吳金燈

摘 要：綜采工作面三機(jī)合理的選型配套是關(guān)系煤礦安全生產(chǎn)，提高綜采工作面生產(chǎn)能力，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的一項(xiàng)非常重要的工作，本文將從綜采工作面三機(jī)合理配套、正確選型、理論計(jì)算等方面進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：三機(jī)配套;液壓支架;采煤機(jī);刮板輸送機(jī);選型;配套

概述：綜合機(jī)械化采煤工作面“三機(jī)”設(shè)備由滾簡液壓支架、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)組成。這些機(jī)械設(shè)備不是孤立的“單機(jī)”，而是在結(jié)構(gòu)上相互配合和聯(lián)系，作業(yè)上需要協(xié)調(diào)和配合，且具有較強(qiáng)的配套要求和較高的可靠性要求。選型不當(dāng)會導(dǎo)致設(shè)備不配套、生產(chǎn)效率低、經(jīng)濟(jì)效益差、甚至?xí)ハ喔缮嬗绊懓踩a(chǎn)。正確的選型配套是將液壓支架、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)以及各種相對獨(dú)立的機(jī)械合理地組合在一起，使其在工藝過程中協(xié)調(diào)工作，整體發(fā)揮設(shè)備效能，大大降低綜采設(shè)備的投入和運(yùn)營成本，有效提高生產(chǎn)效率，是高產(chǎn)、高效、經(jīng)濟(jì)和安全的前提和保證。

1、三機(jī)配套的原則

工作面三機(jī)的選型與配套是實(shí)現(xiàn)工作面年產(chǎn)目標(biāo)的重要基礎(chǔ)，根據(jù)礦井生產(chǎn)能力，結(jié)合煤層附存及地質(zhì)條件，在設(shè)備選型配套中應(yīng)遵循以下基本原則：

（1）主要設(shè)備的技術(shù)性能不僅要滿足產(chǎn)能而且應(yīng)有一定的富余度，設(shè)備的協(xié)調(diào)配合應(yīng)科學(xué)合理，使其發(fā)揮最佳性能。

（2）滿足生產(chǎn)能力要求。綜采設(shè)備的能力應(yīng)以工作面生產(chǎn)能力為基礎(chǔ)，釆煤機(jī)生產(chǎn)能力要與綜釆工作面的生產(chǎn)任務(wù)相適應(yīng)，刮板輸送機(jī)的輸送能力應(yīng)大于釆煤機(jī)的生產(chǎn)能力;采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、運(yùn)巷皮帶輸送機(jī)的生產(chǎn)能力一般按工作面生產(chǎn)能力分別乘以系數(shù) 1.2、1.3、1.4來確定。液壓支架的移架速度應(yīng)與釆煤機(jī)的牽引速度相適應(yīng)。

（3）刮板輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及附件必須與釆煤機(jī)的結(jié)構(gòu)相匹配，如釆煤機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、托纜裝置等，輸送機(jī)的中部槽連接耳應(yīng)與液壓支架的推移連接頭的間距和連接結(jié)構(gòu)相匹配;釆煤機(jī)的釆高范圍與液壓支架的最高和最低狀態(tài)尺寸相適應(yīng)，而其截深應(yīng)與液壓支架推移步距相適應(yīng)。

（4）安全操作和工作方便方面。工作面無立柱的空間越小越好，液壓支架前柱與電纜槽之間必須留有間隙150～240mm安全距離，以防止移架后支架前柱與電纜相碰和保證操作工人人身安全。梁端距一般為150～300mm以防止?jié)L筒切割頂梁，在開采仰俯采煤層且為有伸縮梁液壓支架時可適當(dāng)放長，但不宜超過500mm;推移千斤頂行程應(yīng)比采煤機(jī)截深大100～200mm，保證過煤高度250～350mm 以便煤流能順利從底托架下通過;當(dāng)煤層傾角大于16°時，液壓支架必須帶防倒防滑及調(diào)架裝置。

2、液壓支架的選型

液壓支架是綜采工作面主要設(shè)備之一，支架的選擇直接關(guān)系到工作面的安全生產(chǎn)和高產(chǎn)高效的實(shí)現(xiàn)，支架的選擇必須符合下列條件：1）穩(wěn)定性好、可靠性高、故障率低、壽命長，2）支撐高度范圍大;3）支護(hù)強(qiáng)度滿足頂板壓力要求。選型之前，必須確定工作面的煤層附存條件、頂?shù)装鍡l件及采區(qū)的地質(zhì)條件.然后依據(jù)頂板類級選取架型。

主要參數(shù)的選擇：

（1）支護(hù)強(qiáng)度的確定（工作阻力）

支架工作阻力計(jì)算如下：

F=8HRgS

式中，F(xiàn)為支架所需要的工作阻力，單位KN; H為工作面煤層平均采高; R為頂板巖石容重，g為重力系數(shù)，S為支架最大支護(hù)面積。

（2）最大、最小高度：主要依據(jù)工作面采高來確定，最大高度應(yīng)高于最大采高200mm以上，最小高度應(yīng)低于最小采高200mm米以下，同時考慮底板是否碹底，要留有足夠的過機(jī)高度200mm以上。

