綜采工作面 “三機(jī)”配套幾何關(guān)系分析

王喜貴

（中煤平朔煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西平朔 036006）

綜采工作面 “三機(jī)”配套幾何關(guān)系分析

王喜貴

（中煤平朔煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西平朔 036006）

根據(jù)綜采工作面中部“三機(jī)”幾何配套，研究了采煤機(jī)與液壓支架、采煤機(jī)與輸送機(jī)、液壓支架與輸送機(jī)之間的中部配套關(guān)系，分析了采煤機(jī)在輸送機(jī)彎曲段以及工作面機(jī)頭、機(jī)尾處“三機(jī)”配套關(guān)系。

采煤機(jī);輸送機(jī);液壓支架;幾何配套關(guān)系

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

綜采面設(shè)備配套主要是解決生產(chǎn)能力和幾何關(guān)系配套兩方面問(wèn)題。幾何關(guān)系配套是要解決轉(zhuǎn)載機(jī)、帶式輸送機(jī)、采煤機(jī)、輸送機(jī)等設(shè)備間的連接關(guān)系，確定合理的配套尺寸，其中以輸送機(jī)、采煤機(jī)、支架（“三機(jī)”）的相互配套關(guān)系最為重要，其幾何關(guān)系配套主要是確定輸送機(jī)、采煤機(jī)和支架的相互搭接尺寸，保證設(shè)備運(yùn)行時(shí)不發(fā)生干涉。

1 綜采工作面中部“三機(jī)”幾何關(guān)系分析

“三機(jī)”幾何關(guān)系配套尺寸主要有鏟板間距e、梁端距D、機(jī)面高度A、采高H、過(guò)機(jī)空間C、過(guò)煤高度E等尺寸，如圖1所示。下面著重對(duì)這些配套尺寸的選取原理進(jìn)行分析。

圖1 工作面中部“三機(jī)”幾何尺寸關(guān)系配套

1.1 采煤機(jī)與液壓支架的配套關(guān)系

采煤機(jī)和液壓支架之間沒(méi)有直接連接關(guān)系，但有兩個(gè)位置關(guān)系需要給予重視。

（1）梁端距D梁端距主要依據(jù)煤的軟硬程度、頂板冒落情況、底板沿走向起伏變化情況以及采高等因素來(lái)選取，過(guò)大將會(huì)加長(zhǎng)支架控頂距，過(guò)小易造成采煤機(jī)滾筒割到頂梁。

（2）過(guò)機(jī)空間C采煤機(jī)沿工作面往返割煤時(shí)，其機(jī)身要在支架頂梁下通過(guò)，應(yīng)保證兩者在工作時(shí)不發(fā)生干涉。此間隙主要依據(jù)工作面傾角、機(jī)面高度、煤層厚度、支架工作高度等因素來(lái)合理選取。為保證采煤機(jī)順利運(yùn)行，煤層厚度越大，過(guò)機(jī)間隙也要相應(yīng)加大。

1.2 采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)的配套關(guān)系

采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)的配套應(yīng)保證采煤機(jī)能有效工作，不發(fā)生干涉、“掉道”等問(wèn)題。

（1）鏟板間距e當(dāng)搖臂下擺到最低位置時(shí)，滾筒外邊與鏟板應(yīng)有一定的距離，距離太大，會(huì)影響滾筒裝煤效果，太小采煤機(jī)滾筒會(huì)割到鏟煤板。此間隙可用下式計(jì)算:

式中，C1為牽引輪中心線到采煤機(jī)滾筒內(nèi)側(cè)的水平距離;G2為銷排中心線到鏟煤板側(cè)槽幫的水平距離;G3為鏟板側(cè)槽幫到其外側(cè)的水平距離。

