煤矿综采工作面采煤机快速安装工艺技术研究

闫 伟

（山西河曲晋神磁窑沟煤业有限公司， 山西 忻州 036500）

引言

采煤机是煤矿开采和生产过程中最重要的机械设备，是保证煤矿开采现代化和机械化的关键环节，采煤机主要完成煤矿生产的落煤和装煤工序，采煤机的使用不仅降低了劳动作业强度，同时也使得煤炭的开采过程更加方便高效，提高了综采工作面实际的回采效率[1]。但是，由于煤矿采煤机主要是完成对煤层的开采，重量比较大，采煤机中的零部件数量较多，传统的采煤机安装工艺比较复杂、设备的安装周期较长、影响工作面的正常接替，采煤机安装工艺比较复杂，工作量较大且对于安装工人的技术水平要求较高，从而导致采煤机在使用过程中容易出现故障，最终会影响综采工作面的高效回采。

针对传统的采煤机安装工艺存在的问题，本文首先对采煤机结构组成和工作原理进行分析，对采煤机传统安装工艺和特点进行研究，得出传统的采煤机安装工艺存在的不足和问题，传统的采煤机安装工艺不仅无法实现对液压支架和输送机的同步进行，而且经常会在安装过程中出现安装质量差、工期长等问题。针对存在的问题提出采煤机快速安装工艺技术，可实现对采煤机设备的快速安装，提高安装效率，缩短安装周期，减轻工人的劳动强度，有利于保证煤矿安全生产，提高煤矿机电设备的安全管理水平。

1 采煤机结构组成与工作原理概述

采煤机是煤矿生产过程中最重要的机械设备。从整体上来看，采煤机主要由牵引部、截割部、传动系统和电气控制系统组成，牵引部主要是负责采煤机的移动；截割部是采煤机的工作机构，负责煤炭的开采和截割；传动系统实现采煤机动力的传递，将动力从电动机传递到到截割部；电气控制系统是整台设备的控制单元，负责各个部件的运动控制和机构的移动控制，如图1 所示为采煤机结构组成示意图。

图1 采煤机结构组成示意图

采煤机按照机械结构部分进行划分，主要由牵引部、截割部、电气传动系统和辅助操作系统四大部分组成[2]，其中截割部采用悬臂进行支撑，牵引部控制整台采煤机的运动，利用电气控制系统实现对整台采煤机的运动控制和截割控制等，由于煤层高度的不同，需要对采煤机的顶部截割辊筒的位置进行调节，使用液压控制系统控制调节油缸的动作可以推动截割滚轮运动。采煤机在实际进行截割的过程中，左右截割滚轮是按照行走的方向进行交替截割，截割的主要对象为顶煤和底煤，通过利用自身螺旋辊筒的旋转将破碎煤进入到输送机中完成落料和装煤。采煤机的截割头一般包含有喷水的装置，用于在实际进行截割的过程中的除尘防爆，对于带式输送机而言，主要是将落到井下的煤粉直接输送到地面或者井下，实现对煤炭的输送过程[3]。

2 采煤机传统安装工艺与特点

2.1 采煤机传统安装工艺

采煤机安装过程主要包括设备安装前的选型准备，中期设备的安装注意事项和后期设备的顺序安装三部分[4]。首先，设备在进行安装前需要考虑综采工作面的实际采高，需要根据采煤的高度和需要的回采量等诸多因素，从而确定各个综采设备的型号、数量和规格等参数，并且实现了各台综采设备进行了整体的配套，从而满足最终的装配要求。在地面配套完成后，需要地面对设备进行试运行，从而保证采煤机设备所有配件齐全；随后，对井下运输系统进行检查，对大巷运输轨道严格按照执行标准进行布置，具体包括轨道的铺设、道岔的安装、挡车装置的安装等，保证所有的运输结构安装合理有序[5]。

最后需要对井下供电系统、排水系统、通风监测系统等进行合理安装与布置，保证采煤机安装的前提条件到位[6]。对采煤机进行安装，按照采煤机安装工艺在机尾施工一个采煤机安装硐室，并且保证端面尺寸长度为25 m、2.5 m 和3.5 m，然后依次安装刮板输送机的中间段，完成刮板输送机的安装后需要安装液压支架，随后将采煤机的底部托架拉动到刮板输送机的上方开始进行安装采煤机，采煤机完成后安装刮板输送机尾部，从而完成整个的安装过程。

