綜采工作面輸送設(shè)備的配套選型研究

劉奮宇

（山西焦煤集團有限責(zé)任公司屯蘭礦綜采準(zhǔn)備隊，山西 古交 030200）

引言

實現(xiàn)綜采工作面的機械化開采，首先需保證工作面、順槽的“三機”配套選型。工作面“三機”配套包括采煤機、刮板輸送機和液壓支架；順槽“三機”配套包括轉(zhuǎn)載機、破碎機和帶式輸送機。輸送設(shè)備在工作面實現(xiàn)采煤機與液壓支架的連接，在順槽工作面實現(xiàn)裝載機和破碎機的工作銜接，對于煤礦高效生產(chǎn)具有重要意義[1]。總的來講，綜采工作面輸送設(shè)備的合理配套對于提高煤礦預(yù)期產(chǎn)量、達到預(yù)期經(jīng)濟效益具有直接作用。同時，煤礦設(shè)備的合理配套選型對于縮短設(shè)備的設(shè)計周期、減少生產(chǎn)成本也具有一定的作用。本文重點對綜采工作面輸送設(shè)備的配套選型進行研究。

1 綜采工作面設(shè)備配套的總體要求

對于工作面和順槽“三機”配套需綜合考慮所采用的采煤工藝和“三機”設(shè)備的自動化要求，在實際選型配套中需重點考慮如下問題：

1）各類型設(shè)備的生產(chǎn)或運輸能力是“三機”配套選型首要考慮的因素，具體能力配置和銜接順序如下（各類型設(shè)備生產(chǎn)能力從大到小）：順槽帶式輸送機運輸能力、破碎機的通過能力、橋式轉(zhuǎn)載機的轉(zhuǎn)載能力、刮板輸送機的輸送能力及采煤機的截割能力。

2）對于工作面的采煤機、刮板輸送機和液壓支架而言，要求“三機”在結(jié)構(gòu)、性能、尺寸等方面達到相互連接、匹配的要求。

3）工作面或順槽所配置的液壓系統(tǒng)和供電系統(tǒng)也需滿足要求。其中，液壓系統(tǒng)需滿足對液壓支架、采煤機等設(shè)備液壓壓力的要求；供電系統(tǒng)需合理對電纜進行配置和布置，使得供電系統(tǒng)線路中的電路損失為最小。

4）各類設(shè)備在結(jié)構(gòu)、尺寸和性能相互匹配的基礎(chǔ)上，還需為其配置集中控制和通信系統(tǒng)[2]。

工作面和順槽的“三機”配套的主要內(nèi)容包括如下：工作面“三機”的配套包括工作面總體布架配套，機頭、機尾切透三角煤的配套；過渡斷面的配套；中部斷面的配套、中部機頭配套、尾段面的配套。順槽“三機”的配套主要包括裝載機與帶式輸送機搭接方式和運輸能力的配套、裝載機與破碎機之間連接和運輸能力的配套。

結(jié)合上述工作面及順槽“三機”的配套原則和主要內(nèi)容，本文重點對工作面和順槽輸送設(shè)備的配套選型進行設(shè)計。

2 工作面輸送設(shè)備的配套選型設(shè)計

本工程所采用的采煤方式為放頂煤開采方式，工作面包括前部輸送機和后部輸送機。其中，前部輸送機的選型配套與常規(guī)采煤方式的選型配套相同。本文僅對放頂煤開采方式對應(yīng)的后部輸送機的選型進行研究。工作面放頂煤開采工作面的布置如圖1所示。

圖1 工作面頂煤開采工作面設(shè)備布置方式

工作面后部輸送機的選型步驟如下：根據(jù)采煤工藝的采放確定設(shè)備的輸送量，得出輸送機型號的初步確定包括設(shè)備的裝機功率和槽寬；進一步確定刮板輸送機的刮板鏈條規(guī)格、鏈速等參數(shù)；最后，以鏈條安全系數(shù)（要求大于1）和功率利用率（要求大于85%）對初步確定的型號進行校核。除了上述理論計算外，后部輸送機選型配套的主要依據(jù)還包括其與液壓支架、前部輸送機和裝載機的匹配關(guān)系[3-4]。本文重點對后部輸送機與其他設(shè)備的匹配選型進行研究，尤以其與液壓支架的配套為主。

