综放工作面输送机布置方式浅析

添加人：admin 发布时间：2016/1/20 11:13:49 来源：中国破碎机网

　　综放工作面输送机布置方式浅析李颖飞李建民2，范韶刚樊运策1（1.煤炭科学研究总院北京开采所，北京100013；2.开（集团）有限责任公司，河北唐山063018）作面输送机布置方式时应考虑的因素。
　　经过近20年的综放开采实践，我国在综放开采技术方面积累了丰富经验，工作面单产和效益等指标已达到世界领先水平。1998年我国有64个综采队年产煤炭超过百万吨。在这64个创水平综采队中，有22个放顶煤综采队，占创水平队的344%，且单产水平排前5名的全部是放顶煤综采队。从开采的煤层条件看，年产超百万吨的放顶煤综采队中，既有开采赋存条件优越的厚煤层综采队，又有在“三软”、“两硬”或“两硬一软”等地质条件较复杂的煤层进行综放开采的综采队。这表明我国已经掌握煤层及围岩条件从简单到复杂各种情况下的综放开采技术，这为我国综放技术的进一步发展提供了经验和技术储备。
　　随着综采使用范围的扩大和实践经验的积累，设备重型化趋势十分明显。综放工作面采用新型煤巷锚杆支护，再配合使用转载机自动前移、带式输送机机尾自动缩带与张紧等技术，使端头区的支护工作和相关的辅助工作量大幅度降低，辅助工序时间明显缩短，工作面快速推进与端头支护方式不协调的矛盾相应得到解决。综放工作面输送机的布置方式主要是指工作面输送机和液压支架、运输巷转载机的搭接配合关系，以及输送机的电机和减速、传动装置在机头处的安装方式。
　　实践表明，在架型选择合适、设备性能比较稳定、工作面基本段顶煤采出率一定且控顶不困难的条件下，影响综放工作面单产和效益的重要因素是两端头的设备布置方式。
　　基金项目：国家自然科学基金重点资助项目（59734090）1输送机布置方式根据卸载方式，可将综放工作面输送机的布置方式分为端卸式和侧卸式2种；按照输送机的电机和减速、传动装置的布置方式，又可将工作面前后部输送机的布置方式分为平行布置、垂直布置和混合布置3种。
　　1.1平T布直其特点是工作面前、后部输送机的电机和减速、传动装置中心线与中部槽中心线平行，经工作面输送机运出的煤到达机头链轮中心线后，依靠惯性直接抛入转载机的中部槽内。我国在试验和推广放顶煤开采技术时，综放工作面长度和输送机装机功率均较小，并沿用综采面使用过渡支架的习惯，输送机平行布置所带来的设备配套问题并不突出。
　　经过近20年的现场实践，平行布置工作面的输送机上窜下滑、错茬处侧向漏矸、工艺组织等问题相继得到解决，再加上综放工作面生产过程的自动化程度不高，对采出率限制不够严格，现场已习惯于使用这种方式。因此，本方式是目前综放工作面最常用的一种布置方式，这种布置方式具有如下缺点：1前后部输送机的电机和减速、传动装置要占用端头区前后部输送机之间的自由空间，在工作面两端头需要各设置2~ 3组过渡支架，增加工作面的设备投入和设备种类。④受后部输送机过渡槽高度、电机和减速、传动装置几何尺寸的影响，靠机头侧的1至2组过渡支架不能或不能正常放煤，工作面的煤炭采出率相应减小。由于过渡架尾梁与后部敏送机机头和过渡槽之间的空间小，Louse.AllngKts；served.Httpwww.cnki.net经常发生大块煤矸挤坏支架尾梁侧护板的现象。
　　整个工作面的放煤线是存在错茬的折线。在基本架与过渡架之间的错茬处存在侧向漏矸三角区。W在电机功率较大的综放工作面，为了同时满足电机平行布置和工艺要求，配套设计时需将后部输送机布置成在弯曲状态下运行。端头区的放煤工艺过程和过渡支架的移架顺序与工作面基本段的不同。
　　运输巷的横向空间，可以减小回采巷道的宽度，采煤机滚筒在端头割煤时与输送机的电机互不干涉，但第一种方式需解决工作面输送机机头受偏载的问题。当运输巷宽度较大时，可采用后置式垂直布置方式。所示垂直式布置方式的特点是，输送机仍采用普通减速器传动，只是把电机和液力偶合器垂直布置，取消伞齿轮传动，输送机运行的可靠性有所提高。这种布置方式目前在大屯姚桥矿和山东随着综放技术的提高和设备重型化的发展，刮板输送机的电机和减速、传动装置的尺寸明显增大，如果在总体配套设计中仍采用这种布置方式，则很难在后部输送机直线布置的条件下解决工作面总体配套的最优化问题，其它形式的输送机布置方式便由此而生。
