大隆矿E2-1505工作面6400-13/29液压支架   适用性智能化配套布置设计分析

大隆矿E2-1505工作面6400-13/29液压支架   适用性智能化配套布置设计分析

 , 任志刚1 ,晓明矿1,郝庆成1 ,姜楠2

1.物资供应公司 2.辽宁通用公司 

摘要：通过对矮型ZY6400-13/29液压支架现状的分析，提出了智能化工作面综采设备配套设计方案，解决矮型液压支架液压支架作业维护困难问题，智能化控制实施前置，保障设备操作可靠性，为同等条件下液压支架工作面适用性改造积累了经验；最大限度的保障从业人员安全，提高智能化程度，确保安全生产，提质增效。

关键词：矮型；液压支架；智能化；

1引言

本项目通过对铁煤集团低矮煤层综采设备现状的分析，提出了设备智能化选型配套改造方案，提高铁煤集团综采智能化开采设备装备水平，确保安全生产，提质增效，实现了“少人则安、无人则安”目标，“机械化减人、自动化换人”的理念，具有广泛的应用前景。

2.铁煤集团低矮煤层综采设备介绍

铁煤集团许多矿井都有低矮煤层，配套智能化综采设备改造前景广泛，大隆矿E2-1505低矮煤层使用的智能化综采设备，不仅增大了工作面刮板输送机的运输煤力，同时也加长了工作面的长度，优化了工作面的布置，减少了煤柱的留量和巷道的开拓量，为集团公司可持续发展提供了装备保障。

3.低矮煤层智能化工作面设备配套改造方案

3.1低矮煤层智能化工作面及配套设备问题分析

大隆矿E2-1505低矮煤层智能化工作面，长均为240米，煤层平均厚度1.70米，储量为35.4万吨。由于该工作面煤层度较矮，生产和维护成本大、智能化配套难。在对设备选型和智能化设施适应性布置改造方面进行深入、科学的研究后，确定了液压支架前置智能化、运输机采用超扁平链环，增加了过煤空间等改造方案。

3.2、智能化控制系统分析

各子系统设备与控制设备配套，实现双向通讯、自动化控制，自动化控制系统功能实现：

（1）、向地面调度中心传输综采工作面设备“一键”启停功能。

（2）、在顺槽监控中心对工作面各种设备的工况监测及集中控制功能。工作面设备数据集成、处理、故障诊断、管理等功能。

（3）、配置工业以太网，实现数据的高速传输。

（4）、具有工作面视频系统，实现对主要设备的实时监控。

（5）各子系统能单独开车，确保生产不受影响。

3.3、液压支架选型配套分析：

3.3.1、ZY6400-13/29液压支架配套分析：

ZY6400-13/29液压支架及过渡支架智能化设施前置设计，可改善煤层低矮结构设施安装、维护条件，同时可以完全实现电液控制系统智能控制工作面设备自动找直，确保工作面液压支架连续推进。

3.3.2、液压支架结构形式技术要求及特征参数

1. 支架采用电液控制[1]，人行通道空间不小于600mm*400mm；；

2.过渡液压支架采用及时支护，顶梁采用伸缩结构[1]与参数同中部液压支架。

3.前后连杆均采用双连杆结构；

3.3.3、大隆矿低矮煤层智能化工作面改造设计情况分析

大隆矿在E2-1505工作面作业空间狭小，为增进极限采高作业空间[2]，将智能化配置全部布置在底座及顶梁前端，便于维护及操作[2]。（如图1液压支架电液控装置前置布置图）

   抬底千斤顶连接由M30螺栓固定改为立杆及销轴配合，解决了抬底千斤顶损坏无法更换问题。（如图2液压支架电源、集线器前置及抬底销轴定位布置图）

图示1 ZY6400-13/29液压支架电液控装置前置布置图

图示2 ZY6400-13/29液压支架电源及集线器前置、抬底销轴定位布置图

3.4、SGZ800/800矮型运输机配套分析：

选用的SGZ800/800矮型运输机，降低了中部槽槽体高度，采用∮34*126*86超扁平链环，增加过煤空间。工作面运输机机头机尾设计500mm深卧底量，采用 “加高块活连接”方式，可以随时调整卧底量高度，保证机头、机尾三角煤割通割透。

3.5、SZZ800/315型转载机配套分析

对SZZ800/315型转载机机尾与运输机机头搭接部分进行技术改造，共同安装在推移座上，增加结构强度。

3.6、MG400/890-WD型采煤机配套分析

  MG400/890-WD型采煤机，截割部采用“C字型”布置方式，将电机安装在上邦侧，降低了过机高度，利于受限采高的作业空间。该智能化采煤机具备记忆截割功能，满足工作面工艺需求。

3.7、水处理与乳化液泵站智能集中供液系统分析

乳化液泵站智能集中供液系统[3]由：矿用隔爆兼本质安全型控制箱、回液过滤站、乳化液泵站变频节能控制系统、高压反冲洗过滤站、乳化液泵站乳化液自动配比装置、矿用软化水装置、进液过滤站组成。可实现乳化液泵站无人值守精准自动配比。

