淺談綜采設(shè)備配套

摘 要：文章介紹了綜采工作面的設(shè)備配套流程，簡要闡述了綜采工作面主要設(shè)備的選型原則與配套過程，以及設(shè)備配套中需要考慮的一些因素。對設(shè)備關(guān)鍵尺寸及性能進(jìn)行統(tǒng)一要求，可以提高設(shè)備通用性，從而提高設(shè)備綜合利用率。

關(guān)鍵詞：綜采設(shè)備；選型原則；設(shè)備配套；綜合利用率

綜合機(jī)械化采煤是指采煤工作面支護(hù)、割煤、裝煤、運(yùn)煤等生產(chǎn)過程，綜采設(shè)備是綜合機(jī)械化采煤工作面機(jī)電設(shè)備的總稱。采煤機(jī)在刮板輸送機(jī)中部槽銷排和鏟煤板上行走割煤，刮板輸送機(jī)將采煤機(jī)割下來的煤輸送到膠帶機(jī)上，液壓支架通過支撐頂板實(shí)現(xiàn)對采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)合理有效的防護(hù)，同時要以輸送機(jī)為支點(diǎn)進(jìn)行移架，并通過推移輸送機(jī)將采煤機(jī)推向煤壁進(jìn)刀，從而保證工作面持續(xù)向前推進(jìn)，三者之間相輔相成，缺一不可。因此，采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架之間在性能結(jié)構(gòu)、空間尺寸、生產(chǎn)能力、服務(wù)時間等方面必須相互配合，才能正常發(fā)揮各自的效能，提高綜采工作面生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。

1 綜采設(shè)備配套流程

綜采工作面設(shè)備配套主要是刮板輸送機(jī)、液壓支架和采煤機(jī)三者的的選型與配套，綜采設(shè)備配套流程為：生產(chǎn)接續(xù)計(jì)劃——地質(zhì)條件——生產(chǎn)能力——液壓支架選型——采煤機(jī)選型——刮板輸送機(jī)選型——順槽開關(guān)、移變、電纜、泵站等選型。首先按照礦井生產(chǎn)接續(xù)計(jì)劃，根據(jù)工作面的采高、壓力、頂板等地質(zhì)條件確定工作面生產(chǎn)能力，并根據(jù)工作面基礎(chǔ)數(shù)據(jù)依次確定液壓支架、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)型號，最后確定順槽開關(guān)、移變、電纜、泵站等設(shè)備的型號。

2 設(shè)備選型原則

2.1 液壓支架的選型原則

（1）支架的工作阻力應(yīng)與工作面頂板類型和煤層賦從條件相適應(yīng)，支護(hù)強(qiáng)度與工作面礦壓相適應(yīng)。（2）液壓支架的支撐高度要根據(jù)煤層厚度及其變化情況進(jìn)行確定，最小支撐高度應(yīng)大于采煤機(jī)的機(jī)身高度和支架頂梁厚度之和，并留有一定的過機(jī)高度。（3）液壓支架推移千斤頂?shù)男谐虘?yīng)大于采煤機(jī)截深，支架寬度應(yīng)與刮板輸送機(jī)的中部槽寬度相適應(yīng)。梁端距要適應(yīng)頂板要求，前柱與電纜槽需留有一定的距離，避免與電纜槽干涉，并保護(hù)井下人員的人身安全。（4）支護(hù)斷面適應(yīng)通風(fēng)要求，保證有足夠的過風(fēng)量，且不得超過《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)規(guī)定。（5）對順槽頂板壓力較大的礦井，配套使用整體頂梁結(jié)構(gòu)的端頭、過渡支架，根據(jù)頂板情況及采煤工藝合理配套使用伸縮頂梁。（6）工作面頭尾起伏較大時，配套使用防倒裝置。

2.2 采煤機(jī)的選型原則

（1）采煤機(jī)要適應(yīng)工作面煤層條件，采煤機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)能力、采高、截深、截割速度、牽引速度、滾筒直徑和功率等參數(shù)選取合理，有較大的適用范圍，采煤機(jī)的適應(yīng)傾角應(yīng)大于煤層傾角。（2）采煤機(jī)工作可靠性高，技術(shù)性能穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，故障率低，機(jī)電和人身安全保護(hù)完善，經(jīng)濟(jì)效益顯著，便于操作維護(hù)。（3）對于煤質(zhì)較硬、含矸量較大的煤層，為了保證采煤機(jī)割煤效果，配套使用同等采高功率較大的采煤機(jī)。薄煤層開采時需考慮滾筒的裝煤效果，條件具備時可選擇彎搖臂。

