综采工作面 “三机”配套几何关系分析

王喜贵

（中煤平朔煤业有限责任公司，山西平朔 036006）

综采工作面 “三机”配套几何关系分析

王喜贵

（中煤平朔煤业有限责任公司，山西平朔 036006）

根据综采工作面中部“三机”几何配套，研究了采煤机与液压支架、采煤机与输送机、液压支架与输送机之间的中部配套关系，分析了采煤机在输送机弯曲段以及工作面机头、机尾处“三机”配套关系。

采煤机;输送机;液压支架;几何配套关系

Geometry Relationship Analysis of Mining Equipments in Full-mechanized Mining Face

综采面设备配套主要是解决生产能力和几何关系配套两方面问题。几何关系配套是要解决转载机、带式输送机、采煤机、输送机等设备间的连接关系，确定合理的配套尺寸，其中以输送机、采煤机、支架（“三机”）的相互配套关系最为重要，其几何关系配套主要是确定输送机、采煤机和支架的相互搭接尺寸，保证设备运行时不发生干涉。

1 综采工作面中部“三机”几何关系分析

“三机”几何关系配套尺寸主要有铲板间距e、梁端距D、机面高度A、采高H、过机空间C、过煤高度E等尺寸，如图1所示。下面着重对这些配套尺寸的选取原理进行分析。

图1 工作面中部“三机”几何尺寸关系配套

1.1 采煤机与液压支架的配套关系

采煤机和液压支架之间没有直接连接关系，但有两个位置关系需要给予重视。

（1）梁端距D梁端距主要依据煤的软硬程度、顶板冒落情况、底板沿走向起伏变化情况以及采高等因素来选取，过大将会加长支架控顶距，过小易造成采煤机滚筒割到顶梁。

（2）过机空间C采煤机沿工作面往返割煤时，其机身要在支架顶梁下通过，应保证两者在工作时不发生干涉。此间隙主要依据工作面倾角、机面高度、煤层厚度、支架工作高度等因素来合理选取。为保证采煤机顺利运行，煤层厚度越大，过机间隙也要相应加大。

1.2 采煤机和刮板输送机的配套关系

采煤机和刮板输送机的配套应保证采煤机能有效工作，不发生干涉、“掉道”等问题。

（1）铲板间距e当摇臂下摆到最低位置时，滚筒外边与铲板应有一定的距离，距离太大，会影响滚筒装煤效果，太小采煤机滚筒会割到铲煤板。此间隙可用下式计算:

式中，C1为牵引轮中心线到采煤机滚筒内侧的水平距离;G2为销排中心线到铲煤板侧槽帮的水平距离;G3为铲板侧槽帮到其外侧的水平距离。

（2）采煤机支撑滑靴与输送机工作面侧槽帮间的距离J2当采煤机左端的牵引轮与输送机的销轨相啮合时，右端的滑靴应落在输送机的铲煤板上，且与铲煤板有一定的距离，此距离太大，滑靴就会掉在铲煤板外边，即掉道;太小采煤机在行走时会碰到输送机，从而影响产煤效率。此间隙可用下式计算:

式中，C4为牵引轮中心线到滚筒内侧的距离;G5为销排中心线到铲煤板侧槽帮的水平距离。

（3）导向滑靴与销轨间隙 采煤机导向滑靴和销轨在水平方向和垂直方向都要有一定间隙，水平间隙J3，J4一般大于5mm，垂直间隙J5一般在12～20mm之间。导向滑靴和销轨配套关系如图2。

图2 导向滑靴和销轨配套

（4）采煤机采空区侧与输送机挡煤板内侧间的距离 输送机挡板内侧与采煤机机身之间的间隙与采煤机牵引轮导向滑靴的长度、采煤机两牵引轮之间的距离、采煤机前后牵引轮导向滑靴距采煤机前后机身的距离等因素有关，一般取50mm。

（5）过煤高度E过煤高度的设计主要是保证大块煤和矸石能顺利通过，其取值主要依据煤的软硬程度和配套情况。一般在满足配套关系前提下，此高度应尽可能大，以利于大块煤和矸石的通过。过煤高度一般不小于260mm。

