綜采工作面三機(jī)配套技術(shù)分析

楊雪峰

1.中煤張家口煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司 河北 張家口 076250;

2.河北省高端智能礦山裝備技術(shù)中心 河北 張家口 076250

綜采工作面三機(jī)設(shè)備主要指的是采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī),而設(shè)備之間的配套技術(shù)則指的是設(shè)備基礎(chǔ)生產(chǎn)能力配套技術(shù)、設(shè)備結(jié)構(gòu)安裝配套技術(shù)等,其中設(shè)備生產(chǎn)能力配套相對(duì)比較簡單,其設(shè)備核心重點(diǎn)則是設(shè)備安裝結(jié)構(gòu)的配套,為此該技術(shù)對(duì)煤炭能源的開采和技術(shù)生產(chǎn)起到了決定性作用。

一、三機(jī)型號(hào)選擇原則

（一）刮板輸送機(jī)型號(hào)

刮板輸送機(jī)選擇過程需要滿足以下要求。

第1,刮板輸送機(jī)在型號(hào)選擇上需要與實(shí)際工作面基礎(chǔ)生產(chǎn)能力相互適應(yīng),為此選擇時(shí)需要利用工作面所產(chǎn)生最大生產(chǎn)力量的1.2倍進(jìn)行計(jì)算,最終獲得參數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)。第二,在運(yùn)輸機(jī)內(nèi)部結(jié)果以及外部尺寸方面進(jìn)行型號(hào)選擇時(shí)需要考慮外界影響因素,并且輸送機(jī)整體結(jié)構(gòu)應(yīng)該與工作面底板結(jié)構(gòu)相互適應(yīng),而外部尺寸數(shù)據(jù)與采煤機(jī)機(jī)身、行走機(jī)構(gòu)尺寸等相關(guān)方面都需要達(dá)到基礎(chǔ)配置需求。第三,還需要根據(jù)刮板輸送機(jī)專業(yè)技術(shù)性和應(yīng)用特點(diǎn)選擇設(shè)備適合的長度。

（二）液壓支架型號(hào)

液壓支架型號(hào)選擇過程中需要滿足以下操作要求。

第1,液壓支架應(yīng)用強(qiáng)度需要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)工作要求,比如:礦壓相同或者更高礦壓需求,由于巖石結(jié)構(gòu)層挖掘和施工時(shí),直接頂結(jié)構(gòu)層與基礎(chǔ)頂巖層實(shí)際進(jìn)行移動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生較大的結(jié)構(gòu)壓力,為此需要液壓支架初始結(jié)構(gòu)支撐力與運(yùn)轉(zhuǎn)工作阻力相互適應(yīng)和調(diào)整,以此作為基礎(chǔ)條件有效控制移動(dòng)參數(shù)量的具體范圍,以此不斷滿足最小范圍基礎(chǔ)需求。第二,液壓支架在自身結(jié)構(gòu)設(shè)置上需要盡可能滿足煤炭結(jié)構(gòu)層的儲(chǔ)存條件。第三,液壓支架斷面通風(fēng)是該工作時(shí)必須完成的基礎(chǔ)水平需求,所以使用完成基礎(chǔ)通風(fēng)數(shù)量,才能保證設(shè)備運(yùn)行水平。第四,由于支架結(jié)構(gòu)需要與采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)設(shè)備進(jìn)行匹配,為此支架寬度需要與刮板輸送機(jī)的中部槽長度相互一致,支架推行千斤頂推移形成應(yīng)大于采煤機(jī)截深150mm左右。

（三）采煤機(jī)型號(hào)

三機(jī)配套的采煤機(jī)型號(hào)選擇時(shí),需要滿足一下技術(shù)需求。

第一,采煤機(jī)型號(hào)需要充分結(jié)合高度收集、功率計(jì)算、截深設(shè)定以及牽引技術(shù)等相關(guān)方面綜合分析,進(jìn)而確保系統(tǒng)參數(shù)能夠達(dá)到科學(xué)、合理化需求,并且在實(shí)際建設(shè)過程中自身具備較大的應(yīng)用范圍和水平,應(yīng)用在特定的煤層地質(zhì)中。第二,需要進(jìn)一步滿足刮板輸送機(jī)、液壓支架運(yùn)行過程中相互匹配的基礎(chǔ)需求,并且在參數(shù)設(shè)定上需要明顯大于工作面所設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)生產(chǎn)能力,才能從根本上滿足工作面設(shè)計(jì)與生產(chǎn)基礎(chǔ)需求。第三,性能、可靠性、保護(hù)功能完善,應(yīng)用于開采作業(yè)中保障開采穩(wěn)定性。