2.3 刮板輸送機(jī)的選型原則

（1）刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)大于采煤機(jī)采煤能力，以保證工作面出現(xiàn)片幫、過載等特殊情況時的運(yùn)輸能力。（2）刮板機(jī)的結(jié)構(gòu)必須與采煤機(jī)底托架和行走機(jī)構(gòu)尺寸相匹配，防止干涉。刮板運(yùn)輸機(jī)鏟煤板鏟刃要有較大斜面，要向底板下扎，確保硬幫浮煤能夠鏟起。（3）為實(shí)現(xiàn)工作面的自開缺口，要求工作面的刮板機(jī)機(jī)頭和機(jī)尾兩端長度盡量短，高度盡量低，兩端向煤壁側(cè)變線設(shè)計(jì)。中部槽底座不能太高，以免影響采煤機(jī)滾筒臥底量，造成裝煤效果不好，機(jī)頭機(jī)尾處三角煤割不透。（4）刮板機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)應(yīng)能滿足左右工作面調(diào)向的需要。（5）由于生產(chǎn)能力不斷提高，刮板機(jī)向大運(yùn)量和大功率方向發(fā)展，刮板機(jī)外廓尺寸應(yīng)與采煤機(jī)和液壓支架相匹配。（6）底板條件差、易鼓底的工作面，需配套采煤機(jī)可割透整個刮板機(jī)機(jī)尾部的平行機(jī)尾；涌水量大的工作面，需配套平行機(jī)尾，便于機(jī)尾清煤，可不考慮完全割透性；推進(jìn)方向起伏較大的工作面，需配套采煤機(jī)可割透整個刮板機(jī)機(jī)尾部的平行機(jī)尾；頂板破碎嚴(yán)重的工作面，需配套平行機(jī)尾，便于超前支護(hù)。（7）根據(jù)礦井水質(zhì)條件，水質(zhì)較差的煤礦盡量不使用TTT水介質(zhì)軟啟動刮板機(jī)，避免故障率增加，降低設(shè)備使用壽命。

3 設(shè)備配套原則

3.1 幾何尺寸配套

根據(jù)工作面的采高、地質(zhì)條件和產(chǎn)量確定采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架和的基本型號以后，為了在保證安全生產(chǎn)的前提下充分發(fā)揮綜采工作面的最大生產(chǎn)能力，三者之間在空間尺寸方面，也必須互相匹配協(xié)調(diào)，以避免在采煤過程中出現(xiàn)相互干涉，如輸送機(jī)溜槽擋煤板高度是否與采煤機(jī)牽引扭矩軸和破碎機(jī)干涉，擋煤板電纜槽內(nèi)寬是否與采煤機(jī)電纜夾外寬干涉等。配套時需考慮的主要參數(shù)有臥底量、鏟間距、過煤高度、粱端距等。（1）臥底量：臥底量是采煤機(jī)搖臂降至最低位置時，采煤機(jī)滾筒的下端點(diǎn)與刮板輸送機(jī)中部槽底面之間的垂直距離。臥底量的大小主要影響采煤機(jī)在工作面兩端割三角煤的情況，不得在頂板與底板之間留有臺階，較大的臥底量對于底板起伏不平的適應(yīng)能力較強(qiáng)。（2）梁端距：梁端距是支架頂梁前端到煤壁的水平距離，從頂板管理角度考慮，梁端距越小越好，可有效防止片幫、冒頂情況的發(fā)生，但由于沿工作面推進(jìn)方向底板起伏不平，輸送機(jī)發(fā)生偏斜會導(dǎo)致采煤機(jī)滾筒截割頂梁，需要留一定的梁端距，合適的梁端距要根據(jù)煤層厚度、頂板情況等具體情況確定。（3）過煤高度：過煤高度是刮板輸送機(jī)中部槽中板的上面距采煤機(jī)機(jī)身的下面之間的距離，為了讓大塊煤和矸石順利通過，在煤質(zhì)硬時，過煤高度應(yīng)該選取大一點(diǎn)，在煤質(zhì)松軟時可以取小一點(diǎn)。（4）中心距：中心距是采煤機(jī)中心到刮板輸送機(jī)中心的水平距離，過大的中心距會影響采煤機(jī)割煤時的橫向穩(wěn)定性，在滿足正常生產(chǎn)的情況下，中心距可以取小一些。（5）鏟間距：鏟間距是采煤機(jī)滾筒到刮板輸送機(jī)中部槽鏟煤板之間的水平距離，鏟間距過小會造成采煤機(jī)滾筒與中部槽干涉，鏟間距過大會影響滾筒的裝煤效果，在不干涉的情況下，鏟間距可以取小一點(diǎn)。

3.2 生產(chǎn)能力配套

要求采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、順槽膠帶機(jī)組成的生產(chǎn)系統(tǒng)中，每一后者的生產(chǎn)率要大于前者。采煤機(jī)的生產(chǎn)能力應(yīng)滿足綜采工作面的生產(chǎn)任務(wù)，刮板機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)大于采煤機(jī)的生產(chǎn)能力，轉(zhuǎn)載機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)大于刮板機(jī)的運(yùn)輸能力，破碎機(jī)應(yīng)該及時破碎掉生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的大塊煤、矸石等，順槽膠帶機(jī)的運(yùn)輸能力應(yīng)大于刮板輸送機(jī)機(jī)的運(yùn)輸能力，液壓支架的移架速度應(yīng)大于采煤機(jī)的工作速度，而泵站的輸出壓力與流量應(yīng)滿足液壓支架正常工作和工作面噴霧除塵的需要。綜采面生產(chǎn)能力應(yīng)和供風(fēng)量一致，配電能力應(yīng)滿足工作面整體用電要求。

