综采工作面“三机”配套以及设备选型原则

2014-12-25桑根洪孙传旗

科技视界 2014年23期

桑根洪孙传旗

（山东能源肥城矿业集团白庄煤矿，山东肥城 271623）

0 引言

随着矿井逐步实现现代化，生产能力逐年提高，综采设备也趋于大型化、一体化、智能化。但是由于综采设备的型号众多，在不同的工作面应用时会发生不配套的情况，严重制约着综采工作面的发展，因此非常有必要明确综采工作面“三机”配套以及设备选型原则，提高综采设备的广泛应用。

1 综采工作面“三机”配套原则

1.1 “三机”配套几何尺寸关系

采煤机、刮板输送机和液压支架之间横断面配套尺寸如图1 所示。

图1 液压支架、采煤机、刮板输送机几何关系示意图

由图1 可知，输送机的结构形式及附件必须与采煤机的结构相匹配，其中部槽应与液压支架的推移千斤顶连接装置的间距和连接结构相匹配。采煤机的采高范围与支架的最大和最小结构尺寸相适应，而其截深应与支架推移步距相适应。

1.2 “三机”性能配套

综采工作面“三机”性能应相互匹配，否则会相互制约，设备难以充分发挥其作用。其主要涉及的内容有：

1）采煤机底托架与输送机槽的匹配。

2）采煤机摇臂与输送机头尾和自开切口的匹配。

3）支架性能与采煤机牵引速度的匹配。

1.3 “三机”生产能力配套

工作面小时生产能力取决于工作面的年产量，采煤机的生产能力依据工作面小时生产能力确定。其它配套设备的能力都应大于采煤机的生产能力。就“三机”而言，工作面输送机的生产能力应大于采煤机的生产能力，液压支架的移架速度应大于采煤机的工作速度。

1.4 “三机”寿命配套

“三机”寿命配套是指综采工作面各单机设备的大修周期应该相互接近。高产高效要求工作面各种设备，特别是主要设备必须处于良好的运转状态。如果在工作面生产过程中，设备交替更换进行大修或“带病”运转，则必然影响高产高效的实现，也会对设备造成损坏。

2 采煤机选型原则及主要技术要求

1）采煤机能适合的煤层地质条件，其主要参数(采高、截深、功率、牵引方式)的选取要合理，并有较大的适用范围。

2）采煤机应满足工作面开采生产能力的要求，其生产能力要大于工作面设计能力。

3）采煤机的技术性能良好，工作可靠，具有较完善的各种保护功能，便于使用和维护。

采煤机的实际生产能力、采高、截深、截割速度、牵引速度、牵引力和功率等参数在选型时必须确定。实际生产能力主要取决于采高、截深、牵引速度以及工作时间利用系数。采高由滚筒直径、调高形式和摇臂摆角等决定。滚筒直径是滚筒采煤机采高的主要调节变量，每种采煤机都有几种滚筒直径供选择，滚筒直径应满足最大采高及卧底量的要求。截深的选取与煤层厚度、煤质软硬、顶板岩性以及移架步距有关。截割速度是指滚筒截齿齿尖的圆周切线速度，由截割部传动比、滚筒转速和滚筒直径确定，对采煤机的功率消耗、装煤效果、煤的块度和煤尘大小等有直接影响。牵引速度的初选是通过滚筒最大切削厚度和液压支架移架追机速度验算确定。牵引力是由外载荷决定的，其影响因素较多，如煤质、采高、牵引速度、工作面倾角、机身自重及导向机构的结构和摩擦系数等，没有准确的计算公式，一般取采煤机电机功率消耗的10%～25%。滚筒采煤机电机功率常用单齿比能耗法或类比法计算，然后参照生产任务及煤层硬度等因素确定。