L ／ M L 2 ． 1 采用端部斜切进 刀工艺时 将 7 与 1 5 式代入式 1 6 褥 P L一 A ABL／ C C L／ V ” n L ] 吨 ／工 对式 1 7 求 导． ， F 令其等于零 得 dpI Ld ， A A矗L 一 一 ‘ _ c 『 二 面 16 1 7 维普资讯 笨 2期 孟 宪 法 等 埔 合机 械 化 采 煤 I 作 面 合 理 长 度 的确 定 1 2 7 A ABCm ～ A AB v ” - L 一 r _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ ．工 一 √V c m／ , , 1 8 上式表 明 在采用端部斜切进刀 工艺时 ． 综 采面最 大劳动生产率时的工作面 长度 与综 采面 出勤 工数 、 完成一个循环所需辅助作 业时 闷长短以及采煤机采煤时的牵 引速 度有关 2 ． 2 中部斜切进刀工艺 将式 1 3 1 5 代入 1 6 得 一 万 面 丽 对式 1 9 求导井 令其 等于零 得 咖 z 工d r A AB L ] 一 【 面 - 『 7 万 j Ax ABDm A ABn 1 ／ V “ 4 -l ／ C D, n D“ 工 十 1 ／ v 1 ／ 1 ／ V “ 4 -l ／ Ⅳ ] 。 0 1 6 一 VDIn C , , 1 ／ V 十 l ／ V ] 2 0 由公式 2 O 可知 当采用中部斜切进刀工艺时 ． 综采面最大劳动生产率 时的工作 而长度取决于 工 作面出勤工 数 ． 采煤 机采煤 和空运 行时牵引速度 的高低 ． 以及调节滚 筒 、 翻转档煤 板 时间长 短 。 3 算例 根据 现场 资料 ， 令 T--2 4小 时 ． ” 一3 ． ， z 一0 ． 2 5小时 ， t g一6小时 ， ， I 一， 一1分 ， t 一1 5分 ， h3 0米 ． 一l 0 米 ． V 一3 ． 0米／ 分 ， V 一5 ． 0米／ 分 ． b --O ． 6米 ， y 1 ． 3 5吨／ 米 ， C 一0 ． 9 5 ． M L 一6 0 0 ， 2 L． h一3米 将 实际 数据代入 6 式 和 1 2 式得 A 0 ， 6 3 l _ 3 5 0 ． 9 5 2 ． 3 0 8 5吨 B 一 6 0 E 2 4一 3 0 ． 2 5 6 ]一 1 0 3 5分 C一 2 l l 5 3 0一 l o f 5一 3 0 2 l 0 ／ 2 ． 5 2 5分 D 一 2 1- 二2分 ， 将上述计算结 果代入 7 1 3 1 7 1 9 得 到 Q． 一 2 3 8 9 1 L／ 2 5 Lf 3 ． O Q 一 干 一 2 干3 8 9 A K L 一 丽 篇徐 荫 而面 21 2 2 23 维普资讯 1 2 8 山 东 矿业 学院 学 报 第 1 3卷 一 8 L ／ 1 S 6 0 ．_0 2 L 2 4 一 2 ． ～ 用不 同的工作 面长度及开机率代 入式 2 1 ～ 2 4 ． 可得到产煤 量及劳动生产率数值 ， 其之 间关 系 见 图 5 、 图 6 、31 ． 图 5 端部 进 刀时 L L、 ’ 工 L围 围 6 中部 进 刀时 Qz L 一L、 Pz L 一L囝 从 图中可以看 出 1 、 综采面煤 产量随Ifi “ 面长度的增 长而增加 但有 一个 极限值 。 对于端 部斜 切进 刀工 艺， 工 作而长度从 0 2 0 0米 ． 煤产量增 长较 快 ． 以 后增 K缓 慢 ； 对 于【 } 】 部斜 切进刀工 艺 ， 工作 面长度 从 0 ～5 0米 ， 煤 产量增 加较 ， 以后增 缓慢 ． 并都有一个极限值 ； 2 、 综采面劳 动生 产率随工作面长度增 加而 增长 ， 但都有一个极限点 ， 对于端部斜 切进刀工 艺 ． 工作面 长度 在 1 4 8米时 ． 劳动生产 率最高 ； 对 于中部斜切进刀 来说 ， 工作 面长度在 3 3 ． S米 时劳动生 产率最高 ； 3 、 综 采面产煤 量及劳动生产 率指 标 ， 可 用公式 7 1 3 1 7 1 9 进行计 算 ， 合理工 作面长 度 可根据产煤量 与劳动生产率综 合权衡 确定 ； 当采用端部斜切进 刀数 据取 算例给定值时 ， 综采 工 作面 合理 长废 为 1 4 8米 ； 4 、 端部 斜 切进刀工艺与 中部斜 切进 刀工艺从 产煤 量与劳动生产率来看 ， 前者 比后者 高 ， 只 有 当工作面长度 小于 5 0米时 ， 才显出中部斜切进刀的 优越性 因此 ， 建议双滚筒 采煤机进刀工 艺应采用端 部斜 切进 刀方式 ； 5 、 提高综采面产煤量与劳动生产率的根本途径是提高综幂面的工时利用即提高开机 维普资讯 笨 2期 孟 宪法等 综合机 械化 采煤 I 作面合理 长度 的确定 1 2 9 率 。