论刨煤机组的切透性与配套性

张树齐 ZHANG Shu-qi；张丙旭 ZHANG Bing-xu；矫文强 JIAO Wen-qiang

（①沈阳三一重型装备有限公司，沈阳 110027；②太原工业学院，太原 030008；③大庆师范学院，大庆 163702）

（①Sany Heavy Equipment Co.，Ltd.，Shenyang 110027，China；②Taiyuan Institute of Technology，Taiyuan 030008，China；③Daqing Normal University，Daqing 163702，China）

0 引言

薄煤层工作面刨煤机组的配套，不仅要符合安全生产，高产高效，集中控制等方面的要求，而且要能够增大工作面设计长度，并可以通过合理设置刨煤机刨削深度及相应改变刨煤速度，适应刨煤机在硬度可调范围内，对不同煤质硬度的刨削需求，最大限度地发挥薄煤层开采优势。本文以刨煤机组的实际应用为切入点，详细论述了刨煤机组的配套性与切透性的关系，对刨煤机组在合理配套，具有一定的指导意义。

1 机组简介

刨煤机组是集采煤与运输于一体的开采设备，目前来看是最适合薄煤层开采的装备。整套系统主要由刨头、刨头驱动部、刨头运行导轨及驱动、液压支架及其电液控制系统、工作面监测和控制系统、刮板输送设备及顺槽等部分组成。其适应了“低采高”的要求，对薄煤层的适应性强；刨煤速度快，效率高；截深浅，顶板一次暴露面积小，有利于顶板的及时支护；具备了“浅截深、多循环”的特点，使煤层瓦斯能均匀地释放，适合薄煤层、高瓦斯矿井开采；易于实现开采自动化；工作机构相对简单，机电事故少，操作和维护方便。[2]

2 机组切透性

刨煤机组的切透性，特指刨煤机的切透，指在刨煤机工作面开采过程中，刨头循环作业下，工作面煤壁全部割透，而不需要在工作面两侧端人工进行清煤。

切透性不仅与刨煤机本身设计有关，而且与刨煤机组的整体布置有关。这就要求：一方面，在产品设计时机头与机尾刨头运行轨道至少保证不高于中部运行轨道，另一方面，在进行整机布置时，尽可能增加切透尺寸。为保证机组具备良好的切透性，一般采取顺槽卧底及适当增加顺槽宽度的措施。

3 机组配套性

3.1 机组配套设备间的能力配套

刨煤机组中配套设备间应具备一定的生产能力协调关系，保证机组正常循环作业。在机组配套时应满足：

①破碎机破煤能力与转载机输送能力匹配；

②转载机输送能力与刨煤机输送能力匹配；

③刨煤机输送能力与落煤能力相匹配；

④支架推溜、拉架力与刨煤机受力相匹配。

其匹配关系一般符合以下关系：

破碎机破煤能力≥转载机输送能力≥刨煤机输送能力≥刨煤机落煤能力

3.2 机组配套设备间的技术性能配套

机组配套设备间的技术性能配套主要解决各种配套设备（落、支、运）主要技术性能间的相互匹配，避免机组生产时相互制约问题，保证充分发挥设备性能，最大限度的满足生产能力需求，对机组设备各自的功能和性能进行调整、改进，使设备间的性能，既能达到相互协调适应又能符合配套使用需求。在机组配套时应考虑：