3.3 服務(wù)時間配套

高產(chǎn)高效要求綜采工作面采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)等設(shè)備必須處于良好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，大修周期應(yīng)該相互接近，如果生產(chǎn)過程中頻繁地更換設(shè)備進(jìn)行大修，必然影響高產(chǎn)高效的實(shí)現(xiàn)，或某種設(shè)備長時間疲勞運(yùn)轉(zhuǎn)，將影響設(shè)備后續(xù)的維修和使用。一般情況下，綜采設(shè)備服務(wù)時間配套（也稱壽命配套）可按過煤量進(jìn)行衡量。在前期配套時，要對設(shè)備的服務(wù)時間進(jìn)行科學(xué)的論證和綜合評價，以便充分發(fā)揮設(shè)備的整體效能。

3.4 性能配套

采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)形式必須與刮板輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及附件相匹配，如采煤機(jī)導(dǎo)向滑靴與輸送機(jī)溜槽銷排相互匹配，支撐滑靴與溜槽槽幫間距合理，采煤機(jī)搖臂與輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾相互匹配滿足自開切口的需要，滿足機(jī)頭機(jī)尾割透性，以及是否連鎖控制等。液壓支架的推移千斤頂連接裝置的間距和連接機(jī)構(gòu)與輸送機(jī)中部槽相匹配。支架支護(hù)高度與采煤機(jī)的采高范圍相適應(yīng)，支架推移步距與采煤機(jī)截深相適應(yīng)。泵站的流量和壓力需滿足液壓支架快速移架、噴霧除塵以及工作面長度造成的壓力損耗的要求，開關(guān)與所控制設(shè)備的電機(jī)之間連接電纜和插頭的匹配。液壓支架、采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)三者之間實(shí)現(xiàn)聯(lián)動，包括自動噴霧系統(tǒng)，并保證與礦區(qū)現(xiàn)有設(shè)備的互換性。新舊鏈輪與新舊鏈條的配套，遵守新新搭配或舊舊搭配的原則；新舊鏈條搭配使用時，必須分段對稱安裝，且舊鏈條伸長量必須小于1.5%，兩頭鏈輪必須全部為新或全部為舊；舊舊鏈條搭配使用時，伸長量相差范圍必須小于1.5%。不同制造商中部槽拼套使用時必須現(xiàn)場對接，核實(shí)每批的制造商、擋煤板總高度、電纜槽高度位置、拖曳電纜槽內(nèi)寬、電纜槽封閉方式、擋煤板墊塊厚度、中底板厚度、弧頂磨損情況、鏟板厚度、連接板眼距等，確定安裝順序，并將對接處兩節(jié)中部槽打磨中底板及改造電纜槽，必要時加工特殊連接板，同時根據(jù)切眼機(jī)窩位置，精確計(jì)算采煤機(jī)下壓中部槽為哪一批。

3.5 其他設(shè)備配套

轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)高度與順槽高度相適應(yīng)。配套時需提前核實(shí)破碎機(jī)錘頭墊塊高度，轉(zhuǎn)載機(jī)旋轉(zhuǎn)槽、鵝頸槽擋煤板是否需加高或降低。配套運(yùn)順超前支架時要在破碎機(jī)上焊接連接耳座，并計(jì)算旋轉(zhuǎn)槽長度是否滿足要求。順槽膠帶機(jī)自移機(jī)尾鉸接座定位孔與轉(zhuǎn)載機(jī)底座定位銷要相互匹配，若兩者與巷道高度不匹配，需要降低轉(zhuǎn)載機(jī)加高段或自移機(jī)尾鉸接座。設(shè)備列車高度、寬度與巷道尺寸匹配。移變?nèi)萘亢碗妷旱燃墸_關(guān)回路數(shù)，接觸器容量，電纜型號等與采煤機(jī)、輸送機(jī)、泵站功率相匹配，由于工作面還有一些小型設(shè)備，故移動變電站的容量選用要有一定的富裕。配套電纜截面和長度均應(yīng)按最遠(yuǎn)距離選取，在選用供配電系統(tǒng)和設(shè)備布置方式時，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

4 結(jié)束語

綜采設(shè)備一般都是成套購置的，根據(jù)煤層賦從條件、生產(chǎn)能力、設(shè)備新舊接替要求，以及動力供應(yīng)等狀況，采用不同的采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)等設(shè)備可配套成多種合理的綜采工作面成套設(shè)備，選擇設(shè)備時在性能結(jié)構(gòu)、幾何尺寸、生產(chǎn)能力、服務(wù)時間配套等方面進(jìn)行綜合考慮，才能正常發(fā)揮各自的效能，提高綜采工作面生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。對設(shè)備關(guān)鍵尺寸及性能進(jìn)行統(tǒng)一要求，可以提高設(shè)備通用性，從而提高設(shè)備綜合利用率。

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