采煤工作面機(jī)電設(shè)備的選型與配套

張迎春

【摘 要】伴隨經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，對能源的需求也與日俱增，采煤工作中的工作量也帶來了新的挑戰(zhàn)，這就為現(xiàn)代化機(jī)械采煤帶來了機(jī)會(huì)。從過去的人力開采逐步向現(xiàn)代化機(jī)械采煤技術(shù)發(fā)展，是現(xiàn)在的趨勢。

【關(guān)鍵詞】采煤工作面；機(jī)電設(shè)備；回采

在國外發(fā)達(dá)國家，全機(jī)械化采煤已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，而世界第一采煤大國的中國，依舊處于，人工采煤，半機(jī)械化采煤共同進(jìn)行的基本國情。而導(dǎo)致這種現(xiàn)象的發(fā)生的主要原因就是對煤炭的需求。首先，我國發(fā)電系統(tǒng)主要是火力發(fā)電，其能源直接利用就是燃煤蒸汽機(jī)發(fā)電機(jī)組，而美國普遍使用的是內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，這就導(dǎo)致了兩國對煤炭需求的根本不同。針對這些，近年來，國家對十幾家煤與瓦斯突出礦井重點(diǎn)進(jìn)行了預(yù)抽瓦斯使用發(fā)電的技術(shù)革新改創(chuàng)，然而我國的基本國情仍舊無法改變，這將是長期困擾我國對煤炭需求的根本因素。而如何發(fā)展，首先就機(jī)械采煤中對機(jī)電設(shè)備的選型來講，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化機(jī)械采煤的重大改革，還是對設(shè)備配套選型上的。

1.煤礦機(jī)電設(shè)備配套的原則

首先來說，堅(jiān)持生產(chǎn)能力的相互配套，根據(jù)采煤的實(shí)際情況決定采煤機(jī)械的選取，而應(yīng)用最廣的就是割煤機(jī)、鑿巖機(jī)、落煤系統(tǒng)和皮帶系統(tǒng)等。割煤機(jī)的使用最為廣泛，人機(jī)一體，其對煤炭的利用率上遠(yuǎn)高于人工開采。針對煤層斷面寬厚煤質(zhì)較硬的煤層，我們可以選擇軸壁式鑿巖機(jī)，其功率大，采煤效率高，在回采工作面加上皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)將落煤回采至井底煤倉。軸壁式鑿巖機(jī)的缺點(diǎn)在于對煤炭的回采率較低，往往還要配上人工挖采來提高煤炭回采率。落煤即直接頂落煤，和放煤軌道運(yùn)輸，可以一定程度上減少人工的數(shù)量和工作量，而針對放煤回采方式，其缺點(diǎn)就在于放煤漏斗對煤炭的天然浪費(fèi)和對回采煤的品質(zhì)影響。

其次，堅(jiān)持設(shè)備性能的配套，回采工作面機(jī)電設(shè)備的性能配套方面要能夠一定程度上確保設(shè)備之間的協(xié)調(diào)作用，從而保證各機(jī)電設(shè)備之間的緊密配合。一邊確?；夭擅娴陌踩裕贿叴_保回采作業(yè)的工作效率。

然后，我們要堅(jiān)持空間配套的原則，就如最開始說的那樣，高效采煤工藝配合回采率高的人工采，這樣即保證了工作的有效進(jìn)行，又保障了采煤的回采效率。而空間配套在另一方面也體現(xiàn)在對回采區(qū)的采煤方式和留空方式。例如，留煤柱的空間位置，往往導(dǎo)致回采等的有序進(jìn)程。

最后，維持采煤機(jī)械的壽命配套，要跟班推進(jìn)，確保采煤機(jī)械的利用周期，從而進(jìn)行有序的作業(yè)。一般井下采煤工作面的機(jī)電設(shè)備都是國標(biāo)防爆型機(jī)械，有專門的電力配送中心，在維修中一定確保其安全性。

2.回采工作面“三機(jī)”的選擇

（1）對于采煤機(jī)的選擇，首先采煤機(jī)的選擇，要針對煤層賦存條件來決定采煤機(jī)截割高度，采煤機(jī)截割深度以及煤壁硬度抗剪強(qiáng)度進(jìn)行參照開產(chǎn)；然后選用較為簡便、維修方便、價(jià)格便宜的采煤機(jī)；其次，選擇功能最為健全的采煤機(jī)；最后采煤機(jī)要滿足本煤層的進(jìn)尺工作強(qiáng)度，使作業(yè)能夠有序進(jìn)行。

