綜采工作面設備的選型與配套原則探析

賀建民

（同煤集團忻州窯礦，山西大同037021）

1 液壓支架、采煤機、刮板輸送機選型原則

1.1 液壓支架選型原則

支架以液體壓力為動力，完成對工作面頂板的支撐、切頂、擋矸、護幫、支架前移，以及推移工作面刮板輸送機等一套動作。

1）工作面液壓支架實際支護強度應適應于工作面礦壓，支架的初撐力以及工作阻力，不僅應符合直接頂巖層壓力，而且應能承受頂巖層移動形成的壓力，使空頂區的頂板與底板盡量少移近。

2）支架斷面應不影響礦井通風，確保足夠的風量與風速能順利通過支架斷面，應符合《煤礦安全規程》中的各項規定。

3）支架結構應適應于工作面截割高度、煤層厚度變化情況以及節理方向發育趨勢等煤層賦存條件。

4）支架不應過重，使其底座不會對工作面底板施加過大的壓力，以謹防壓壞工作面底板。在生產中，可參照工作面在用液壓支架底座比壓，通過類比法來確定支架底座對底板比壓情況，或借助相關儀器來實測支架底座對底板的比壓大小。

5）支架寬度應與工作面所用刮板輸送機中部槽長度一致。支架推移千斤頂的活動行程應大于采煤機截深，且支架移架速度應能適應采煤機的工作牽引速度[1]。

1.2 采煤機選型原則

首先，所選的采煤機應具備良好的工作性能，且應有完善的保護功能。其次，所選的采煤機適用范圍應足夠大，應能很好地適應特定煤層地質狀況，且采煤機的一些主要參數如截割高度情況、截深高低、功率大小以及牽引方式等應合理選取[2]。

1.3 刮板輸送機選型原則

1）選用刮板輸送機的最大輸送能力應比采煤機最大生產能力大，通常應在乘以1.2倍的不均衡系統的基礎上進行選擇。

2）刮板輸送機與采煤機的具體結構形式應相互配套，刮板輸送機中部槽結構應適應于工作面底板條件，并應匹配于采煤機底托架與行走機構。同時中部槽的長度應匹配于支架寬度，適應于支架推移千斤頂連接裝置間距與相關配合結構。

3）應給刮板輸送機機頭、機尾裝設防滑錨固裝置，這樣當輸送機在傾角較大的工作面作業時，可有效防治刮板輸送機發生下滑現象。

4）為使刮板輸送機與采煤機自開切口相配合，最好選用短機頭與短機尾的刮板輸送機，此外為使輸送機通過壓鏈塊的能耗更低，輸送機機頭架與機尾架不應布設太大的中板升角。

2 液壓支架、采煤機、刮板輸送機配套原則

2.1 生產能力配套

采煤機實際落煤能力是決定工作面生產能力的主要因素，而工作面所用的刮板輸送機輸送能力、轉載機轉載能力以及帶式輸送機運輸能力等都應比采煤機的生產能力大。

1）工作面年產量。對于工作面年產量的計算，可依據日產量與月工作日數先算出月產量，然后再根據每年工作月數再計算出年產量。具體可依據公式（1）來計算工作面日產量：

式中：Qd為工作面日產量，t/d；I日為工作面每日具體推進長度，m；H表示平均截割高度，m；L為工作面長度，m；ρ為煤密度，t/m3，煤密度通?？扇?.2～1.4 t/m3；c為工作面實際回采率[3]。

2）采煤機生產能力。采煤機是影響綜采工作面高產、高效生產的一重要設備。在實際生產中可參照工作面的年產量與小時生產能力來綜合確定采煤機的生產能力。在實際生產中可按公式（2）來計算采煤機生產能力：

式中：Qv為采煤機具體生產能力，t/h；H1為采煤機在工作面截割高度，m；B為采煤機截深大小，m；vq為采煤機割煤時的平均牽引速度，m/min。

3）液壓支架移架速度?；诘V井地質條件復雜，生產環境惡劣，為確保采煤機能實現穩定連續割煤，工作面所配套的液壓支架移架速度應足夠快，應能跟上采煤機的實際牽引速度，不然易造成采煤機后方空頂面積變大，引發梁端頂板發生冒落現象。對于液壓支架移架速度，可按公式（3）計算：

式中：vy為支架移架速度，m/min；A為支架中心距，m；k為從泵站到支架間發生管路泄漏的具體損失系數，通常可取1.1～1.3；∑V1為一架支架讓所有立柱與千斤頂全部動作所需液體體積大小，L；qb為支架中心距系數。

4）刮板輸送機生產能力。在選擇刮板輸送機時，選擇的刮板輸送機運輸能力應足夠大，不僅應能及時全部運走采煤機采落的煤，而且應留有足夠富余能力，以防工作面發生片幫現象或過載現象等特殊情況時也能及時處理。根據公式（4）來計算刮板輸送機的運輸能力。

式中：Qg為刮板輸送機輸送能力，t/h；F為中部槽裝載斷面積，m2；φ代表貨載裝滿系數；ρ松為煤的松散密度，t/m；Vg為刮板鏈實際轉動速度，m/s[4]。

2.2 設備性能配套

綜采工作面設備性能間科學、合理配套，可解決各設備性能間相互制約問題，使各設備性能得到充分發揮，實現工作面的高產、高效。

1）刮板輸送機性能與采煤機性能相配套。首先在結構形式上，刮板輸送機必須與采煤機相匹配。如輸送機槽應能滿足采煤機行走機構、底托架結構與滑靴結構工作需要，工作面電纜托移方法、水管托移方法都應合理，刮板輸送機機頭、機尾應與采煤機搖臂的配套形式應能滿足采煤機自開切口需要，并能滿足連鎖控制需要。

2）刮板輸送機性能與液壓支架性能相配套。刮板輸送機的中部槽應與支架推移千斤頂連接裝置形式與間距匹配，輸送機中部槽長度應盡量與支架寬度一致[5]。

3）采煤機性能與液壓支架性能相配套。選用的采煤機截高范圍應能與支架的最大結構尺寸與最小結構尺寸相配套。采煤機截深應能配套于支架推移步距。

4）采煤工作面液壓支架、采煤機、刮板輸送機除了性能上相配套外，在設備幾何尺寸上也應相互配套，以便各設備都能充分融入其中，協調工作[6]。

3 結語

綜采設備配套問題是影響綜采工作面高產、高效的核心問題。因此，在進行綜采工作面設備選型與配套時，必須從本礦井實際情況出發，并充分結合設備選型、配套方法，科學、合理地布設工作面設備，只有這樣才能在確保安全生產的前提下，使綜采工作實現高產、高效。

[1]李建民，耿清友，周志坡.我國煤礦綜采技術應用現狀與發展[J].煤炭科學技術，2013（10）：77-80.

[2]翟新獻，董雙喜，盧廷奇，等.厚煤層分層綜采設備配套分析[J].煤，2012（10）：45-48.

[3]鐵占緒.分層綜采機械化發展與綜采設備之間的關系[J].礦山壓力與頂板管理，2014（8）：63-66.

[4]郝成軍，陳平，李萬山.淺淡綜采設備的選型與配套原則[J].煤炭工程，2015（10）：37-39.

[5]范曉紅.綜采機械設備的科學配置[J].煤炭技術，2008（3）：48-49.

[6]田虹云.論綜采工作面設備的選型與配套探索[J].煤炭與化工，

2014（7）：15-16.