（6）采煤机截割电机与输送机销排之间的距离 对于电牵引采煤机，由于截割电机装在摇臂上，所以当摇臂下降到最低位置时，两者之间应有一定的距离。一般大于60mm。

1.3 液压支架与输送机的配套关系

液压支架和输送机的配套主要有2个尺寸。

（1）推移耳板处的配套间隙 由于输送机推移耳板采用的是带有斜度的长孔，所以在移架和推溜2种状态下，连接头和销子也处于2种配合状态。输送机耳板和连接头配合间隙 （B11－B10）一般为6～10mm。在保证连接头强度的基础上，可适当增加d的角度 （d为连接头耳板内侧角度），d一般取8～12°，如图3所示。

图3 输送机耳板和连接头配合间隙

（2）拉架后支架与输送机电缆槽间的间隙该间隙一般与支架底座前端和输送机电缆槽下表面高度有关，可按输送机电缆槽向支架方向倾斜5～6°仍不与支架干涉来确定。

以上分别介绍了采煤机和支架、采煤机和输送机、支架和输送机的配套关系和尺寸，实际上，工作面中部设备配套关系要将三者综合考虑。

2 采煤机在输送机弯曲段尺寸配套

2.1 采煤机位于输送机水平弯曲段尺寸配套

当采煤机处于输送机的水平段时，滚筒内侧和输送机铲煤板的距离是个定值，当采煤机的牵引轮进入输送机的水平弯曲段时，此值是变化的，其与输送机的最大水平弯曲角度α1、机身长度CE、摇臂长度DC（EF）、导向滑靴间距AB等因素有关，如图4所示。此值越小，装煤效果越好，但为了避免滚筒割到铲煤板，采煤机功率越大，这个间隙也应越大。

图4 采煤机在输送机弯曲段配套示意

2.2 采煤机在输送机垂直弯曲段配套

由于底板不平引起输送机垂直弯曲，弯曲角一般为2～6°，为了适应该工况，导向滑靴和销排的垂直间隙应不小于12～20mm，以保证采煤机正常运转，同时还应校核采煤机与顶梁是否发生干涉。需注意的是，当采煤机向支架方向倾斜时，梁端距也随之变化，其距离应按采煤机向支架方向偏摆5～6°进行校核。

3 工作面机头机尾“三机”配套

3.1 机头处采煤机和输送机的配套关系

采煤机位于工作面端头时，要校核采煤机能否割透三角煤。影响三角煤的因素主要有采煤机摇臂长度、摇臂上下摆角、滚筒直径、输送机卸载高度、输送机机头机尾与上下巷的位置等。在保证割透三角煤的情况下，要注意检查摇臂头和输送机间隙J7，如图5所示，如若干涉，可采用销排变线的方法来解决。

3.2 机头处支架与输送机的配套关系

在工作面机头处，需要布置输送机的驱动装置，液压支架应向工作面采空区侧后移，其滞后于中部支架，这样，二者之间需要布置过渡支架。通常，在工作面中部向端头过渡区域，支架呈阶梯型布置。支架滞后布置时，为确保对采煤机机道顶板的有效支护，其支架顶梁长度也应适当加大。

图5 工作面机头处采煤机与输送机的配套

在总体配套设计时，机头处三机配套关系的检验方法与机尾处相同。

4 总结

工作面“三机”几何配套尺寸是否合理，对设备的稳定运行、性能发挥影响很大。只有配套合理，才能提高生产率，确保设备使用寿命，减少设备故障率。

［1］王德春.采煤机与输送机配套应注意的问题［J］.煤炭技术，2006（3）:20－21.

［2］沈利华.采煤机综采配套选型与调整［J］.煤矿机电，2008 （6）:11－13.

［3］孟庆坤.综放工作面输送机选型及“三机”配套研究［J］.煤矿开采，2004，9（3）:22－24.

TD421.8;TD355.41

B

1006-6225（2011）04-0078-02

2011－01－19

王喜贵 （1964－），男，山西平朔人，高级工程师，中煤平朔煤业有限责任公司副总经理。

［责任编辑:徐亚军］