（2）采煤機(jī)支撐滑靴與輸送機(jī)工作面?zhèn)炔蹘烷g的距離J2當(dāng)采煤機(jī)左端的牽引輪與輸送機(jī)的銷軌相嚙合時(shí)，右端的滑靴應(yīng)落在輸送機(jī)的鏟煤板上，且與鏟煤板有一定的距離，此距離太大，滑靴就會(huì)掉在鏟煤板外邊，即掉道;太小采煤機(jī)在行走時(shí)會(huì)碰到輸送機(jī)，從而影響產(chǎn)煤效率。此間隙可用下式計(jì)算:

式中，C4為牽引輪中心線到滾筒內(nèi)側(cè)的距離;G5為銷排中心線到鏟煤板側(cè)槽幫的水平距離。

（3）導(dǎo)向滑靴與銷軌間隙 采煤機(jī)導(dǎo)向滑靴和銷軌在水平方向和垂直方向都要有一定間隙，水平間隙J3，J4一般大于5mm，垂直間隙J5一般在12～20mm之間。導(dǎo)向滑靴和銷軌配套關(guān)系如圖2。

圖2 導(dǎo)向滑靴和銷軌配套

（4）采煤機(jī)采空區(qū)側(cè)與輸送機(jī)擋煤板內(nèi)側(cè)間的距離 輸送機(jī)擋板內(nèi)側(cè)與采煤機(jī)機(jī)身之間的間隙與采煤機(jī)牽引輪導(dǎo)向滑靴的長(zhǎng)度、采煤機(jī)兩牽引輪之間的距離、采煤機(jī)前后牽引輪導(dǎo)向滑靴距采煤機(jī)前后機(jī)身的距離等因素有關(guān)，一般取50mm。

（5）過(guò)煤高度E過(guò)煤高度的設(shè)計(jì)主要是保證大塊煤和矸石能順利通過(guò)，其取值主要依據(jù)煤的軟硬程度和配套情況。一般在滿足配套關(guān)系前提下，此高度應(yīng)盡可能大，以利于大塊煤和矸石的通過(guò)。過(guò)煤高度一般不小于260mm。

（6）采煤機(jī)截割電機(jī)與輸送機(jī)銷排之間的距離 對(duì)于電牽引采煤機(jī)，由于截割電機(jī)裝在搖臂上，所以當(dāng)搖臂下降到最低位置時(shí)，兩者之間應(yīng)有一定的距離。一般大于60mm。

1.3 液壓支架與輸送機(jī)的配套關(guān)系

液壓支架和輸送機(jī)的配套主要有2個(gè)尺寸。

（1）推移耳板處的配套間隙 由于輸送機(jī)推移耳板采用的是帶有斜度的長(zhǎng)孔，所以在移架和推溜2種狀態(tài)下，連接頭和銷子也處于2種配合狀態(tài)。輸送機(jī)耳板和連接頭配合間隙 （B11－B10）一般為6～10mm。在保證連接頭強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，可適當(dāng)增加d的角度 （d為連接頭耳板內(nèi)側(cè)角度），d一般取8～12°，如圖3所示。

圖3 輸送機(jī)耳板和連接頭配合間隙

（2）拉架后支架與輸送機(jī)電纜槽間的間隙該間隙一般與支架底座前端和輸送機(jī)電纜槽下表面高度有關(guān)，可按輸送機(jī)電纜槽向支架方向傾斜5～6°仍不與支架干涉來(lái)確定。

以上分別介紹了采煤機(jī)和支架、采煤機(jī)和輸送機(jī)、支架和輸送機(jī)的配套關(guān)系和尺寸，實(shí)際上，工作面中部設(shè)備配套關(guān)系要將三者綜合考慮。

