論刨煤機組的切透性與配套性

張樹齊 ZHANG Shu-qi；張丙旭 ZHANG Bing-xu；矯文強 JIAO Wen-qiang

（①沈陽三一重型裝備有限公司，沈陽 110027；②太原工業學院，太原 030008；③大慶師范學院，大慶 163702）

（①Sany Heavy Equipment Co.，Ltd.，Shenyang 110027，China；②Taiyuan Institute of Technology，Taiyuan 030008，China；③Daqing Normal University，Daqing 163702，China）

0 引言

薄煤層工作面刨煤機組的配套，不僅要符合安全生產，高產高效，集中控制等方面的要求，而且要能夠增大工作面設計長度，并可以通過合理設置刨煤機刨削深度及相應改變刨煤速度，適應刨煤機在硬度可調范圍內，對不同煤質硬度的刨削需求，最大限度地發揮薄煤層開采優勢。本文以刨煤機組的實際應用為切入點，詳細論述了刨煤機組的配套性與切透性的關系，對刨煤機組在合理配套，具有一定的指導意義。

1 機組簡介

刨煤機組是集采煤與運輸于一體的開采設備，目前來看是最適合薄煤層開采的裝備。整套系統主要由刨頭、刨頭驅動部、刨頭運行導軌及驅動、液壓支架及其電液控制系統、工作面監測和控制系統、刮板輸送設備及順槽等部分組成。其適應了“低采高”的要求，對薄煤層的適應性強；刨煤速度快，效率高；截深淺，頂板一次暴露面積小，有利于頂板的及時支護；具備了“淺截深、多循環”的特點，使煤層瓦斯能均勻地釋放，適合薄煤層、高瓦斯礦井開采；易于實現開采自動化；工作機構相對簡單，機電事故少，操作和維護方便。[2]

2 機組切透性

刨煤機組的切透性，特指刨煤機的切透，指在刨煤機工作面開采過程中，刨頭循環作業下，工作面煤壁全部割透，而不需要在工作面兩側端人工進行清煤。

切透性不僅與刨煤機本身設計有關，而且與刨煤機組的整體布置有關。這就要求：一方面，在產品設計時機頭與機尾刨頭運行軌道至少保證不高于中部運行軌道，另一方面，在進行整機布置時，盡可能增加切透尺寸。為保證機組具備良好的切透性，一般采取順槽臥底及適當增加順槽寬度的措施。

3 機組配套性

3.1 機組配套設備間的能力配套

刨煤機組中配套設備間應具備一定的生產能力協調關系，保證機組正常循環作業。在機組配套時應滿足：

①破碎機破煤能力與轉載機輸送能力匹配；

②轉載機輸送能力與刨煤機輸送能力匹配；

③刨煤機輸送能力與落煤能力相匹配；

④支架推溜、拉架力與刨煤機受力相匹配。

其匹配關系一般符合以下關系：

破碎機破煤能力≥轉載機輸送能力≥刨煤機輸送能力≥刨煤機落煤能力

3.2 機組配套設備間的技術性能配套

機組配套設備間的技術性能配套主要解決各種配套設備（落、支、運）主要技術性能間的相互匹配，避免機組生產時相互制約問題，保證充分發揮設備性能，最大限度的滿足生產能力需求，對機組設備各自的功能和性能進行調整、改進，使設備間的性能，既能達到相互協調適應又能符合配套使用需求。在機組配套時應考慮：

