大采高綜放工作面“三機(jī)”配套選型技術(shù)研究

閆躍

[摘要]本文針對(duì)大采高綜放工作面"三機(jī)"配套選型，首先概述了配套選型的基本原則，進(jìn)而詳細(xì)論述了"三機(jī)"選型方法，可以為相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行"三機(jī)"配套選型以及管理提供合理的參考。

[關(guān)鍵詞]大采高 綜放 "三機(jī)"

[中圖分類號(hào)] N35 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-3-385-1

0引言

隨著工作面機(jī)械裝備水平的不斷提高，大采高一次采高在煤礦開采生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，各種大功率以及大采高的重型綜采設(shè)備更是推動(dòng)了大采高綜采放頂煤開采技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。為了進(jìn)一步的提升大采高綜放工作面的產(chǎn)量，在煤礦開采生產(chǎn)過程中，應(yīng)該系統(tǒng)合理的對(duì)采煤機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)、液壓支架這“三機(jī)”進(jìn)行配套選型，并加大系統(tǒng)的設(shè)備能力，以進(jìn)一步的增加大采高綜采工作面長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)采高和截身的加大，提高綜放工作面的生產(chǎn)能力以及安全可靠性，充分發(fā)揮煤層綜放開采的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

1大采高種方面“三機(jī)”配套的原則分析

大采高綜放工作面的“三機(jī)”即采煤機(jī)、液壓支架系統(tǒng)以及刮板運(yùn)輸機(jī)，為了確保大采高綜放工作面的生產(chǎn)能力以及不同設(shè)備的效能，必須合理的進(jìn)行“三機(jī)”設(shè)備的總體配套，配套需要遵循的原則主要有以下幾方面：

（1）“三機(jī)”配套必須適應(yīng)大采高綜放工作面的地質(zhì)條件。對(duì)于大采高綜放工作面“三機(jī)”的配套選型，必須滿足于煤層傾角、煤層厚度、頂煤冒放性、煤層底板、頂板壓力、煤層硬度等地質(zhì)條件的要求。

（2）滿足生產(chǎn)能力的基本要求。對(duì)于“三機(jī)”的配套選型，還應(yīng)該綜合考慮分析大采高綜放工作面的生產(chǎn)能力要求，尤其是在設(shè)備的選型過程中應(yīng)該綜合的考慮采煤機(jī)回采能力、刮板運(yùn)輸及輸送能力、液壓支架的移架速度、皮帶傳送級(jí)的運(yùn)輸能力以及乳化液泵站的輸出能力，必須與大采高綜放工作面的生產(chǎn)能力相適應(yīng)。

（3）符合配套尺寸的相關(guān)要求。對(duì)于“三機(jī)”的配套選型，還應(yīng)當(dāng)綜合考慮機(jī)械設(shè)備與空間幾何尺寸之間的關(guān)系，尤其是對(duì)大采高綜放工作面前后部刮板運(yùn)輸機(jī)、液壓支架以及采煤機(jī)之間搭配尺寸的協(xié)調(diào)，以避免“三機(jī)”設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生干擾。

（4）滿足工作面安全生產(chǎn)的需要。對(duì)于大采高綜放工作面，安全可靠是“三機(jī)”選型必須考慮的內(nèi)容。對(duì)于無立柱空間寬度、綜合通風(fēng)斷面、工作面空頂間距、液壓支架推移千斤頂?shù)男谐獭⒎阑^固裝置的設(shè)置情況等，都必須綜合考慮分析以確保工作面安全生產(chǎn)的需要。

（5）滿足“三機(jī)”配套設(shè)備使用壽命匹配的要求。在大采高綜放工作面“三機(jī)”配套選型上，除了要考慮空間尺寸的配套以外，還應(yīng)該確保使用壽命的配套，確保采煤機(jī)的連續(xù)割煤長(zhǎng)度、液壓支架使用時(shí)間以及刮板運(yùn)輸機(jī)的過煤量等對(duì)等服務(wù)時(shí)間的匹配。

2“三機(jī)”配套選型技術(shù)要求

2.1液壓支架的配套選型

（1）液壓支架架型的確定。對(duì)于大采高綜放工作面液壓支架架型的選擇，除了必須適應(yīng)工作面礦壓，滿足工作面頂板控制的相關(guān)要求以外，還應(yīng)當(dāng)留有通風(fēng)斷面以及過人空間。由于隨著煤層采出厚度的增加，對(duì)于液壓支架的支護(hù)強(qiáng)度要求不斷提高，因此在液壓支架架型的選擇上應(yīng)當(dāng)盡量選擇使用單鉸以及四連桿機(jī)構(gòu)，以提高支架的抗扭以及穩(wěn)定性。

