黑龙江龙煤鸡西矿业有限责任公司荣华一矿 黑龙江鸡西 158100
摘要： 中二采区7#层右四面，在采面布置上，常规布置方式应该是在8#层采空区下方内错布置，结合中二7#层右四采煤工作面附近煤层开采赋存情况，为避免资源浪费，将7#层下巷向深部平移布置，使切眼增长80米，将工作面长度增加到249米，在荣华一矿第一个超长综采工作面通过合理配套选型三机获得成功。
关键词：采煤机选型、支架选型、经济效益
中二采区7#层右四面，该工作面平均倾向长249m、平均走向长400m、面积98154m²，平均倾角10°，斜面积为9991m²，全层平均厚度3.0m,容重1.50t/m³，工业储量50万吨，回采率为97%，可采储量48万吨t。
一、采煤机选型：
1、采煤机平均割煤速度为：
V＝[（L1—L2）×N]÷（3•T1K×60一N×T2）式中：
Ⅴ——采煤机平均割煤速度，m/s；L1——工作面长度m，取249m；L2——采煤机开缺口长度m，取45m；N——采煤机日进刀数，取8刀；T1——每班工作时间h，取6小时；T2——采煤机开缺口时间min，取30min；K——采煤机组开机率，开机率取70%；代入上式得：V＝[（249－45）×5]÷（3×6×70%×60－8×30）=1.9m/min
考虑到工作面产量不均衡性，采煤机的实际牵引速度应达到2～6m/min，空载时，要求其速度不小于8m/min，以减少辅助工作时间，采煤机平均割煤速度取2.0 m/min。
采煤机理论生产率为：
Q＝60H•B•V•r•C＝60×3×0.6×2.0×1.5×0.97=314t/h。
式中：Q——采煤机理论生产率，t/h；H——采厚，采煤机采3m；B——截深，0.6m；r——煤层容重t/m3，7#煤层容重1.5t/m3；C——工作面回采率，取97%。
采煤机装机功率：P=Q•Hw 式中：P—装机功率，kW；Q—采煤机生产率，t/h；Hw—比能耗，一般取0.6～0.8kW•h/t。
则：P=314×0.8=251kW
根据以上计算结果，以及本矿井实际情况，便于矿井生产管理，设计选用MG300/730-WD电牵引采煤机，并配有破碎装置。
其主要技术参数如下：
采煤机技术参数：
型号：MG300/730-WD 采高：2.3-3.7m
截深：600mm 装机功率：730KW
电压：1140V 牵引速度：0-7.1m/min
滚筒直径：1.6m 机体重量：53t
2、工作面刮板运输机应具有的运输能力按下式计算：
Qq=60•B•H•Vc•γ•Kc•Kh•Kv•Ky•C
=60×0.6×3×2.0×1.5×1.35×1×1.05×1.3×97%
=579t/h
式中：
Qq——工作面刮板输送机能力，t/h；B——采煤机截深，0.6m；H——采高，采煤机采3m；Vc——采煤机平均割煤速度，取2m/min；γ——煤的容重，16煤层容重1.5t/m3；Kc——采煤机割煤速度不均匀系数，取1.35；Kh——采煤机割煤高度不均匀系数，取1；Kv——采煤机与刮板输送机同向运动修正系数，取1.05；Ky——考虑运输方向及倾向系数，取1.3；C——工作面回采率，97%。
按照输送机应满足采煤机的生产能力，选用SGZ800/800型刮板输送机，其技术参数如下。
型号：SGZ-800/800（中双链，双速） 铺设长度：250.5m
电机功率：2×400KW 电压：1140V
刮板链速：0.93m/s 运输能力：1500t/h
中间槽尺寸：1500mm×800mm×310mm 卸载方式：端卸
二、液压支架选型
支架高度的确定：煤层开采厚度2.8～3.2m
支架最大结构高度: Hmax=Mmax+S1=3200+200 =3400
支架最低结构高度: Hmin=Mmin+S2=2800-900 =1900
支架伸缩比 ： Ks= Hmax /Hmin=3400/1900=1.78 取1.8
Mmax、Mmin为煤层最大、最低采高mm；S1考虑伪顶冒落的最大高度，大采高支架取200～400mm；S2考虑周期来压时的下沉量、移架时支架的下降量和顶梁上、底板下的浮矸之和，大采高支架取500～900。
通过以上计算，选择16/36架型高度，支架伸缩比为2.15，大于需要的1.8伸缩比，能够满足生产需要。
三、支架支护阻力计算：
液压支架的工作阻力是支架设计中最基本的参数，支架所有结构的强度都由此决定。根据本矿井的煤层地质条件，按倍数岩重法（估算法）计算液压支架的工作阻力，公式如下：
P＝n•9.8•S•γ•M•cosα
式中：P——液压支架的工作阻力，kN；n——岩重倍数，按中等稳定以下顶板考虑，一般为6～8，设计取8；S—支架支护的顶板面积，8.4m2（支架宽度1.5m，控顶距5.6m）；γ—顶板岩层的容重，取2.4t/m3；M—截割高度，取3m；α—煤层倾角，按10°计算。液压支架工作阻力为：P＝8×9.8×8.4×2.4×3×cos10°＝4670 kN 。液压支架支护效率按0.95考虑，则支架工作阻力为4915kN。即液压支架的工作阻力应不低于4915kN。
ZY-6000型支架主要技术参数：
支撑高度：1.6-3.6m 支护宽度：1.5m
初撑力：5066KN； 中心距：1.5m
工作阻力：6000KN 支护强度： 0.78-0.85MPa
适应煤层倾角：＜30° 泵站压力：31.5MPa
四、创新点
通过合理计算综采大采高工作面配备的国产采煤机的使用情况，以及本矿井实际情况，便于矿井生产管理，设计选用MMG300/730-WD 电牵引采煤机。
工作面推进度：综采工作面采煤机有效截深为0.6m。采煤机开机率为K=0.70，工作面长度为L=249m，进刀长度为L=45m，工作面日循环数为8个。
工作面月推进度：8×0.6×30×0.70≈101m。
工作面生产能力10万吨/月。
五、取得经济效益
为避免资源浪费，将7#层下巷向深部平移布置，使切眼增长80米，将工作面长度增加到249米（原来普遍的200米左右水平），该面多圈出11万吨煤量，不但缓解了接续紧张，且增加收入3740万元。如果该区域分成两个面，则还需掘送两条巷，此方式间接节省掘进工程量800米，按每米成本节约0.25万元，节约巷道成本200万元。