　　1.2垂直布置为合理解决综放工作面使用大型或重型输送机之后的端头区设备配套问题，提出输送机电机垂直布置方式。根据输送机电机中心线与运输巷转载机中心线的位置关系，又可将垂直布置方式再分为电机位于运输巷转载机上方的前置式垂直布置和电机偏向煤壁侧的后置式垂直布置。这2种垂直布置方式的区别在于电动机与转载机是否采用重叠布置。当采用行星轮减速器时，不管是前置式或是后置式垂直布置，都需要增加惰轮传动机构，以解决端头处煤流运动所需的自由空间。采用前置式垂直布置时，又可以有2种方式，一种是惰轮传动机构位于煤壁侧，另一种方式的惰轮传动部位于采空侧，如中的前部输送机。这2种布置方式的传动部均在输送机机头的前方，且电机和减速、传动装置的中心线都位于转载机的上方，不占许厂矿使用，取得了良好的效果。
　　一般而言，在运输巷有效断面为宽高=（2200~2500）mm、底板起伏不大的综放工作面使用垂直式布置方式，效果较理想。前置式垂直布置方式的缺点是对端头区运输巷的有效高度要求较严，需要适当增加回采巷道的掘进高度。在使用垂直式布置方式时，要求在推移输送机机头、机尾时采取相应措施，使机头、机尾尽量平行前移，以免电机在推移过程中与回采巷道的巷帮相互干涉。
　　所示的布置方式也属于垂直式，其特点是后部输送机采用交叉侧卸式卸载方式。在结构上，后部输送机机头和转载机机尾形成一个整体。后部输送机的电机和减速、传动装置布置在转载机靠运输巷下帮的一侧，并使电机中心线与转载机中部槽中心线平行。采用这种布置方式的缺点是，后部输送机的上窜下滑将直接影响到前部输送机与转载机之间的卸载关系。
　　与平行布置方式相比，垂直布置不需专门设计排头支架，基本支架可以直接进上、下平巷，有利行星轮减速器前置式垂直布置、、、一、、ChinaAcademicournalElectronicPublishing于端头区顶板的维护，r实现采面液压支架的单一化，简化端头区的顶板管理。这种布置方式使采面采出率相应提高，生产管理和工艺组织比较简单，容易实现采面生产过程的自动化。垂直布置方式的缺点是对运输巷的宽度要求较大。在采用大型刮板输送机的工作面，运输巷宽度在4. 5m以上时，才可以考虑采用垂直式布置。
　　1.3混合布置混合布置方式介于平行式和垂直式2种方式之间，并同时具备平行和垂直2种布置方式的优缺点。又可细分为前部输送机垂直、后部输送机平行的混合布置方式和前部输送机平行、后部输送机垂直的混合布置方式。采用前一种方式时，排头支架直接进运输巷，且其移架方式与工作面基本架的相同，克服了双输送机机头平行布置方式不能及时支护的缺点。但由于后部输送机的电机仍采用现行的平行布置方式，工作面仍不能取消过渡支架，同样存在端头区顶煤回收困难、工作面顶煤采出率低和侧向漏矸等缺点。
　　送机采用交叉侧卸式卸载方式，这样就可以保证后部输送机在直线状态下运行，消除后部输送机机头对排头支架结构参数的影响。前部输送机仍采用平行布置方式，过渡支架的前移要滞后于工作面基本支架，不能实现及时支护，在侧向上仍存在漏矸三角区。
　　2选择输送机布置方式时应考虑的因素围岩条件是限制输送机布置方式的重要因素。在围岩变形较大、巷道维护困难且底板起伏较大的条件下，巷道的掘进宽度受到限制，应优先考虑采用平行布置方式。
　　采面顶煤采出率。输送机的布置方式影响到是否使用过渡支架和两端第一放煤口的位置，对采面顶煤采出率有较大影响。在技术可行、经济最优、工艺合理的前提下，应使选定的输送机布置方式有利于提高采面顶煤的采出率。
