綜采工作面“三機搭接”優(yōu)化設計

王洪濤 賈國憲

摘 要：綜采工作面的“三機搭接”是液壓端頭支架、刮板輸送機機頭和轉載機組成的刨煤機機頭部通過機頭部底座連接在一起共同推進，配套的刨煤機是鐵法煤業(yè)集團引進的第四套刨煤機組，通過在刨煤機底座上增加回轉底座較好的解決了推移過程中的別卡現(xiàn)象，為今后設備配套提供了解決思路。

關鍵詞：三機配套；設備選擇；配套關系；優(yōu)選方案

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.074

1 概述

綜采工作面的“三機搭接”是液壓端頭支架、刮板輸送機機頭和轉載機組成的刨煤機機頭部通過機頭部底座連接在一起共同推進。綜采工作面“三機搭接”包括生產(chǎn)能力的配套和安裝結構的搭接結構配套兩方面的內(nèi)容。生產(chǎn)能力的配套相對來說比較簡單；而安裝結構的搭接配和對于采煤工作面的正常生產(chǎn)起著至關重要的作用。綜采工作面“三機搭接”的安裝結構方面的配合就是要確定工作面刮板輸送機、轉載機、液壓支架幾何關系，也就是要確定他們的搭配尺寸，以使三機設備的整體推進效能達到最佳。

以往工作面液壓支架在向前推進時，容易造成運輸機機頭底盤支座銷軸因承載過大彎曲現(xiàn)象，經(jīng)過現(xiàn)場觀察和測繪，通過將固定支座改為旋轉底座的辦法較好的解決了該問題。

2 采煤工作面“三機搭接”配套的幾何參數(shù)

采煤工作面“三機搭接”配套的幾何參數(shù)主要有：工作面端頭支架推進行程 S、運輸機機頭部擺角θ、位組件機頭抬高量H、中心偏移量ξ。“三機搭接”配套的幾何參數(shù)的相互關系見圖1：

2.1 工作面端頭支架推移行程

對于薄煤層刨煤機綜采工作面，機頭部底座是刨煤機的機頭部輸送機機頭轉載機等連接在機頭底座上；刨煤綜采工作面推進時由端頭支架推移千斤頂按最大行程進行推進移動，采煤高度主要取決于煤層厚度、采煤工人舒適而合理的采煤空間、煤礦相關的權威性文件規(guī)定的合理采放比要求以及煤層賦存的地質(zhì)條件。綜采刨煤工作面的采煤高度的選取一般不宜選的太薄，采高太薄會使工作空間太小難以維護，給設備管理和安全管理帶來困難。綜采刨煤工作面應當在保證合理采放比的要求下滿足采煤工人的舒適而合理，再進一步確定合理的推移行程。刨煤工作面端頭支架推移千斤頂行程900mm。

2.2 運輸機機頭部擺角

工作面（機頭部）刮板輸送機的中部槽槽板倒機頭部中心。由于機頭部整體推進時輸送機本身推進后形成一個擺角，機頭部底座與輸送機機頭連接銷將憋卡，也就是說要選取較大推進量推進時機頭與底座銷軸轉動力也就越大。

2.3 刨煤機機頭部底座旋轉軸座結構特點

刨煤機機頭部底座推移到極限位置時，旋轉底座上的圓盤、座套、壓板等使得刨煤機機頭部底座形成能旋轉一定角度的機構。原刨煤機機頭部底座，是一個沒有轉動角度的固定底座使工作面適應性較差，不利于端頭底板三角區(qū)大距離推進，使推移刮板輸送機時機頭部的推移憋卡不順暢。刨煤機機頭部底座經(jīng)改進后增加了圓盤、壓板、旋轉機頭架，適應增大推進距離，以提高刨煤機的推進性能。如圖2。

在旋轉機頭架周圍增加了三個浮動壓塊，這三個壓塊有效控制了旋轉機頭架的活動量。使得這個旋轉機構既能在推進的過程中靈活旋轉，又有效限制了它的活動范圍，恰到好處地解決推進憋卡不順暢的問題，提高了采煤效率。

2.4 定位組件抬高量

這個定位組件向上抬起一定高度，避免了由于運輸機機尾串動造成機頭部與轉載機的干涉問題。在刨煤工作面正常刨煤的過程中，機頭部組件推進時由于高度差容易與轉載機干涉，定位組件的底面倒機頭架底板面距離。端面距的大小對工作時的回轉機頭架推進和旋轉起著至關重要的作用，抬高過小極易造成機頭串動時與轉載機干涉現(xiàn)象，也有可能使機架干涉或推移不順暢，造成機頭架的損壞。

2.5 中心偏移量

定位組件中心位置向轉載機中心線方向偏移100mm，解決運輸機落煤“舔貨”問題。在刨煤機正常運行的過程中，為了保證刨煤機刨頭割不到刮板輸送機的鏟煤板，必須保證刨煤機的煤壁對側的最外沿的刨齒尖與刮板輸送機的鏟煤板邊緣有一定的間距，這個間距被稱為鏟板間距。鏟板間距過大不利于鏟煤板裝煤，給正常生產(chǎn)增加難度；鏟板間距過小會使刨煤機頭割打鏟煤板，造成刨煤機的損壞。一般鏟板間距的取值范圍。合理選擇鏟板間距應根據(jù)煤層的軟硬程度和煤層底板的起伏狀況等綜合地質(zhì)條件來確定。

3 “三機搭配”出現(xiàn)問題的解決實例

通過以上分析，逐步找出了我公司小青礦及山西鑫巖煤礦生產(chǎn)運營的工作面“三機搭接” 問題的原因：刨煤機機頭整體推進時，由于機頭位置推進時，水平方向出現(xiàn)有一定的轉動角度，而底座是銷軸硬鏈接不能隨其轉動致使設備別卡導致設備損壞的事故。為了解決此問題，我們重新定做機頭底座鏈接的機頭座，使其能旋轉一定角度，起到了良好的效果。

近期大興礦南五901工作面的“三機搭接”也采用了這種連接方式，地面試驗效果良好。

4 總結

在煤礦生產(chǎn)實際工作中，如何做到“三機搭接”配套的先進合理是一項復雜的系統(tǒng)工程，它涉及幾何學、地質(zhì)學、巖石力學、采礦學、機電等多門學科，同時又是提高礦井綜采工作面生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益的前提。目前的“三機搭接”配套新型設計還是以“經(jīng)驗類比”為主，雖然基本上能夠滿足生產(chǎn)需要，但在某些環(huán)節(jié)上還存在著嚴重的不合理現(xiàn)象。工作面“三機搭接”的配套關系不是唯一的。也就是說，刨煤機、液壓支架、刮板輸送機和轉載機的完全協(xié)調(diào)搭接可以有效改善推進性能、能力以及幾何尺寸吻合。高產(chǎn)高效綜采工作面的“三機搭接”新型應從實際出發(fā)，因地制宜，根據(jù)本礦井煤層的開采條件，選用合理的搭接形式。

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作者簡介：王洪濤（1971-），男，遼寧調(diào)兵山人，工程師，從事煤礦機械設計工作。