开机 率每提高 1 0 ％， 产煤 量及劳动 生产 率平 均提 高 2 0 ％ 。 DETERM I NAT1 0N 0F TH E RAT1 0NAL LEN GTH 0F TH E FULLY M ECH ANI ZED C0ALFACE M e n g Xi a n f a L J ⋯Br a n c h SI M I ’ 1 W e i He n g t a i Li s h i q u a n t x gL 硼 g zhI 岫 g c o a l l i y AB S TRACT I n t h i s p a p e r ． t h e d e t e r mi n a t i o n o f t h e r a t i o n a l l e n g t h o f t h e f u l l y me c h a ni z e d c o a l f a c e wa s d i s c u s s e d a n d t h e e x t r e me v a h ； e p r i n c i p l e wa s u s e d t O p r o v e t h a t t h e f u l l f a c e t r i a n g u l a r i n c l i n e d s u mp i n g me t h o d h a s h i g h e r c c o mo mi c e f f i c i e n c y t h a n t h a t t h e h a l f f a c e i n c l i n e d s u m p l n g me t ho d h a s ． K E Y WO R D S f u l l y me c h a n i z e d c o a l h c e e q u i p m e n t I p o w e r e d s u p p o r t s ； c o a l f a c c ； p r o d u c t i o n p l a n n i n g F REE W ORDS f u l l me c h a ni z e d c o a l f a c e 上接 1 1 8面 THE FEATURE 0F TH E GE0L0GI CAL STRUCTURES 0F HUAFENG C0AL M I NE W e i J i u c h u a n Zh u Lu De b t 0 f Ea r t h i c S I MT Li J i n g f a Ge e 4 o g l c a l Se c t i o fHu a f t n gc雌l , l l n e ABS TRACT Th e o v e r a l l s t r u c t u r a l r e g i me o f Hu a f e n g Co a [ Mi n e i s a d u s t p a n-- s h a p e d s y n c l i n e p i t c h i n g t owa r d NE d i r e c t i o n． S e c o n d a r y f o l d s a n d f a ul t s i n t h e mi n e a r e we l l d e v e l o p c d ． B a s e d o n t h e d i o c o v e r e d i n f o r ma t i o n s i n e x p l o r a t i o n a n d c o a l mi ni mg ， t h e a ut h o r s a n a l y z e d t h e s t r u c t u r a I s h a p e o f t h e mi n e ． s t u d i e d t h e b a s i c d e v e l o p me nt I a ws o f f o l d s a n d f a u l t s a n d e x p o un d e d t h e e s s e n t i a l c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e m i n e s t r u c t u r e ． I t h a s g r e a t s i g n i f i c a n c e i n c o a l mi n e p r o d u c t i o n ． KEY W ORDS s t r u c t u r a l r e g i me； s t r u c t u r a l f r a me wo r k； b l o c k； me c h a n i c a l pr o p e r t y ． 维普资讯