3.8、E2-1505薄煤层智能化综采工作面配套设备

大隆矿E2-1505智能化低矮综采工作面条件240×1.7m，储量35.4万吨。工作面配套设备如下：

中部支架：ZY6400-13/29        102架（检修改造，通用重机公司）

     过渡支架: ZYG6400-13/29      5架（检修改造，通用重机公司）

端头支架：ZTT22500-19/35　    　2架（检修改造，通用重机公司）

替棚支架ZT9200-19/35           2套

     采煤机：MG400/890-WD，(矮采)    1台（检修改造，通用重机公司）

     运输机：SGZ800/2×400(矮采)     1套（检修改造，通用重机公司）

转载机：SZZ-800/315(矮采)       1台（检修改造，通用重机公司）

     破碎机：PCM-160(矮采)         1台（检修改造，通用重机公司）                                                 

乳化液泵站：BRW-400/31.5/3.3          1套（检修）

     喷雾泵站BPW-320/6.3                1套 (检修)

智能集成供液系统SAP                   1套 (新品)

移动变电站：KBSGZY-2000/6/3.3高低压头 3台（检修）

KBSGZY-800/6高低压头     1台（检修）

     组合开关：六组合3300V               2台（检修）

                 二组合3300V 　　　　      1台（检修）

通控：KTC101                        1套（新品）

电液控制系统SAC                      1套 (新品)

工作面自动化系统SAM                   1套 (新品)

3.10、大隆矿E2-1505智能化低矮工作面配套设备解析示图：

图示3  大隆矿E2-1505智能化低矮工作面ZY6400-13/29液压支架中部断面图

图示4  SGZ800/800矮型运输机布置图

4.可行性分析

为满足生产需要，本次配套对运转设备、采煤机做了如下改造：

（1）SGZ800/800刮板运输机通过校核计算选用，采用∮34*126*86超扁平链环，增加了过煤空间。机头、机尾采用“加高块活连接”调整卧底量高度。

（2）MG450/1050-WD型采煤机将电机安装在上邦侧，降低了过机高度，利于受限采高的作业空间，采煤机智能化具备记忆截割功能，满足工作面斜切进刀、割三角煤、倒退扫底等工艺需求。

（3）乳化液泵站智能集中供液系统[3]，实现了乳化液浓度智能调整、智能控制。

5.运输机牵引链破断力核定：

运输机 选用Ф34/86*126mm中双链牵引刮板输送机，

应满足刮板链的抗拉安全系数K≥3.5[4]：

K=2Spλ/（1.2Smax）[4]=9.39 >3.5

式中：Sp—一条刮板链子的破断拉力，Sp=1450 KN

λ—双链负荷不均匀系数[4]，对于圆环链λ=0.85

Smax—一条刮板链承担的最大静张力，运输机Smax= W0=218.65  KN

结论：运输机所选用的刮板链均满足强度要求。

6.经济效益

工作面设备配套成功，资源回收率比普通综采工作面可提高8%，

按产量35.4万吨、每吨商品末煤售价430元，块煤830元计算，末煤占出煤量30%，块煤占出煤量70%，吨煤成本312.9元/吨计算，

增加利润：产量*（每吨商品煤售价-吨煤成本）*回收率

=35.4万吨*(（830-312.9）*70%+（430-312.9）*30%）*8%=1124.5万元

通过计算，年增加利润收入1124.5万元。

7．社会效益

   在工作面整套设备运行稳定，降低劳动强度，提高生产效率和安全系数。工作面智能化设备配套，替代进口刨煤机配套设备，降低了开采成本，对铁煤集团公司的整体采煤装备水平起到了积极推动作用。

8.结论

此次大隆矿E2-1505低矮煤层智能化工作面改造，保护了从业人员安全健康，体现“以人为本、安全发展”，同时释放了装备产能，保障了矿井的安全。实现采煤机割煤与液压支架的降、移、升、喷雾[4]及推移刮板输送机和中部槽调斜的协调联动，更准确地控制采煤机的滚筒高度，最大限度的减少割顶、底板岩石，提高煤质和生产效率。

参考文献：

[1].王国法 《高端液压支架及先进技术》【M】 煤炭工业出版社.2010/7/1.

[2].鲁忠良，肖亚宁，唐中华《煤矿液压支架的使用安全理论及技术》【J】中国矿业大学出版社.2009/4/1.

[3].刘军营 《液压支架液压系统》 【M】机械工业出版社，2010/12.

[4].成大先 《机械设计手册》（二）【S】第三版  化学工业出版社，2000。

作者简介：

任志刚（1981出生）男，工程师， 2005年毕业于沈阳理工大学机械设计制造及自动化专业，现辽宁物资供应分公司综机设备部副主任。联系电话：15841020068

郝庆成（1993出生）男，2013年毕业于辽北技师学院，现铁煤集团晓明矿维修队矿井维修钳工。

   姜楠  （1987出生）男，2012年毕业于大连交通大学信息工程学院机械设计制造及自动化专业，现任通用公司支架车间主任工。

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