2 采煤機(jī)在輸送機(jī)彎曲段尺寸配套

2.1 采煤機(jī)位于輸送機(jī)水平彎曲段尺寸配套

當(dāng)采煤機(jī)處于輸送機(jī)的水平段時(shí)，滾筒內(nèi)側(cè)和輸送機(jī)鏟煤板的距離是個(gè)定值，當(dāng)采煤機(jī)的牽引輪進(jìn)入輸送機(jī)的水平彎曲段時(shí)，此值是變化的，其與輸送機(jī)的最大水平彎曲角度α1、機(jī)身長(zhǎng)度CE、搖臂長(zhǎng)度DC（EF）、導(dǎo)向滑靴間距AB等因素有關(guān)，如圖4所示。此值越小，裝煤效果越好，但為了避免滾筒割到鏟煤板，采煤機(jī)功率越大，這個(gè)間隙也應(yīng)越大。

圖4 采煤機(jī)在輸送機(jī)彎曲段配套示意

2.2 采煤機(jī)在輸送機(jī)垂直彎曲段配套

由于底板不平引起輸送機(jī)垂直彎曲，彎曲角一般為2～6°，為了適應(yīng)該工況，導(dǎo)向滑靴和銷排的垂直間隙應(yīng)不小于12～20mm，以保證采煤機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)還應(yīng)校核采煤機(jī)與頂梁是否發(fā)生干涉。需注意的是，當(dāng)采煤機(jī)向支架方向傾斜時(shí)，梁端距也隨之變化，其距離應(yīng)按采煤機(jī)向支架方向偏擺5～6°進(jìn)行校核。

3 工作面機(jī)頭機(jī)尾“三機(jī)”配套

3.1 機(jī)頭處采煤機(jī)和輸送機(jī)的配套關(guān)系

采煤機(jī)位于工作面端頭時(shí)，要校核采煤機(jī)能否割透三角煤。影響三角煤的因素主要有采煤機(jī)搖臂長(zhǎng)度、搖臂上下擺角、滾筒直徑、輸送機(jī)卸載高度、輸送機(jī)機(jī)頭機(jī)尾與上下巷的位置等。在保證割透三角煤的情況下，要注意檢查搖臂頭和輸送機(jī)間隙J7，如圖5所示，如若干涉，可采用銷排變線的方法來(lái)解決。

3.2 機(jī)頭處支架與輸送機(jī)的配套關(guān)系

在工作面機(jī)頭處，需要布置輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，液壓支架應(yīng)向工作面采空區(qū)側(cè)后移，其滯后于中部支架，這樣，二者之間需要布置過(guò)渡支架。通常，在工作面中部向端頭過(guò)渡區(qū)域，支架呈階梯型布置。支架滯后布置時(shí)，為確保對(duì)采煤機(jī)機(jī)道頂板的有效支護(hù)，其支架頂梁長(zhǎng)度也應(yīng)適當(dāng)加大。

圖5 工作面機(jī)頭處采煤機(jī)與輸送機(jī)的配套

在總體配套設(shè)計(jì)時(shí)，機(jī)頭處三機(jī)配套關(guān)系的檢驗(yàn)方法與機(jī)尾處相同。

4 總結(jié)

工作面“三機(jī)”幾何配套尺寸是否合理，對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行、性能發(fā)揮影響很大。只有配套合理，才能提高生產(chǎn)率，確保設(shè)備使用壽命，減少設(shè)備故障率。

［1］王德春.采煤機(jī)與輸送機(jī)配套應(yīng)注意的問(wèn)題［J］.煤炭技術(shù)，2006（3）:20－21.

［2］沈利華.采煤機(jī)綜采配套選型與調(diào)整［J］.煤礦機(jī)電，2008 （6）:11－13.

［3］孟慶坤.綜放工作面輸送機(jī)選型及“三機(jī)”配套研究［J］.煤礦開(kāi)采，2004，9（3）:22－24.

TD421.8;TD355.41

B

1006-6225（2011）04-0078-02

2011－01－19

王喜貴 （1964－），男，山西平朔人，高級(jí)工程師，中煤平朔煤業(yè)有限責(zé)任公司副總經(jīng)理。

［責(zé)任編輯:徐亞軍］