①刨煤機刨頭截深與支架推移步距相適應，且程序可調。

②刨煤機刨煤速度與運煤速度相適應，且程序可調。

③刨煤機采高范圍與支架相適應。

④刨煤機刨頭刨削速度與支架移架速度向適應，且程序可調。

⑤刨煤機自身及與轉載機間的相對位置及轉動需求。

⑥工作面動力設備輸出能力與機組需求相適應。

此外，配套時還應注意各種配套設備中的電氣系統、液壓系統等應在設備配套時能盡量統一，減少水（液）管及電線、電纜等品種、規格，以便于維修和管理。

3.3 設備相互聯結尺寸與空間位置關系的配套

①刨煤機與支架相互聯結尺寸。如支架推移機構與刨煤機溜槽連接銷軸及孔大小，連接頭的形式等。

②刨煤機與支架頂梁相對位置及空間尺寸。

③支架前梁（頂梁）在縮回狀態下的空頂距離及空間尺寸。

④刨煤機與過渡支架相對位置及空間尺寸。

⑤刨煤機與端頭支架相對位置及空間尺寸。

⑥過渡架與端頭支架的相對位置及空間尺寸。

⑦端頭支架與轉載機的相對位置及空間尺寸。

⑧刨煤機與轉載機相對位置及空間尺寸。

此外，應保證有足夠的通風斷面，滿足稀釋有害氣體、保證人員呼吸等安全方面的要求,并要有合適寬的人行通道，以便于操作及維修。對于大傾角工作面還應設置防倒、防滑裝置。

4 切透性與配套合理性間的關系

在進行刨煤機組配套時，機組配套合理性與切透性既有統一性，亦有相對性，工作面參數確定的情況和參數不確定的情況，配套（主要指布架）方式不盡相同。圖1為刨煤機配套原理圖。

圖1 刨煤機配套原理圖

4.1 工作面參數已確定情況

在工作面參數（如工作面長度、巷道寬度）已確定的情況下，由于工作面長度及巷道寬度已確定，應自機巷至風巷依次布架，即支架與刨煤機聯結位置已確定，在此情況下，圖1中機巷寬度S1及工作面長度S0為確定值，在保留合適寬的人行空間H1后，切透量h1僅取決于刨煤機內部結構，只能調整刨煤機內部結構，來調整機組的切透量，而當機巷側空間位置確定后，風巷側空間位置（H2及h2）亦隨之確定，不能自行調節。這種情況體現了機組配套性與切透性的相互制約。

此外，在這種情況下，由于巷道寬度、布架方式及次序已確定，如按標準架間距A布架，可能導致過渡支架一端處于巷道，一端處于工作面的情況發生，通過在液壓支架允許的范圍內調整架間距B，盡可能使過渡架絕大部分處于工作面中。

4.2 工作面參數未確定情況

在工作面參數（如工作面長度、巷道寬度）未確定的情況下，由于工作面長度及巷道寬度均未確定，可同時調整多個空間位置，保證配套性與切透性的一致。在此情況下，圖1中，首先，確定切透量h1；其次，確定過渡架布置位置，進而確定機巷側布架位置，從而確定機巷側支架與刨煤機聯結位置；第三，調節刨煤機內部結構及刨煤機與轉載機的相對位置，使機巷保留合適寬的人行空間H1，此時，機巷巷道寬度亦確定；第四，風巷側配套步驟與機巷側相同；最后，按標準架間距的整數倍確定工作面長度S0。這種情況下，既能保證切透性，又能保證良好的配套性，體現了機組配套性與切透性的相互一致。

5 結束語

只有保證機組良好的切透性，才能減少工作面兩端人工打眼放炮，清“三角煤”工作，降低安全事故，減少循環工作時間，保證刨煤機工作面連續、高效、安全生產，同時合理的機組配套是刨煤機工作面開采的前提，只有保證機組各設備間的生產能力、技術性能、空間關系的合理匹配，才能保證機組正常運轉，而不出現各種不良情況，如刨煤機落煤能力大于輸送能力不匹配導致的刨煤機間歇工作，刨煤機刨煤速度與運煤速度不適應導致的落煤點集中等。在實際工作中，機組配套性與切透性往往是相對立的，在這種情況下，就需要犧牲某一方面的特性，滿足實際要求，如為保證切透性，增大切透量，可能適當犧牲過渡架的擺放空間，而為了更好的合理布置機組，可能適當減少切透量等。

[1]王建，張樹齊，屈中華.刨頭活動刀架升降裝置的研制[J].煤礦機械，2011，32(7)：130-131.

[2]張樹齊，趙江華，劉銘宇，等.變頻調速技術在刨煤機成套開采系統中的應用[J].工況自動化，2011,37(5)：100-102.

[3]張守祥.極薄煤層安全高效自動化刨煤機無人工作面支護技術及裝備研究[J].煤礦機械，2012,33(8)：148-149.

[4]趙麗娟，孫林.可刨性分析與仿真技術在刨煤機設計中的應用[J].制造業自動化，2011,33(22)：127-131.

[5]王啟佳，孫維，劉中海.液壓支架結構參數的設計與選擇[J].煤礦機械，2012.11.