（2）對于刮板輸送機(jī)的選擇，首先要確保設(shè)備能夠滿足工作面落煤量的需求，其最大工作能力應(yīng)該滿足1.2倍采煤機(jī)生產(chǎn)能力；其次，刮板輸送機(jī)的特征應(yīng)該針對工作面的傾斜角度，根據(jù)鋪設(shè)的長度等方面進(jìn)行選擇；最后所選擇的刮板輸送設(shè)備要完全能與采煤機(jī)配合使用，刮板輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)及使用維護(hù)要方便。

（3）液壓支架的選擇一般來講，首先要考慮的是所要支護(hù)的地質(zhì)條件，確定支護(hù)的強(qiáng)度；其次結(jié)合液壓支架的支護(hù)面對通風(fēng)口的空間位置，進(jìn)行配合，確保在采風(fēng)量達(dá)標(biāo)的情況下完成支護(hù)工作；然后，根據(jù)煤層賦存，選擇價(jià)格合適的液壓支架；最后液壓支架的選擇要和采煤機(jī)與刮板輸送機(jī)相互配合，支架的寬度要和刮板輸送機(jī)溜槽長度相等，這樣在一定程度上才能完成回采工作面的生產(chǎn)任務(wù)。

3.機(jī)械選型

第一，采煤機(jī)的選型要考慮到采煤機(jī)的切割速度，結(jié)合實(shí)際情況在提高采煤的同時(shí)，根據(jù)煤礦開采的進(jìn)度來選擇合適的采煤機(jī)。而這個(gè)時(shí)候我們還應(yīng)該考慮到采煤機(jī)的額定生產(chǎn)能力，根據(jù)我們采煤機(jī)的能力計(jì)算方程：Q=60VHBP（H是開采高度，V是進(jìn)尺速度，B是滾筒橫截面寬，P是所采煤質(zhì)的密度），來確定采煤機(jī)的選型。采煤機(jī)的功率大小一般取決于煤層硬度和開采厚度和采煤機(jī)牽引速度決定，在我國還沒有確切的計(jì)算采煤機(jī)功率的計(jì)算方法，而上面的方程也只是粗略的計(jì)算，國外先進(jìn)國家，因?yàn)槠涓叨葯C(jī)械化，其計(jì)算也比較合理，其推算出的數(shù)值也更為精確。

第二，液壓支架的選型上，根據(jù)工作面的圍巖壓力進(jìn)行選擇，其中要考慮到的因素有巷道標(biāo)高，圍巖壓力系數(shù)，頂板巖層垮塌率，底板冒底系數(shù)，煤層瓦斯儲(chǔ)存量。這些都是我們選擇液壓支架的一項(xiàng)重要表準(zhǔn)，是保證液壓支架能在服務(wù)年限內(nèi)正常工作的一項(xiàng)參照數(shù)據(jù)。而液壓支架的支護(hù)強(qiáng)度計(jì)算公式，我們通常用的就是Q=K1H1og*0.001cosα（K1指的是支架上部頂巖厚度系數(shù)，Q是說所需支護(hù)強(qiáng)度，H指才高最大值，α就是煤層傾角）。根絕這個(gè)結(jié)算方法，計(jì)算出我們回采工作面所需要的是哪一類液壓支架然后進(jìn)行安排。

第三，采煤工作面刮板輸送機(jī)的選擇上，近年來綜合采煤技術(shù)的進(jìn)程不斷加快，綜合采煤即機(jī)械采和人工采的配合采煤法，所以對刮板輸送機(jī)的要求也與日俱增，主要仍舊是刮板輸送機(jī)的負(fù)載量和額定輸送功率的不斷增加，導(dǎo)致了對刮板輸送機(jī)的選擇。隨著綜合機(jī)械化裝備技術(shù)和綜合管理水平的提高，對刮板輸送機(jī)的輸送長度有了新的標(biāo)準(zhǔn)，所以在選型上就有了新的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4.創(chuàng)新幾點(diǎn)設(shè)備開發(fā)和使用

在采掘進(jìn)程中，會(huì)有很多的臨時(shí)性突發(fā)事件，針對這些，我們要做的還有很多，例如：

4.1采煤機(jī)的防滑處理

首先在采煤機(jī)開機(jī)過程中，現(xiàn)場需要對采煤機(jī)牽引組、行走組、液壓制動(dòng)組、運(yùn)輸機(jī)組等機(jī)組進(jìn)行檢查，看是否需要維修。

