淺議綜采工作面“三機”選型與配套的原則

王明亮

（山西太重煤機煤礦裝備成套有限公司，山西 太原030032）

安全高產高效現代化的采煤工作面的落煤、裝煤、運煤、支護等生產過程是一個系統工程，整個系統的先進和可靠，不僅取決于單機設備的先進性和可靠性，設備的合理選型和配套也是至關重要的。“設備、選型、配套”三者缺一不可，相輔相成，否則，設備選型及配套不合理，勢必影響各單機性能的發揮，造成綜采設備開機率的降低，甚至導致綜采生產無法正常進行，不能實現綜采工作面安全高產高效現代化。為了充分發揮綜采設備的最大生產能力并保證安全生產，必須對綜采設備正確選型、合理布置、協調配套。

1 “三機”選型原則

1.1 采煤機選型原則

（1）適合特定的煤層地質條件，并且采煤機采高、截深、功率、牽引方式等主要參數選取合理，有較大的適用范圍。

（2）滿足工作面開采生產能力要求，采煤機實際生產能力要大于工作面設計生產能力；滿足與刮板輸送機和液壓支架的匹配要求。

（3）采煤機技術性能良好，工作可靠性高，各種保護功能完善。

1.2 液壓支架選型原則

（1）支護強度應與工作面礦壓相適應。支架的初撐力和工作阻力要適應直接頂和基本頂巖層移動產生的壓力，將空頂區的頂底板移近量控制到最小程度。

（2）支架結構應與煤層賦存條件相適應。

（3）支護斷面應與通風要求相適應，保證有足夠的風量通過。

（4）液壓支架應與采煤機、刮板輸送機等設備相匹配。支架的寬度應與刮板輸送機中部槽長度相一致，推移千斤頂的行程應比采煤機截深大100～200 mm，支架沿工作面的移架速度應能跟上采煤機的工作牽引速度。

1.3 刮板輸送機選型原則

（1）刮板輸送機應能保證工作面落煤生產能力需要，選擇刮板輸送機應以工作面最大生產能力乘以1.2的不均衡系數為基礎。

（2）結構形式一般與采煤機相配套，輸送機槽的結構應與工作面底板條件相適應，并應考慮與采煤機底板托架和行走機構尺寸相匹配。

（3）輸送機鋪設長度可根據刮板輸送機技術特征、輸送量、鏈速和工作面傾角等因素確定。

2 “三機”之間的匹配原則

2.1 采煤機與液壓支架的匹配

采煤機與液壓支架之間無相互直接連接關系，但卻有兩個相互位置關系需要予以重視。第一個關系是采煤機機身最高點與對應處液壓支架頂梁下面的關系。采煤機沿工作面往返割煤時，其機身要在支架頂梁下通過，此時應保證二者在正常情況下不產生干涉。為達此要求，通常二者間沿高度方向的距離應保持在0.2 m左右。特殊情況下特殊對待。

采煤機與液壓支架的另一個重要位置尺寸關系是采煤機截割滾筒側面到支架前梁端部的距離。此距離過小，將可能導致割頂梁事故；過大將會增大支架梁端距和控頂距，不利于采煤機機道處的頂板管理。這一尺寸可以通過計算采煤機、刮板輸送機、液壓支架三者的配套尺寸鏈予以精確確認。通常，該距離在采煤機滾筒向支架方向偏擺5°～6°時達50mm～60mm，否則便要通過加大支架梁端距予以調整。

2.2 采煤機與輸送機的匹配

采煤機與輸送機的配套應確保采煤機能有效履行其功能，在輸送機上暢行無阻，在任何情況下都不能出現干涉、掉道等現象；同時還應該保證采煤機的橫向穩定性，并且便于司機操作。另外，采煤機與輸送機的配套位置還應該保證采煤機下有足夠的過煤空間等。此外還應該檢查采煤機拖纜中心是否與輸送機電纜槽中心對齊。