2.1 后部輸送機在中部配套斷面匹配

工作面放頂煤中部配套斷面如圖2 所示。

圖2 工作面放頂煤中部配套斷面

對于中部斷面而言，后部輸送機需綜合考慮前部輸送機的安裝位置，保證放頂煤煤流可正常卸載后部輸送機；并根據(jù)所配套液壓支架的中心距確定前后輸送機的中心距，保證在實際卸煤流過程中對后部輸送機的中部槽進行保護。

2.2 后部輸送機在過渡配套斷面匹配

放頂煤過渡配套斷面如圖3 所示。

圖3 工作面放頂煤過渡配套斷面

如圖3 所示，鑒于后部輸送機在過渡斷面的位置較高，容易與過渡液壓支架發(fā)生干涉。此時，過渡斷面的液壓支架并無放煤作用。因此，在過渡斷面后部輸送機的配套要求其在液壓支架正常工作狀態(tài)下不發(fā)生干涉。

3 順槽輸送設(shè)備的配套選型設(shè)計

3.1 順槽轉(zhuǎn)載機的選型配套

裝載機的選型在滿足輸送能力與帶式輸送機和刮板輸送機相匹配之外，還需滿足其在結(jié)構(gòu)上與帶式輸送機和刮板輸送機匹配。其中，為保證裝載機的正常卸載，要求裝載機緩沖裝置與輸送帶之間的最小間隙為80～100 mm；本工程所配置的帶式輸送機機尾形式為自移式機尾，要求裝載機與其相配套時與架橋段的搭接長度為12 m。裝載機與帶式輸送機的配套斷面及尺寸如圖4 所示。

圖4 順槽裝載機與帶式輸送機的配套斷面及尺寸（單位：mm）

此外，要求裝載機中心與刮板輸送機鏈輪中心的間距控制在500～900 mm。同時，由于帶式輸送機機尾為自移式，為此對應(yīng)裝載機卸料槽應(yīng)具備不同卸載方向的功能。結(jié)合本工程工作面前部和后部帶式輸送機的中心距，最終確定卸料槽的長度為6×1 500 mm。

3.2 帶式輸送機自移裝置的選型與配套

在帶式輸送機選型配套完成的基礎(chǔ)上，綜合考慮以下因素完成相配套自移裝置的選型：

1）帶式輸送機自移裝置滿足采煤機“三刀一移”的原則完成行程的設(shè)計；

2）自移裝置與帶式輸送機的張力、入口高度、出口高度等相匹配。

3）自移裝置與以完成配套選型裝載機鉸接梁高度、偏心梁等尺寸配套。

本工程針對順槽所配置自移裝置的型號為ZY2300，該型號自移裝置的推移缸行程為2 300 mm，結(jié)合所配套的帶式輸送機帶寬確定自移裝置的帶寬為1 400 mm。

4 結(jié)論

實現(xiàn)綜采工作面、順槽工作面“三機”的配套選型對于實現(xiàn)工作面、順槽的機械化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，減小生產(chǎn)成本具有重要意義。本文重點對工作面和順槽輸送設(shè)備的配套選型進行研究，并總結(jié)如下：

1）在中部斷面配套中，要求采煤機、刮板輸送機和液壓支架均不產(chǎn)生干涉，保證“三機”之間50 mm以上的安全距離。

2）在機頭、機尾斷面配套中，綜合考慮機頭、機尾傳動裝置的偏沉問題；同時保證液壓支架在最低工作狀態(tài)時，為行人、設(shè)備安裝及檢修預(yù)留足夠的空間。

3）順槽輸送設(shè)備配套時，需綜合考慮裝載機與端頭液壓支架、輸送機的配套搭接，保證各類設(shè)備具備足夠的安全空間。