薄礦層中連采機的設計方案探討

祁世棟

（三一重型裝備有限公司，遼寧 沈陽 110027）

連續采礦機（簡稱連采機）是綜合化的采礦設備，集截割、裝載、行走、噴霧降塵于一身的綜合機械化開采設備。

目前，我國應用的連續采礦機主要適用于中、厚礦層。隨著適合長壁采礦工作面的越來越少，留下了大量的薄礦層。為了解決這些的薄礦層的開采問題，使用薄礦層的連續采礦機，是解決這些問題很好的技術途徑[1-3]。

1 國內連續采礦機的現狀

目前掘進機及連續采礦機設備都是以中厚礦層為主，設備機身高度超過1.6m。掘進適應的礦層也都超過2m。近幾年隨著我國礦產資源開采技術的不斷發展，各礦企對薄礦層的設備需求也越來越迫切。薄礦層的采礦機及支架也陸續推出相應的機型，而相應的掘進設備卻無法滿足薄礦層快速掘進巷道的要求。目前普遍使用的掘進機因為回轉臺等結構限制，很難采掘低于1.6m以下的礦層。而通過對連續采礦機的改制，可以實現薄礦層巷道掘進的需求[4]。

圖1 礦層掘進示意圖

現有的連續采礦機的布置方案是在兩側行走履帶上方布置油箱、電控箱及操作臺等部件。這樣布置最多的優點就是整機空間較高，維修換件及故障診斷方面較為方便。

而對采礦來說，缺點也同時存在。例如：整機的機身都比較高，無法用于薄礦層礦礦的開采。人在操作臺里工作，自動化程度低，存在較大的安全隱患。

為了解決連續采礦機不能用于薄礦層的不足，需要一種機身比較矮、結構緊湊、自動化程度高的連續采礦機，以適應我國薄礦層及礦層，以提高此類工況的掘進工作效率[5]。

2 薄礦層連續采礦機的設計方案

連續采礦機各個部件尺寸大，這其中包括了截割部、鏟板部、運輸機、本體部、行走部、后置承部、油箱、電控箱等件。這里截割、鏟板、運輸機、行走、后支撐等件因為設備所必須的功能特點，位置相對固定。而油箱、電控箱、操作臺這些部件，按照現有設備的設計是布置在履帶行走上方的臺架上。而這些部件的高度也就決定了整機的高度。

圖2 采礦機內部結構

要想把設備機身大幅降低，滿足薄礦層開采的需求。必須對這些部件做一些顛覆性的改變。將這些部件布置在不影響整機高度的空間里，將整機高度控制在1.2m以下甚至做到不足1m高。使設備適應在1.6m以下的薄礦層。是薄礦層連續采礦機最為重要的特點。其中主要開創性的結構變化如下：

2.1 在現有連續采礦機設備基礎上取消操作臺結構

因為薄礦層的使用特點，人如果還在操作臺里工作，高度空間難以下降，要想高度降低，必須取消操作臺結構。改為無線控制操作方式控制連續采礦機設備，來開采薄礦層。提升設備的智能化水平，工作面無人，最大限度的保證井下人員的安全[6]。

圖3 采礦機設計示意圖

2.2 將油箱布置在本體內部的空腔里

由于本體的結構特點，中間為空的腔體，將油箱布置在本體中間空的腔體內，這樣本體既可以作為整機的機架，又可以作為油箱使用，開創的改變原本體的結構用途。

節省了常規外置油箱所占用的空間。這樣的設計方案也將外置的油箱也變相的去掉了。內置在本體內的油箱結構同樣的保留了外置油箱的功能[7]。

2.3 電控箱布置在行走架體內部的空腔里

最后一個就剩下電控箱占用高度空間了，我們經過反復論證研究，根據行走架體的結構特點，利用行走架體內側的空間，將電控箱布置在行走架體內，因為在設備使用過程中經常開電控箱，用于設備的檢修等工作，所以將電控箱布置在行走架體外內。

保證電控箱的功能，將整個電控箱做扁平化設計，整個箱子根據行走架里的空間設計，放置在行走架體內部。內側留有管路的通道，通知布置在行走架體內部，也方便對電控箱的檢修。同樣將外置電控箱所占用的空間也是節省下來了。

按照上述創新的布置方式，影響整機高度的操作臺取消，油箱布置轉移到現有本體腔體內，電控箱布置轉移到現有行走架體內部。這樣的設計方案就將影響整機高度的部件就轉移到其他位置了。同時又把本體架體和行走架體這兩個部件從原有的功能上又賦予了新的功能[8,9]。

最大程度的利用部件的特點和空間進行重新優化設計。能夠大幅降低整機的高度。將機身高度設計完全可控制在1.2以下甚至可以做到1m以內。

具體的方案如圖4所示。

3 結論

本文研究的薄礦層連續采礦機的研制成功，既可為薄礦層綜采做開拓巷道使用，又可以解決我國薄礦層大量的殘采及邊角區域資源無法開采的問題。提升的礦產資源回收率，對中國資源有效開發利用具有重要的現實意義，市場應用前景非常好。