（2）確定液壓支架的工作阻力。液壓支架工作阻力的確定主要是根據(jù)大采高綜放工作面煤層厚度、采煤機(jī)割煤高度、放煤高度、煤層埋深等參數(shù)，通過對(duì)支架與圍巖相互作用的數(shù)值模擬分析確定，通過分析綜放工作面的支架支護(hù)強(qiáng)度與支護(hù)工作阻力判定支架架型是否滿足使用要求。

（3）配套選型液壓支架各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的確定。在確定液壓支架架型以后，還應(yīng)該根據(jù)頂板管理支護(hù)強(qiáng)度要求、底板比壓要求確定支架結(jié)構(gòu)高度、寬度、中心距、初撐力、移步架距、泵站壓力以及重量等各項(xiàng)作業(yè)技術(shù)參數(shù)。

2.2采煤機(jī)的配套選型

（1）滾筒直徑的選擇。對(duì)于當(dāng)前在大采高綜放工作面中應(yīng)用較為普遍的雙滾筒采煤機(jī)，滾筒直徑應(yīng)該按照經(jīng)驗(yàn)，即最大采高的0.52-0.6倍確定滾筒的直徑。

（2）截深的確定。由于采煤機(jī)的滾筒截深直接關(guān)系到采煤機(jī)工作機(jī)構(gòu)的截入煤壁深度，因此采煤機(jī)的截深應(yīng)當(dāng)綜合分析每層的壓張效應(yīng)、截割阻抗、煤層厚度、煤層傾角、頂板穩(wěn)定性以及采煤機(jī)的穩(wěn)定性等綜合確定，參照當(dāng)前煤礦開采中的通用截深，一般控制在80cm。

（3）滾筒轉(zhuǎn)速。滾筒轉(zhuǎn)速直接關(guān)系到采煤機(jī)的能耗、轉(zhuǎn)載以及煤塵，對(duì)于滾筒的轉(zhuǎn)速應(yīng)該按照采煤機(jī)的截齒數(shù)、牽引速度以及轉(zhuǎn)速確定，通常控制在30-40r/min左右。

（4）采煤機(jī)的生產(chǎn)能力。對(duì)于采煤機(jī)的生產(chǎn)能力的確定，應(yīng)該根據(jù)工作面產(chǎn)量要求、采煤機(jī)的截深、平均采高、回采率、工作面長(zhǎng)度、平均頂煤厚度、割煤速度等多項(xiàng)參數(shù)計(jì)算確定。

（5）采煤機(jī)截割牽引速度。采煤工作面的移動(dòng)速度應(yīng)該根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)煤能力、液壓系統(tǒng)的移架速度以及輸送機(jī)的運(yùn)輸能力等綜合確定，一般電牽引采煤機(jī)截割作業(yè)時(shí)的牽引速度在10-12m/min左右。

2.3刮板運(yùn)輸機(jī)的配套選型。

（1）運(yùn)輸能力的確定。為了提高作業(yè)效率，必須高于采煤機(jī)的割煤能力，按照采煤機(jī)的有效截深、割煤機(jī)高度、最大牽引速度以及煤的密度綜合階段刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸能力，重點(diǎn)要確保運(yùn)輸能力能夠滿足割煤與放煤工序的平行作業(yè)。

（2）刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸阻力的計(jì)算。刮板運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸阻力主要是通過對(duì)煤和刮板鏈引起的阻力以及煤和刮板鏈的下滑力計(jì)算確定，根據(jù)計(jì)算所得的運(yùn)輸阻力對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)的負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算確定。

（3）刮板運(yùn)輸機(jī)技術(shù)參數(shù)的確定。對(duì)于刮板運(yùn)輸機(jī)的技術(shù)參數(shù)主要有裝機(jī)功率、輸送能力、中部槽規(guī)格、刮板鏈速、電機(jī)布置以及卸載方式等技術(shù)參數(shù)，重點(diǎn)確保這些技術(shù)參數(shù)能夠滿足放煤能力的要求。

3結(jié)語(yǔ)

提升大采高綜放面的產(chǎn)能僅僅依靠單個(gè)設(shè)備的發(fā)展難以實(shí)現(xiàn)，必須對(duì)整個(gè)綜采工作面的生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行合理的配套，尤其是對(duì)工作面“三機(jī)”合理的配套選型，以通過高效安全的采煤裝備發(fā)揮大采高綜放開采的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，建設(shè)高效安全的綜放工作面開采環(huán)境，推進(jìn)礦井現(xiàn)代化建設(shè)水平的不斷提高。

參考文獻(xiàn)

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