大采高综放工作面“三机”配套选型技术研究

闫跃

[摘要]本文针对大采高综放工作面"三机"配套选型，首先概述了配套选型的基本原则，进而详细论述了"三机"选型方法，可以为相关技术人员进行"三机"配套选型以及管理提供合理的参考。

[关键词]大采高 综放 "三机"

[中图分类号] N35 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-385-1

0引言

随着工作面机械装备水平的不断提高，大采高一次采高在煤矿开采生产中得到了广泛的应用，各种大功率以及大采高的重型综采设备更是推动了大采高综采放顶煤开采技术的应用发展。为了进一步的提升大采高综放工作面的产量，在煤矿开采生产过程中，应该系统合理的对采煤机、刮板运输机、液压支架这“三机”进行配套选型，并加大系统的设备能力，以进一步的增加大采高综采工作面长度，实现采高和截身的加大，提高综放工作面的生产能力以及安全可靠性，充分发挥煤层综放开采的技术经济优势。

1大采高种方面“三机”配套的原则分析

大采高综放工作面的“三机”即采煤机、液压支架系统以及刮板运输机，为了确保大采高综放工作面的生产能力以及不同设备的效能，必须合理的进行“三机”设备的总体配套，配套需要遵循的原则主要有以下几方面：

（1）“三机”配套必须适应大采高综放工作面的地质条件。对于大采高综放工作面“三机”的配套选型，必须满足于煤层倾角、煤层厚度、顶煤冒放性、煤层底板、顶板压力、煤层硬度等地质条件的要求。

（2）满足生产能力的基本要求。对于“三机”的配套选型，还应该综合考虑分析大采高综放工作面的生产能力要求，尤其是在设备的选型过程中应该综合的考虑采煤机回采能力、刮板运输及输送能力、液压支架的移架速度、皮带传送级的运输能力以及乳化液泵站的输出能力，必须与大采高综放工作面的生产能力相适应。

（3）符合配套尺寸的相关要求。对于“三机”的配套选型，还应当综合考虑机械设备与空间几何尺寸之间的关系，尤其是对大采高综放工作面前后部刮板运输机、液压支架以及采煤机之间搭配尺寸的协调，以避免“三机”设备在运转过程中发生干扰。

（4）满足工作面安全生产的需要。对于大采高综放工作面，安全可靠是“三机”选型必须考虑的内容。对于无立柱空间宽度、综合通风断面、工作面空顶间距、液压支架推移千斤顶的行程、防滑锚固装置的设置情况等，都必须综合考虑分析以确保工作面安全生产的需要。

（5）满足“三机”配套设备使用寿命匹配的要求。在大采高综放工作面“三机”配套选型上，除了要考虑空间尺寸的配套以外，还应该确保使用寿命的配套，确保采煤机的连续割煤长度、液压支架使用时间以及刮板运输机的过煤量等对等服务时间的匹配。

2“三机”配套选型技术要求

2.1液压支架的配套选型

（1）液压支架架型的确定。对于大采高综放工作面液压支架架型的选择，除了必须适应工作面矿压，满足工作面顶板控制的相关要求以外，还应当留有通风断面以及过人空间。由于随着煤层采出厚度的增加，对于液压支架的支护强度要求不断提高，因此在液压支架架型的选择上应当尽量选择使用单铰以及四连杆机构，以提高支架的抗扭以及稳定性。

（2）确定液压支架的工作阻力。液压支架工作阻力的确定主要是根据大采高综放工作面煤层厚度、采煤机割煤高度、放煤高度、煤层埋深等参数，通过对支架与围岩相互作用的数值模拟分析确定，通过分析综放工作面的支架支护强度与支护工作阻力判定支架架型是否满足使用要求。

（3）配套选型液压支架各项技术参数的确定。在确定液压支架架型以后，还应该根据顶板管理支护强度要求、底板比压要求确定支架结构高度、宽度、中心距、初撑力、移步架距、泵站压力以及重量等各项作业技术参数。

2.2采煤机的配套选型

（1）滚筒直径的选择。对于当前在大采高综放工作面中应用较为普遍的双滚筒采煤机，滚筒直径应该按照经验，即最大采高的0.52-0.6倍确定滚筒的直径。

（2）截深的确定。由于采煤机的滚筒截深直接关系到采煤机工作机构的截入煤壁深度，因此采煤机的截深应当综合分析每层的压张效应、截割阻抗、煤层厚度、煤层倾角、顶板稳定性以及采煤机的稳定性等综合确定，参照当前煤矿开采中的通用截深，一般控制在80cm。

（3）滚筒转速。滚筒转速直接关系到采煤机的能耗、转载以及煤尘，对于滚筒的转速应该按照采煤机的截齿数、牵引速度以及转速确定，通常控制在30-40r/min左右。

（4）采煤机的生产能力。对于采煤机的生产能力的确定，应该根据工作面产量要求、采煤机的截深、平均采高、回采率、工作面长度、平均顶煤厚度、割煤速度等多项参数计算确定。

（5）采煤机截割牵引速度。采煤工作面的移动速度应该根据电动机的功率、转煤能力、液压系统的移架速度以及输送机的运输能力等综合确定，一般电牵引采煤机截割作业时的牵引速度在10-12m/min左右。

2.3刮板运输机的配套选型。

（1）运输能力的确定。为了提高作业效率，必须高于采煤机的割煤能力，按照采煤机的有效截深、割煤机高度、最大牵引速度以及煤的密度综合阶段刮板运输机的运输能力，重点要确保运输能力能够满足割煤与放煤工序的平行作业。

（2）刮板运输机运输阻力的计算。刮板运输机的运输阻力主要是通过对煤和刮板链引起的阻力以及煤和刮板链的下滑力计算确定，根据计算所得的运输阻力对刮板运输机的负荷进行计算确定。

（3）刮板运输机技术参数的确定。对于刮板运输机的技术参数主要有装机功率、输送能力、中部槽规格、刮板链速、电机布置以及卸载方式等技术参数，重点确保这些技术参数能够满足放煤能力的要求。

3结语

提升大采高综放面的产能仅仅依靠单个设备的发展难以实现，必须对整个综采工作面的生产系统设备进行合理的配套，尤其是对工作面“三机”合理的配套选型，以通过高效安全的采煤装备发挥大采高综放开采的技术优势，建设高效安全的综放工作面开采环境，推进矿井现代化建设水平的不断提高。

参考文献

[1]王国法，刘俊峰，任怀伟.大采高放顶煤液压支架围岩耦合三维动态优化设计[J].煤炭学报，2011，36 （1）： 145-151.

[2]陈亮，孟祥瑞，高召宁等.大采高综采工作面煤壁片帮机理分析[J].煤炭科学技术，2011，，39 （5）： 18-20.