二、三機(jī)配套原則

（一）采煤機(jī)與液壓支架

三機(jī)配套實(shí)施過程中,各個(gè)設(shè)備之間的良好匹配直接決定著三機(jī)設(shè)備的最大功能性,所以設(shè)備配套實(shí)施原則需要關(guān)注三者之間搭配合理性,為此技術(shù)人員首先應(yīng)該對(duì)采煤機(jī)與液壓支架進(jìn)行合理化匹配,并且重視兩個(gè)設(shè)備之間的相互聯(lián)系,由于兩者之間無需直接聯(lián)系,所以設(shè)備實(shí)際進(jìn)行匹配過程中需要重視兩個(gè)環(huán)節(jié)[2]。

第1,在采煤機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)最高點(diǎn)以及液壓支架頂梁位置關(guān)系研究過程中,由于采煤機(jī)進(jìn)行煤炭收集過程中,其機(jī)身會(huì)支架結(jié)構(gòu)頂部橫梁下方進(jìn)行來回流通,所以采煤機(jī)與液壓支架之間連續(xù)不應(yīng)該產(chǎn)生基礎(chǔ)干涉流程。所以,設(shè)備之間進(jìn)行匹配操作時(shí),需要保證設(shè)備之間高度在不小于0.2米左右（過機(jī)高度）。并且如果存在特殊情況后則需要進(jìn)行特殊對(duì)待。第二,采煤機(jī)在切割滾筒側(cè)面與支架前梁端部距離設(shè)定過程中,如果所設(shè)定的距離過小,設(shè)備在實(shí)際工作過程中則在割煤操作同時(shí)進(jìn)行割頂梁操作,最終導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生損壞。

（二）采煤機(jī)與液壓支架

輸送機(jī)與液壓支架結(jié)構(gòu)之間連接模式同樣需要達(dá)到基礎(chǔ)匹配需求,其中輸送機(jī)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)擋板側(cè)面想要完成推移耳板操作,其耳板則需要連接液壓支架完成整個(gè)結(jié)構(gòu)的推移操作,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)推移、移動(dòng)支架的基礎(chǔ)能力,最終發(fā)揮出系統(tǒng)設(shè)備的循環(huán)推進(jìn)基礎(chǔ)功能,最終完成整個(gè)煤炭能源的開采和生產(chǎn)技術(shù)功能。為此采煤機(jī)與液壓支架匹配過程中需要重點(diǎn)關(guān)注至少兩個(gè)操作環(huán)節(jié)[3]。

下部配套匹配過程中,推移耳板結(jié)構(gòu)自身需要就有充足的強(qiáng)度,同時(shí)與設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)中十字頭運(yùn)行強(qiáng)度相互比較,下部配套高度應(yīng)該明顯高于十字頭。除此之外,推移耳孔推行中心與拉架中心高度同樣應(yīng)該滿足鏟板結(jié)構(gòu)始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài),才能確保結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生漂溜、扎底問題和現(xiàn)狀,并且所產(chǎn)生的推移阻力控制在最小標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

在進(jìn)一步明確設(shè)備耳孔中心位置和高度數(shù)據(jù)時(shí),需要以設(shè)備工作面底部性質(zhì)、支架推移機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)核心高度作為理論根據(jù)進(jìn)一步明確,進(jìn)而確保耳板始終處于推拉狀態(tài),進(jìn)而確保耳板或者啞鈴窩位置不會(huì)受到十字頭設(shè)備的影響和作用。

（三）采煤機(jī)與傳輸機(jī)

采煤機(jī)與輸送機(jī)之間進(jìn)行配套操作時(shí),應(yīng)該格外關(guān)注以下幾點(diǎn)內(nèi)容。

第1,確保采煤機(jī)可以充分發(fā)揮出自身基礎(chǔ)應(yīng)用功能。第二,采煤機(jī)在運(yùn)輸平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)暢通需求,所以在任何情況下不能受到其他外界因素的干擾因素等。第三,為了進(jìn)一步確保采煤機(jī)基礎(chǔ)運(yùn)行穩(wěn)定性,需要保證采煤機(jī)與輸送機(jī)之間的配套位置和設(shè)備具備十分充足的煤炭儲(chǔ)存和操作空間,以便于煤炭能源能夠順利通過。

（四）幾何聯(lián)系

在明確設(shè)備系統(tǒng)幾何聯(lián)系工程中,設(shè)備之間的匹配主要是為了實(shí)現(xiàn)三機(jī)之間能夠相互匹配、互不干涉與影響等,進(jìn)而能夠充分發(fā)揮出自身效果,從而完成最大的生產(chǎn)能力。在明確設(shè)備幾何關(guān)系時(shí),則應(yīng)該根據(jù)設(shè)備之間的內(nèi)在聯(lián)系選擇七步確定法,其中包含:設(shè)備整體布置圖、斷面創(chuàng)建配套圖、過濾支架配套圖、端頭支架配套圖、上下端頭布置圖、工作面架構(gòu)圖以及車載設(shè)備布置圖等[4]。