2.2 采煤机传统安装工艺存在的问题

在煤矿井下采煤机的安装主要是沿用传统的安装工艺，安装工艺主要存在以下的特点：

1）采煤机的安装工作量比较大，实际安装过程中的难度较大。由于采煤机自身质量在30 t 以上，采煤机总长度超过了10 m，零部件较多，所以在采煤机结构的拆卸和安装的过程中，工作量较大且安装周期较长。同时采煤机受到井下巷道空间和工况的限制，导致采煤机的实际安装难度比较高。

2）安装的步骤较多，管路连接复杂。采煤机拆解结构零部件较多，在实际安装过程中需要执行的步骤比较多，首先需要对底托板进行安装，随后是对左截割部和相应的电动机进行安装，然后进行右侧截割部的安装，最后需要对采煤机大量的管路系统和液压装置进行安装，传统的安装步骤往往比较复杂，耗费的时间较长。

3）安装技术要求较高，对工作的操作技能要求高。采煤机的零部件比较多，零部件的配合和安装精度有较高的要求，采煤机内齿轮传动系统需要保证良好的润滑，所以在实际安装过程中需要注意的事项较多，同时对某些精度要求比较高的连接，需要保证连接精度，一旦发生配合不良问题，将会影响采煤机的正常运转，若安装存在问题将会影响采煤机整体运行，甚至有可能会造成机械设备故障和损坏，从而影响设备的使用寿命。所以，当前国内煤矿采煤机安装过程中需要全程有专业人员进行技术指导[7]。

3 采煤机快速安装工艺技术与优化

通过对采煤机传统安装工艺技术进行分析，可以发现传统的采煤机安装工艺工序分散，安装过程缺少机动性和灵活性，本次提出适合大部分巷道采煤机安装的新工艺方案。如图2 所示为采煤机快速安装工艺设备布置方案。

图2 为采煤机快速安装工艺设备布置图。首先，安装的是刮板输送机的机头段和中间段，随后进行刮板输送机的溜槽安装，安装到工作面中部时暂停安装，先将采煤机的底部托架从巷道运输到工作面，然后将采煤机的底部托架与刮板输送机的中部槽进行安装对接。

图2 采煤机快速安装工艺设备布置图

为了缩短施工工期，使液压支架与采煤机实现同步安装，需要启用另外一个施工组从刮板输送机机头的位置同时安装液压支架，采煤机安装完成后再进行刮板输送机和机尾的安装，这样就可以实现对采煤机的快速安装，缩短安装需要的时间。从图中也可以看出，采用这套采煤机新安装工艺基本实现了采煤机、刮板输送机和液压支架的同步安装，相比于传统的安装工艺而言，大大缩短了安装的时间损耗，从而提高了安装的效率和质量。

4 采煤机快速安装工艺应用效果

本次提出的采煤机快速安装工艺从根本上解决了传统安装工艺存在的工作量较大、安装工序复杂和技术要求较高等问题，通过现场应用得出：采用本套快速安装工艺，采煤机的安装精度和安装质量提高，缩短了采煤机的安装工期，将传统的安装需要10～20 d 缩短为5～8 d，同时也减少了安装工作量，实现了液压支架与采煤机的同时安装，保证了各个设备的零部件的安全运输，包括在刮板输送机与工作面的煤壁预留下2 m 的富余量，在切巷的中部进行了采煤机的安装不需要进行硐室的安装，使得安装时间和成本降低，设备的安装安全性得以提高。

5 结语

针对采煤机传统的安装工艺存在的安装耗时较长、安装效率较低、工作量大等问题，通过对采煤机传统的安装工艺技术和特点进行分析，发现传统的安装工艺存在的问题，对采煤机安装工艺进行优化并提出了一种采煤机快速安装工艺，优化后的采煤机安装工艺实现了采煤机与液压支架的同步安装，提高了采煤机的安装效率和设备的安全性和稳定性，通过现场应用表明采用采用快速安装工艺可以提高采煤机的安装效率，缩短安装设备时间，有利于提高煤矿设备安装效率，保证煤矿安全生产，从而促进煤矿企业的发展，具有一定的参考价值。