過煤高度太低造成機身下面的煤流堵塞。一般中厚煤層，過煤高度≥250mm～300mm；薄煤層，過煤高度≥200mm～240mm，最小不小于l40mm～160mm。

2.3 輸送機與液壓支架的匹配

輸送機通過擋板側槽幫上的推移耳板和耳孔與十字頭及液壓支架推移結構(推桿)相連，以實現推移輸送機和拉移支架，保證成套設備循環推進的功能。輸送機與液壓支架的配套應注意兩個問題，其一為下部配套，即推移耳板的配套問題。推移耳板應具有足夠的強度，并且應該大于十字頭的強度，這是一個基本原則。推移耳孔的推溜中心和拉架中心高度要仔細選定，以保證推移輸送機時，其鏟板處于最佳狀態(既不出現漂溜，又不出現扎底現象，并且具有最小推移阻力)，拉架時不會出現支架底座前扎底現象。兩種耳孔中心的高度應分別根據工作面底板性質和支架推移機構回轉中心高度確定。推移耳板處還應該保證在推拉兩種狀態下，十字頭不與耳板或槽幫突出部干涉，支架底座前端不與輸送機槽幫干涉。輸送機與液壓支架配套的另一個問題即上部問題，是應保證拉架后支架前橋與輸送機電纜槽之間有合理間距，該間隙可按與輸送機電纜槽向支架方向傾斜5°～6°不與支架前橋干涉而予以確認，該間隙與電纜槽即支架前橋寬度均有關。另一個尺寸是支架前的行人寬度，一般情況下，該尺寸不應該小于500mm，對于薄煤層綜采工作面拉架后的人行寬度也不應該小于500mm。

2.4 幾何關系匹配

綜采成套設備的幾何關系匹配主要是中部“三機”幾何關系配套設計，保證設備運行是采煤機、刮板輸送機和液壓支架相互配合、不相互發生干涉與影響，使設備的效能能夠充分發揮。幾何關系的主要檢查配套關系包括7個部分的設備配套及布置關系：

（1）工作面綜采成套設備整體布置圖；

（2）中部斷面三機配套圖；

（3）過渡支架三機配套圖；

（4）端頭支架三機配套圖；

（5）上下端頭設備布置圖；

（6）工作面整體布架圖；

（7）設備列車車載設備布置圖。

在三機配套中必須合理地控制梁端距、鏟間距、臥底量、過煤空間、過機間隙、行人空間等，以保證工作面設備最大效能地發揮。

2.5 生產能力匹配

為實現工作面設備的正常運行，要求工作面設計產能、采煤機產能、刮板輸送機、轉載機、破碎機和帶式輸送機的能力依次逐步增大，按不低于20%設計，并留有余量。

2.6 使用性能匹配

使用性能匹配主要指設備性能間的協調和制約問題，系統之間連接方式的匹配。

（1）支架推移步距與采煤機滾筒寬度的匹配；

（2）采煤機的搖臂與刮板機的匹配：當采煤機進行到刮板機機頭、機尾時，搖臂下擺能夠截透“三角煤”，保證留有一定臥底量，并且設備間無干涉現象；

（3）采煤機必須截透工作面兩端且至少有50mm臥底量；

（4）采煤機的滾筒外廓在運行到工作面的端部極限位置時，其底部不得與刮板輸送機的過渡槽部件干涉；

（5）目前輸送機在機頭尾部至少設計3節變線中部槽，以保證采煤機能夠截透工作面端頭；

（6）輸送機的機頭鏈輪中心高度在滿足卸載高度的前提下，應盡量降低，有利于采煤機的臥底；

（7）連接頭銷軸尺寸與輸送機擋板槽幫拉移耳孔的尺寸檢查；

（8）連接頭與輸送機推移耳的干涉檢查；

（9）連接頭在極限位置時與輸送機中部槽或推移梁基體的干涉檢查；

（10）電纜槽最大外廓與支架間的極限間隙檢查，應保證人行通道順暢。

2.7 使用壽命匹配

使用壽命匹配主要是指綜采成套設備各設備的大修周期基本相同或接近，使設備大修總時間縮短，減少在生產過程的交替大修，保證工作面能持續正常生產。傳統行業中，在使用壽命的計算上，不同設備有不同的標準。

（1）液壓支架使用壽命通常以正常使用的循環次數衡量；

（2）采煤機使用壽命通常用連續截煤長度或采煤量來衡量；

（3）刮板機使用壽命通常以過煤量來衡量。目前對設備的大修周期沒有一個統一的標準來衡量，可根據實際生產情況，制定本機組的產量規格，對綜采成套設備中主要設備按產煤量100萬t來計算和衡量。

3 結束語

綜合機械化采煤是將工作面的落煤、裝煤、運煤、支護的各個環節有機地聯系在一起，使各個環節實現機械化的過程。各設備之間的合理匹配，將使單產和效率顯著提高，勞動條件將有很大改善。

［1］梁香過,孫艷軍.綜采配套設備采煤機技術參數的計算選擇[J].煤礦機械，2010，31（5）：3-5.

［2］張廣義.綜合機械化采煤工藝[J].煤炭技術,2009,28（3）：60-62.

［3］李巖松.淺談綜采設備的選型與配套原則[J].山東煤炭科技,2011（3）：115-117.