①刨煤机刨头截深与支架推移步距相适应，且程序可调。

②刨煤机刨煤速度与运煤速度相适应，且程序可调。

③刨煤机采高范围与支架相适应。

④刨煤机刨头刨削速度与支架移架速度向适应，且程序可调。

⑤刨煤机自身及与转载机间的相对位置及转动需求。

⑥工作面动力设备输出能力与机组需求相适应。

此外，配套时还应注意各种配套设备中的电气系统、液压系统等应在设备配套时能尽量统一，减少水（液）管及电线、电缆等品种、规格，以便于维修和管理。

3.3 设备相互联结尺寸与空间位置关系的配套

①刨煤机与支架相互联结尺寸。如支架推移机构与刨煤机溜槽连接销轴及孔大小，连接头的形式等。

②刨煤机与支架顶梁相对位置及空间尺寸。

③支架前梁（顶梁）在缩回状态下的空顶距离及空间尺寸。

④刨煤机与过渡支架相对位置及空间尺寸。

⑤刨煤机与端头支架相对位置及空间尺寸。

⑥过渡架与端头支架的相对位置及空间尺寸。

⑦端头支架与转载机的相对位置及空间尺寸。

⑧刨煤机与转载机相对位置及空间尺寸。

此外，应保证有足够的通风断面，满足稀释有害气体、保证人员呼吸等安全方面的要求,并要有合适宽的人行通道，以便于操作及维修。对于大倾角工作面还应设置防倒、防滑装置。

4 切透性与配套合理性间的关系

在进行刨煤机组配套时，机组配套合理性与切透性既有统一性，亦有相对性，工作面参数确定的情况和参数不确定的情况，配套（主要指布架）方式不尽相同。图1为刨煤机配套原理图。

图1 刨煤机配套原理图

4.1 工作面参数已确定情况

在工作面参数（如工作面长度、巷道宽度）已确定的情况下，由于工作面长度及巷道宽度已确定，应自机巷至风巷依次布架，即支架与刨煤机联结位置已确定，在此情况下，图1中机巷宽度S1及工作面长度S0为确定值，在保留合适宽的人行空间H1后，切透量h1仅取决于刨煤机内部结构，只能调整刨煤机内部结构，来调整机组的切透量，而当机巷侧空间位置确定后，风巷侧空间位置（H2及h2）亦随之确定，不能自行调节。这种情况体现了机组配套性与切透性的相互制约。

此外，在这种情况下，由于巷道宽度、布架方式及次序已确定，如按标准架间距A布架，可能导致过渡支架一端处于巷道，一端处于工作面的情况发生，通过在液压支架允许的范围内调整架间距B，尽可能使过渡架绝大部分处于工作面中。

4.2 工作面参数未确定情况

在工作面参数（如工作面长度、巷道宽度）未确定的情况下，由于工作面长度及巷道宽度均未确定，可同时调整多个空间位置，保证配套性与切透性的一致。在此情况下，图1中，首先，确定切透量h1；其次，确定过渡架布置位置，进而确定机巷侧布架位置，从而确定机巷侧支架与刨煤机联结位置；第三，调节刨煤机内部结构及刨煤机与转载机的相对位置，使机巷保留合适宽的人行空间H1，此时，机巷巷道宽度亦确定；第四，风巷侧配套步骤与机巷侧相同；最后，按标准架间距的整数倍确定工作面长度S0。这种情况下，既能保证切透性，又能保证良好的配套性，体现了机组配套性与切透性的相互一致。

5 结束语

只有保证机组良好的切透性，才能减少工作面两端人工打眼放炮，清“三角煤”工作，降低安全事故，减少循环工作时间，保证刨煤机工作面连续、高效、安全生产，同时合理的机组配套是刨煤机工作面开采的前提，只有保证机组各设备间的生产能力、技术性能、空间关系的合理匹配，才能保证机组正常运转，而不出现各种不良情况，如刨煤机落煤能力大于输送能力不匹配导致的刨煤机间歇工作，刨煤机刨煤速度与运煤速度不适应导致的落煤点集中等。在实际工作中，机组配套性与切透性往往是相对立的，在这种情况下，就需要牺牲某一方面的特性，满足实际要求，如为保证切透性，增大切透量，可能适当牺牲过渡架的摆放空间，而为了更好的合理布置机组，可能适当减少切透量等。

[1]王建，张树齐，屈中华.刨头活动刀架升降装置的研制[J].煤矿机械，2011，32(7)：130-131.

[2]张树齐，赵江华，刘铭宇，等.变频调速技术在刨煤机成套开采系统中的应用[J].工况自动化，2011,37(5)：100-102.

[3]张守祥.极薄煤层安全高效自动化刨煤机无人工作面支护技术及装备研究[J].煤矿机械，2012,33(8)：148-149.

[4]赵丽娟，孙林.可刨性分析与仿真技术在刨煤机设计中的应用[J].制造业自动化，2011,33(22)：127-131.

[5]王启佳，孙维，刘中海.液压支架结构参数的设计与选择[J].煤矿机械，2012.11.