1.矿井概况和3煤层资源条件

1.1矿井位置

长城六号井田位于鄂尔多斯市鄂托克前旗上海庙镇，黄河河套鄂尔多斯盆地西北缘，处于内蒙古自治区西部与宁夏回族自治区接壤地带，行政区划隶属于鄂托克前旗上海庙镇，井田中心点与鄂托克前旗敖勒召其镇直距约 56km，方位294°。2000 国家大地坐标为东经 106°31′30″～106°33′36″，北纬 38°15′46″～38°18′51″。井田中心点坐标 X=372642，Y=4240376。井田规划面积9.43km²。

2、煤采煤工作面装备情况

2.1.开采现状

根据矿井初步设计，3层煤上山区共布置6个工作面，已开采完成2个（1301S面，1301N面），正在生产1302S面和1302N面，目前1302S面剩余走向长度85m，剩余储量6.1万吨。1302N面处于初采初放阶段，目前已推采7m，剩余走向长度943m,剩余储量61万吨。1303S面已放出，面长205m，走向长度1090m，可采储量76.4万吨；1303N面设计面长180m，走向长度1215m，可采储量69.8万吨。

2.2.采煤工作面装备情况

综采工作面成套设备主要由液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、带式输送机及工作面供电供液设备等组成，这些设备的合理选型配套，是充分发挥设备生产能力效能，实现安全、高产、高效生产的前提。

综采装备的适应性问题是制约矿井安全高产高效的关键问题之一。工作面能否高产高效，除受地质条件、劳动组织、工人熟练程度的影响外，工作面设备配套是否协调是关键。现代化矿井开采发展的趋势是“一井一面”，生产高度集中，只有生产的高度集中，开采装备高度机械化，才能大幅度减员提效，从而实现高产高效安全生产的目标。三机配套是整个综采设备的核心，采煤机和刮板输送机的生产能力满足工作面的产量要求，液压支架的移架速度跟得上采煤机的牵引速度，三机在性能、结构、空间要求等方面必须相互适应和匹配。

2.3.设备存在的问题

⑴采煤机截深偏小（均为630mm），严重制约工作面提速提效。

⑵采煤机过煤高度低（只有599mm），特别是煤机上行3.5m/min时，在机身上方过煤处堵卡造成煤机速度制约。

⑶因工作面刮板输送机溜槽宽偏小（均为688mm）、电缆槽高度偏小（均为350mm）等原因，工作面运输机运输量小，不能满足煤机在4m/min以上时的要求，经常出现大量煤碳越过挡煤板溢出，给正常生产造成许多隐患。

⑷转载机存在运输量达不到生产需求，转载机经常出现压溜现象，因严重制约生产通过与厂家沟通更换315kW电机后状态有所改观。

⑸转载机和刮板运输机通过两个面生产后已严重磨损超限，转载机两侧槽帮已磨透，链条老化，设备正常生产存在许多隐患。

⑹3煤采煤工作面均为大倾角工作面，平均倾角均在27°以上，局部达到35°，再加上运输巷均采用留巷工艺，溜子“上窜下滑”不易控制，且为保证支架状态，必须经常性调整支架，同时存在防滚矸隐患，制约工作面提速提效。

⑺3煤采煤工作面直接顶为厚度6.52m的粉砂岩（局部含泥岩、细粒砂岩）较软，再加上井田北部受DF₁和DF₂大断层影响存在断层构造，因支架管理不到位，易出现顶板事故，给生产带来一定影响。

⑻3煤采煤工作面运输巷均采用留巷工艺留巷，受留巷工艺限制，施工U型支撑钢时间较长，给生产提速提效造成一定影响。

3. 煤装备升级改造方案

3.1.全面设备升级改造方案

⑴供电系统升级为3.3kV供电；需3.3kV电缆6000m，变压器升级为10kV变3.3kV，工作面供电组合开关等需升级为3.3kV。

⑵考虑采煤机大坡度牵引能力、工作面采高、过煤高度等综合因素确定MG500/1180-WD型采煤机

采用多电动机驱动、横向布置，总装机功率：1180kW；供电电压：3300V；截割功率：2×500kW，牵引功率：2×75kW，调高电机：30kW。采用机载交流变频调速，摆线轮-销轨式牵引，适用于煤层2.2-4.2m，适应工作面倾角：0～35°，煤质中硬或硬的综采工作面。

①采煤机主要技术参数

适应煤层采高范围：2.2-4.2m           适应倾角：≤35°

煤质硬度：f≤4可采局部夹杆硬度：    f小于等于82.2

机面高度：1598mm（根据配套）       截深：800mm

最大卧底量：中部～450mm            过煤高度：710（根据配套）

最大不可拆卸尺寸：3900×1450×1800mm（长×宽×高）

最大不可拆卸尺寸：≤10t              500kW

摇臂形式：直摇臂摇臂                摇臂摆角：+44.6°～-19.6°    

长度：2716mm

②行走部行走电动机：型号：YBQYS-75功率：75kW供电电压：380V牵引形式：交流变频调速、销轨式牵引牵引力：952/550kN牵引速度：0～7.26～12.1m/min