然后在割煤過程中，采用合適的回采工藝流程進(jìn)行規(guī)范化的作業(yè)，進(jìn)行軌道移駕，運(yùn)輸機(jī)彎曲盡量靠近采煤機(jī)。其中表現(xiàn)突出的就是雙翼雙向上行割煤，此割煤的時(shí)候，滾筒上下全部落地。

針對傾角較大的采煤工作面，通過對采煤機(jī)的PLC程序的調(diào)整，可以啟動(dòng)采煤機(jī)進(jìn)行割煤進(jìn)程，應(yīng)當(dāng)先牽引后松閘，從而防止機(jī)器下滑。而采煤機(jī)要及時(shí)檢查實(shí)心花鍵軸是否需要更換，防止大傾角采煤中出現(xiàn)滑軌事件的發(fā)生。

最后，采用具有制動(dòng)能效的四項(xiàng)變頻技術(shù)進(jìn)行采煤機(jī)的控制，可實(shí)現(xiàn)在惡劣作業(yè)環(huán)境下的均速割煤，啟動(dòng)前要檢查制動(dòng)系統(tǒng)的彈簧是否需要更換，從而確保采煤機(jī)的制動(dòng)正常。

4.2液壓支架的防滑處理

若要保障回采工作面的順利和安全，防止液壓支架的倒塌尤為重要，在實(shí)踐中我們通過以下的有序操作和技術(shù)工藝來完成防倒滑工作。

首先對于支架底部進(jìn)行防倒滑處理，一般采用在下側(cè)錨鏈加固，頂部進(jìn)行穩(wěn)定點(diǎn)支撐，中間進(jìn)行螺絲加固。

然后是工作面的機(jī)巷超前風(fēng)巷回采，在根據(jù)回采工作面傾斜角度變化的情況下，不斷的調(diào)整機(jī)巷的超前量，進(jìn)而保證支架運(yùn)輸機(jī)的穩(wěn)定。

再然后跟頂跟底回采，第一次來壓和斷層褶曲面以及嚴(yán)重冒底片幫區(qū)時(shí)，采高應(yīng)該嚴(yán)格控制。

最后加強(qiáng)工程質(zhì)量，嚴(yán)格控制頂?shù)装迩懈罹€劃分，同時(shí)保證液壓支架和運(yùn)輸機(jī)的固定，進(jìn)而保證各項(xiàng)作業(yè)不滯后。而針對頂?shù)装迤鸱环€(wěn)定的地區(qū)，適當(dāng)做出修正工作，確保液壓支架的防滑工作。

4.3刮板輸送機(jī)的安全治理措施

為實(shí)現(xiàn)有效的溜煤輸送，在刮板輸送機(jī)的刮板上適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，應(yīng)對大傾斜角度的運(yùn)煤進(jìn)程，而大傾斜角度的運(yùn)輸，往往是上下山運(yùn)輸，那么上坡時(shí)的功率就會(huì)加大，此時(shí)刮板輸送機(jī)功率加大，就可能導(dǎo)致機(jī)械老化，或者起火，其液壓潤滑油要保證其充足，而電機(jī)負(fù)荷量應(yīng)當(dāng)在應(yīng)對此類情況而進(jìn)行更換，從而保證運(yùn)輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。

刮板輸送機(jī)嚴(yán)禁站人，此項(xiàng)制度在井下作業(yè)中已經(jīng)提出了好些年了，期間對工人的傷害也不是一例兩例，輸送機(jī)皮帶載人，不僅加重了皮帶的符合，還會(huì)影響到所載人的生命安全。刮板輸送機(jī)中部煤巖破碎裝置，可以減小煤塊大小，從而使輸送機(jī)的負(fù)載降低。從而保障刮板輸送機(jī)的安全進(jìn)程。

5.結(jié)語

我國現(xiàn)行綜合機(jī)械化采煤工作的進(jìn)程，其目的是把回采工作做到更為合理、科學(xué)、高效。而如何將這些任務(wù)緊密的結(jié)合在一起，就成為了實(shí)現(xiàn)采煤回采工作的重中之重，各設(shè)備之間合理的匹配，可以將工作效率科學(xué)化的提高到一個(gè)極限。機(jī)電設(shè)備之間的相互配套還能夠有效的改善回采工作的作業(yè)條件，一定程度上還可以提高回采工作的穩(wěn)定有序進(jìn)程，從而降低危險(xiǎn)系數(shù)。 [科]