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君子忧道不忧贫。——孔丘

智能化综采工作面的设备选型

摘要：简单介绍了屯兰矿智能化工作面综采设备的配套选型问题，包括液压支架选型、

采煤机的选型、工作面刮板运输机的选型、刮板转载机和破碎机的选型、可伸缩胶带输送机的

选型及乳化液泵和喷雾泵的选型。

关键词：智能化综采工作面；

屯兰矿是山西焦煤西山煤矿总公司所属的一对矿井，原设计年生产能力４００万ｔ。屯兰

矿井虽然煤炭资源丰富，煤质优良，但同时受到各种自然灾害的严重威胁：一是矿井瓦斯涌出

量大，属高瓦斯矿井；二是矿井水文地质条件极为复杂，可采煤层全区带压开采，最大受压达

５．５７ＭＰａ，是矿井安全生产的潜在威胁；三是顶板破碎，屯兰矿顶板为三级复合顶板。

为了建设高效安全矿井，进一步增强市场竞争能力，屯兰矿建设了１２２０９智能化工作

面，使屯兰矿原煤产量突破了５００万ｔ大关。１２２０９工作面地面标高１０８５ｍ～１

２１８ｍ，工作面煤层底板标高６９５ｍ～７３０ｍ，工作面主采２＃煤层，煤层厚度稳

定，厚约４．３ｍ，整体呈单斜构造，倾向南东，倾角１°～８°，顶板情况：伪顶０．５ｍ，

黑色泥岩，抗压强度差，直接顶０ｍ～２．５ｍ，灰色细砂岩，质地较硬，老顶５．７ｍ，

粉砂岩，灰白色细砂岩，硅质胶结，底板为５．３ｍ，深灰色粉砂岩与细砂岩。工作面设计

长度为１５９ｍ，采高４．７ｍ，截深８００ｍｍ，煤层倾角为４°～５°，年产３００

万ｔ。

工作面综采设备的配套和选型直接关系到工作面综采设备的有效发挥和可靠性，关系工作

面年产目标的实现。笔者在此简单介绍一下屯兰矿智能化工作面综采设备的配套选型。１液

压支架的选型，实践表明，大采高开采的基本顶初次来压强度随采高的增加而明显增强。基本

顶周期来压步距随采高的增加而减少，周期来压强度增加，但一般小于初次来压强度。因此，

大采高支架应具有较高的支护强度和工作阻力，应能承受顶板的冲击载荷。另一方面，随着采

高的增加，煤壁压力增加，片帮加剧，同时易引发冒顶。因此，大采高支架应有完善的护帮装

置和超前支护装置，支架顶端应有较大的支撑力。支架的选型应符合围岩的要求，满足配套和

生产的要求。以往采矿专家一般认为掩护式支架对不稳定和中等稳定顶板适应性较好，掩护式

支架顶梁前端支护力大但切顶能力较差；支撑掩护式支架适用于稳定顶板和坚硬顶板，支架切

顶性能强，因此，支撑掩护式支架适用于顶板来压强度大、直接顶稳定性强的工作面。随着对

综采工作面支护和支架与围岩相互作用关系的不断深入研究，对架型的认识不断深化。新的研

究认为四柱支架由于四个立柱不可能同时受力，并且实际使用中往往发生前后立柱受力不均现

象，四柱支架的支护效率实际低于掩护式支架的支护效率。此外，大缸径立柱及提底座机构的

应用极大地扩大了掩护式支架的应用范围，从而改变了人们过去的对掩护式支架的认识。目前，

两柱式掩护支架已经成为液压支架发展的方向，美国、澳大利亚、德国和南非等主要产煤国家

已全部使用两柱掩护式支架，我国一些新建大型现代化矿井也普遍采用掩护式支架，在不同地

质条件下使用取得成功。BR由于两柱掩护式支架的稳定性，使其在大采高开采中应用范围不

断扩大。而且由于采高较大，支架的稳定性成为急需解决的难题，所以现在的大采高两柱掩护

式支架开始向大中心距方向发展。采用１．７５ｍ，２．０ｍ的中心距后，不但可以大大提

高支架的稳定性，而且可以减少支架数量，简化电液控制系统，降低设备投入成本，提高移架

速度和整体设备的可靠性。BR另一方面，提高液压支架的工作阻力也是大采高液压支架的发

展方向。较高的液压支架初撑力和工作阻力可以减少顶板对前方煤壁的超前支撑压力，从而避

免煤壁的破碎，有利于防止工作面的片帮、冒顶及其引发的各种矿压显现规律，是大采高工作

面得以实现高产、高效、高安全的保证。BR根据屯兰煤矿顶板条件，考虑国内外高产高效矿

井的成功经验和发展方向，配备大流量控制系统或电液控制系统，以实现快速移架，选用两柱

掩护式支架更为有利，因此本方案拟选用两柱掩护式液压支架。BR液压