③调高电动机型号：YBRB-30功率：30kW供电电压：3300V

④操纵形式及布置布置：整机两端及中间三个操纵点操纵：机身中部设有电控操作按钮控制采煤机的启动、停止、牵引方向、牵引速度；端头操作站设在机身两端，控制采煤机的牵引方向、牵引速度以及6左、右摇臂的升降，并设有急停按纽；无线电遥控控制采煤机的牵引方向、牵引速度以及左、右摇臂的升降，并设有急停按纽。

⑤喷雾冷却系统喷雾方式：内、外喷雾冷却方式：电动机、变频调速箱、截割摇臂水套冷却配套喷雾泵站（用户自备）型号：PB-320/6.3额定工作压力：6.3MPa额定流量：320l/min供水管（用户自配）型号：KJR32-110/5000胶管外径：Ø52mm

⑥配套电缆（用户自备）电缆型号：MCP1.9/3.3-3X120+1X70+4X4电缆外径：Ø72mm电缆数量：1根

⑦配套刮板输送机型号：SGZ800/800、SGZ1000/1400中部槽允许垂直弯曲：±3°中部槽允许水平弯曲：±1°整机重量：65t

⑷运输机升级为：SGZ1000/2×1000，运输能力：2200t/h，链速1.5m/s。

槽长度为1.75，档煤板增高300mm，链条为48×15mm，中板为HARDOX450钢板40mm。

选用SGZ1000/2×1000型刮板输送机，铺设长度为207m，输送能力为2200t/h，装机功率为2×1000kW，因考虑大倾角工作面进一步增大圆环链尺寸，配备Φ48刮板链，刮板机运量能够满足要求。

⑸转载机升级为SZZ1000/1200，运输能力：3200t/h，链速2m/s。链条为48×152mm，中板升级为HARDOX450钢板50mm。

根据运输能力计算，并考虑未来矿井生产能力进一步提升的可能性、设备配套能力富裕系数等因素，转载机选用SZZ1000/1200型桥式转载机，装机功率1200kW，运量3200t/h，链速2m/s，链条为48×152，中板升级为HARDOX450钢板50mm，并配套转载机自移系统。

⑹破碎机：PLM4500 ，两套，转载机采用双击破碎，（电机：315kW）。

按照转载机与破碎机的配套匹配性，考虑煤壁片帮形成大块煤矸、一定富裕系数、煤层含有稳定夹矸等因素，破碎机选用PLM4500型破碎机。

⑺顺槽带式输送机

DSJ120/300/2×400型带式输送机主要参数（两台参数接近，考虑通用性，选型一致）配制动闸

3.2.部分设备升级改造方案

支架不变，更换转载机、破碎机，改造采煤机、输送机挡煤板。

⑴升级原则：通过与郑煤机、西安煤机等设备厂家沟通，咨询技术服务分公司设备统管部门，截深由630mm改为860mm后，造成支架端面距超宽，机道空顶。1采区北翼采煤工作面顺槽掘进期间揭露断层较多，存在机道漏矸的安全隐患。经研究，在液压支架不变、截深不变，电压等级升级为3.3kV，对三机配套设备升级改造，杜绝端面距超限和空顶隐患。

⑵采煤机改造。将采煤机外挂加高0.1m，提高采煤机过煤高度。

⑶对刮板输送机进行局部改造。更换变频一体机，由200kW更换为315kW，更换减速器，提高运行速度至1.5m/s；挡煤板加高300mm。

⑷更换转载机。根据运输能力计算，并考虑未来矿井生产能力进一步提升的可能性、设备配套能力富裕系数等因素，转载机选用SZZ1000/700型桥式转载机，装机功率700kW，运量3200t/h，链速2m/s，链条为48×152，中板升级为HARDOX450钢板50mm，并配套转载机自移系统。

4.破碎机：PLM4500，两套，（电机：315kW），采用两级破碎。

按照转载机与破碎机的配套匹配性，考虑煤壁片帮形成大块煤矸、一定富裕系数、煤层含有稳定夹矸等因素，破碎机选用PLM4500型破碎机。

5.以上所用设备都与现用智能化设备配套升级，电机功率均上升，需配2500kVA移动变电站一台。

3、结论

根据生产接续安排和现场地质情况分析，目前正在开采1302N面，1303S面预计2022年5月1日开始安装，如果目前确定进行整体装备升级，考虑设备加工周期（最短6个月），将影响1303S工作面安装，造成矿井断产。况且3煤下山区煤层厚度变化较大。一采下山区3煤层厚度1.44m～2.69m，平均煤层厚度2.3m。加工后的设备型号不能使用，开采下山区应重新进行设备选型。建议目前进行部分设备升级，待开采下山区3层煤时全面进行装备升级。

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