3、采煤機(jī)的選型

采煤機(jī)是工作面完成破煤、裝煤的設(shè)備，其機(jī)型應(yīng)根據(jù)工作面煤層采高范圍、煤層傾角、煤質(zhì)硬度、計(jì)劃產(chǎn)量、每刀生產(chǎn)能力等因素進(jìn)行合理選擇。采煤機(jī)實(shí)際生產(chǎn)能力要大于工作面設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力10%-20。

采煤機(jī)平均生產(chǎn)能力計(jì)箅：

Qm=60HBVrC，

式中，Qm為正常條件下采煤機(jī)的平均生產(chǎn)能力，t/h;H為工作面平均采高;B為采煤機(jī)滾簡截深;V為采煤機(jī)正常割煤時平均牽引速度，m/min;r為煤的密度;C為工作面回采率。

主要參數(shù)的選擇：

（1）采高：采煤機(jī)的采高范圍應(yīng)包含煤層的采高范圍，也就是采煤機(jī)最小采高要小于煤層最小采高，采煤機(jī)最大采高要大于煤層最大采高，采煤機(jī)滾筒直徑應(yīng)小于或等于煤層最大采高的2/3，并保證滾筒在刮板機(jī)機(jī)頭和機(jī)尾處臥底量在100mm～150mm之間。

（2）截深：采煤機(jī)的截深有標(biāo)準(zhǔn)尺寸，主要依據(jù)煤層厚度、煤質(zhì)軟硬、頂板巖性選擇。但由于液壓支架的移架步距不能太大，否則會造成頂板的局部離層、垮落，所以截深不可選擇太大，目前礦務(wù)局一般采用600mm（年產(chǎn)100萬噸以下）和800mm兩種。

（3）裝機(jī)功率：采煤機(jī)需要配備的電動機(jī)功率，取決于煤質(zhì)硬度和煤層開采厚度，總裝機(jī)功率的大小與產(chǎn)能成正比，同時考慮能耗系統(tǒng)，一般能耗系統(tǒng)按0.6～0.8選取。采煤機(jī)的裝機(jī)功率計(jì)算：

P=60KbBHVmrHw

式中，P為采煤機(jī)裝機(jī)功率，KW;Kb為備用系數(shù)，取1.3～1.5，B為采煤機(jī)滾簡截深;H為工作面平均采高;Vm為采煤機(jī)最大割煤速度，m/min;r為煤的密度;Hw為采煤機(jī)單位能耗，KW·h/t。

4、刮板輸送機(jī)的選型

刮板輸送機(jī)是負(fù)責(zé)將煤炭運(yùn)出工作面切眼，同時作為采煤機(jī)行走的軌道和液壓支架前移的支點(diǎn)，主要是依據(jù)產(chǎn)量來確定運(yùn)力，同時應(yīng)綜合考慮其他因素.以確定刮板機(jī)的型號和結(jié)構(gòu)。

刮板輸送機(jī)選型計(jì)算：

Qc=KcQm

式中，Qc為刮板輸送機(jī)能力，t/h;Kc為采煤機(jī)割煤不均衡系統(tǒng)，通常取1.2，Qm為采煤機(jī)最大割煤能力，t/h。

主要參數(shù)的選擇：

（1）運(yùn)輸能力：刮板輸送機(jī)的輸送能力一般選為采煤機(jī)最大生產(chǎn)能力的1.2倍。

（2）鏈子的結(jié)構(gòu)形式：中雙鏈輸送機(jī)較邊雙鏈輸送機(jī)具有更高的運(yùn)行可靠性，應(yīng)優(yōu)先考慮;鏈條數(shù)目應(yīng)根據(jù)刮板鏈的質(zhì)量來確定，刮板鏈的強(qiáng)度應(yīng)按惡劣工況和滿載工況進(jìn)行驗(yàn)算。

（3）機(jī)頭、機(jī)尾和中部槽：刮板機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾和中部槽不能太高，如果太高則采煤機(jī)滾筒臥底量不夠，造成裝煤效果不好，兩端底板三角煤割不透。鏟煤板要向下扎，鏟刃要有較大斜面，保證硬幫浮煤能裝干凈，推刮板機(jī)時不易造成漂底。

5、結(jié)語

綜采工作面三機(jī)合理化配套選型是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)、采礦學(xué)、機(jī)電等多門學(xué)科，目前的選型設(shè)計(jì)還是以“經(jīng)驗(yàn)類比”為主。雖然基本上能滿足生產(chǎn)需要.但在某些環(huán)節(jié)上還存在著不合理現(xiàn)象，因此必須對綜采工作面的情況進(jìn)行綜合分析，方案對比，才能選擇出一套最合理的方案，更好地服務(wù)于礦井安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]呂光明 綜采工作面設(shè)備配套技術(shù)發(fā)展與配套方案完善.

[2]武同振.綜采綜掘高檔普采設(shè)備選型配套圖集[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社.