（五）設(shè)備性能聯(lián)系

三機(jī)配套設(shè)置過程中,還需要實(shí)現(xiàn)設(shè)備使用性能的結(jié)構(gòu)配比,所以該模式主要指的是設(shè)備使用性能之間的系統(tǒng)協(xié)調(diào)能力、系統(tǒng)約束能力、設(shè)備連接模式等。

第一,在設(shè)備使用性能聯(lián)系探索環(huán)節(jié)上,應(yīng)該關(guān)注采煤機(jī)機(jī)身位置設(shè)置需要與刮板機(jī)中部槽位置相互配比,才能從根本上提升設(shè)備之間的使用性能。第二,需要重點(diǎn)考慮采煤機(jī)連接位置機(jī)頭部位與尾部的匹配水平,加上實(shí)際采煤實(shí)施過程中,設(shè)備之間的協(xié)調(diào)能力需要進(jìn)一步滿足自開缺口斜切進(jìn)刀操作,所以實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中應(yīng)該重點(diǎn)考慮采煤機(jī)初始采煤速度能夠與液壓支架之間事先相互匹配等最終效果,此種現(xiàn)狀則需要將刮板輸送機(jī)與液壓支架進(jìn)行合理的連接技術(shù)處理。

（六）生產(chǎn)能力聯(lián)系

三機(jī)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)化匹配之后,其最終的生產(chǎn)能力需要明顯大于工作面方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)生產(chǎn)能力,為此需要根據(jù)工作面最大產(chǎn)量逐漸提升采煤機(jī)核心動(dòng)能、輸送機(jī)運(yùn)輸能力、轉(zhuǎn)載機(jī)承載能力、破碎機(jī)操作能力等,為此設(shè)計(jì)時(shí)需要按照設(shè)備運(yùn)行不低于20%的設(shè)計(jì)方式,保證有余量。

三、三機(jī)配套技術(shù)應(yīng)用策略

由以上匹配現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)分析最終得出相關(guān)結(jié)論:綜采工作面三機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需要時(shí)刻滿足匹配的基礎(chǔ)需求,其中包含:生產(chǎn)能力匹配、安裝結(jié)構(gòu)匹配等,除此之外,如果生產(chǎn)能力不能達(dá)到匹配基礎(chǔ)需求,則無法滿足設(shè)備生產(chǎn)需求等相關(guān)問題。此時(shí)如果設(shè)備安裝結(jié)構(gòu)不能有效匹配,則會(huì)造成三機(jī)產(chǎn)生問題和損壞,在影響煤炭生產(chǎn)質(zhì)量水平和效率的同時(shí),為企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失。比如:采煤機(jī)在割煤的過程中,采煤機(jī)的滾筒總會(huì)在割煤的同時(shí)割到液壓支架前梁,導(dǎo)致采煤機(jī)的搖臂離合發(fā)生軸扭斷的損壞,開采作業(yè)被迫停工[5]。

在實(shí)際設(shè)備生產(chǎn)環(huán)節(jié)上,三機(jī)配套型號(hào)選擇上普遍具備復(fù)雜性和多樣性特點(diǎn),為此所涉及的知識(shí)領(lǐng)域相對(duì)較多,其中包含:幾何學(xué)、地質(zhì)學(xué)、采礦學(xué)、巖石力學(xué)、機(jī)電等。為此如果其設(shè)備配套質(zhì)量達(dá)到了最高實(shí)施標(biāo)準(zhǔn),煤礦生產(chǎn)效益和競技手提則大幅度提升,加上現(xiàn)有的設(shè)備配套設(shè)計(jì)主要以技術(shù)人員工作經(jīng)驗(yàn)為主,所以此種模式雖然能夠滿足基礎(chǔ)生產(chǎn)的水平要求,但是長期以往同樣存在著問題。

綜采工作面三機(jī)配套技術(shù)水平想要不斷得到完善和優(yōu)化,企業(yè)則應(yīng)該從設(shè)備自身實(shí)際情況作為出發(fā)點(diǎn),選擇適合符合煤礦開采條件的三機(jī)配套技術(shù),達(dá)到生產(chǎn)效率最大化的目的。

結(jié)束語

由此可見,綜采工作面三機(jī)配套技術(shù)是決定煤炭開采質(zhì)量與效率的重要工具,如果配套質(zhì)量不佳,會(huì)影響生產(chǎn)效率,甚至?xí)斐稍O(shè)備損壞,對(duì)開采企業(yè)產(chǎn)生重大的影響。