　　设备配套尺寸。随着放顶煤技术的发展、工作面长度加大和对设备可靠性要求的提高，工作面输送机的装机功率已经由原来的250kW左右增加到目前较高档次的800~1400kW；减速、传动装置和电机的外形尺寸明而增大。如我国新设计的年产600万t综放工作面使用的后部输送机装机功率已经达到2x700kW，机头架尺寸长宽高=2750mmx 1230mm，若不采取特殊的配套措施，很难使如此庞大的设备在综放工作面的有限空间内正常运转。因此，为了保证后部输送机在放煤时处于良好的运行状态，所选输送机的布置方式应使工作面基本段与两端头处前后部输送机的中心线基本一致。
　　工艺要求。为了简化综放工作面的工艺组织和生产管理，所选输送机的布置方式不应成为采面回采工艺优化设计的一个限定条件，并尽量使工作面基本段和两端头处的支护方式相同。
　　设备维修。所选输送机的布置方式应有利于采面设备的正常维护与保养，做到拆、装方便，配置合理，还要避免因满足选定的输送机布置方式而增加额外的辅助工作或辅助工程量。从这一点出发，垂直布置方式的传动装置全部在运输巷内，维修保养要比平行布置方式的容易，有条件时可以优先选用。
　　可以融解瓦斯而被水带走。
　　（2）水吸附在煤层裂隙的表面，减弱了煤层对瓦斯的吸附能力，水分充填孔隙，排挤了自由状态的瓦斯。这两方面的原因使煤层中瓦斯含量降低。
　　26地层倾角与瓦斯的关系通过分析开平煤田西北翼的地层产状、发现其与瓦斯运移有一定的关系。由于煤层中的瓦斯具有向上运移的趋势，故倾斜煤层为瓦斯向地表的运移排放创造了良好条件。赵各庄矿位于开平向斜转折端附近，整个井田内地层倾角变化很大，倾角由18~9tb.在西翼向西瓦斯涌出量变小，风化带变深，倾角变化大的井口西正山区瓦斯变化大。由于9煤层顶板砂岩透气性差，使煤层中瓦斯垂直岩层方向上的排放相对受到限制，而煤层倾角增大则为煤层中的瓦斯向上排放创造了条件。在西翼倾角达70以上，地层深处，瓦斯在相当高的地层静压力及瓦斯压力作用下瓦斯向上运移的趋势增大，加之本区内第四纪覆盖层仅有0~ 20m左右，而且浅部地下水交换活跃，加速了瓦斯向上运移和排放，形成较深的瓦斯风化带，并出现了随地层变陡瓦斯梯度变大的趋势。
　　3结煤层的埋藏深度控制了瓦斯分布的总体轮廓，地质构造则控制了局部瓦斯蕴育状态。构造应力集中的区段，瓦斯涌出量大，煤的赋存条件控制了瓦斯梯度和风化带的变化，煤厚变化大、煤层结构破坏严重的区段，瓦斯涌出量大，易发生煤与瓦斯突出。随着采掘深度的增加，矿山压力和瓦斯压力加大，在相同条件下突出的次数和强度增加，在水文地质条件复杂的区域，瓦斯涌出量小。
　　炭生产部地测室主任。出版编著2部，发表论文数篇。
　　（：2000-10-10；责任编辑：曾康生）（上接第34页）方式对工作面输送机上窜下滑的适应能力具有显著差别，平行布置方式对输送机上窜下滑的适应能力较强，这是目前大量使用这一布置方式的一个根本原因。采用交叉侧卸式布置方式时，后部输送机的机头与转载机机尾固接在一起，其上窜下滑对转载机机尾的位置具有直接影响，同时还影响到前部输送机与运输巷转载机的搭接关系。为了保证工作面正常生产，需要采取包括工作面伪斜开采、特殊的移溜工序、加打锚固柱和加挂防滑千斤顶等在内的措施，以有效解决后部输送机上窜下滑这一目前较难控制的问题。
　　3输送机布置方式的发展趋势随着设备制造水平和采矿技术的提高以及矿井高产高效建设的发展，未来的综放工作面输送机和支护设备重型化趋势更加明显。为满足这一要求，未来的综放工作面必须解决端头区设备拥挤的问题，简化端头区的设备布置和管理，使综放工作面的液压支架单一化，消除工作面输送机的过渡槽、电机和减速、传动装置对排头支架结构参数的影响，进一步提高端头区设备和支架前移的自动化程度和灵活性。由此可以推测到，T未来综放工作面输994-. .5ChinacaaemicournalElecl送机布置的发展趋势，有可能是使后部输送机与运输巷转载机合二为一。其显著特点是将后部输送机的机头、电机和减速、传动装置由端头区转移到工作面前方运输巷带式输送机的机尾上，使端头区布置的设备数量明显减少。采用这种布置方式需要注意解决的问题是：根据工艺要求合理设计后部输送机的小时运输能力，使其同时满足前部采煤机割煤和后部放顶煤时对煤炭运输量的要求，并在制造工艺上解决后部输送机直角转弯处的使用寿命和局部阻力过大这两大难题。