浅谈综采工作面设备选型配套

随廷廷

(山东裕隆矿业集团有限公司单家村煤矿,山东曲阜 273160)

浅谈综采工作面设备选型配套

随廷廷

(山东裕隆矿业集团有限公司单家村煤矿,山东曲阜 273160)

对于煤矿企业来说，在煤矿井下工作面综采设备选型时，不仅要考虑它们工作能力的配套，还要考虑到它们工作时的协调及结构尺寸上的配套关系，只有这样才能保证在满足它们各自采煤工艺要求的同时，实现各设备能力的充分发挥，获得良好的使用效果。本文从综采工作面成套设备选型谈起，阐述了功能匹配，重点论述综采工作面尺寸匹配，为综采工作面设备的合理选型与配套提供参考价值。

综采工作面 设备 选型 配套

随着工业信息化技术及控制技术的不断发展,采煤机械化水平不断提高,机械化采煤设备也得到了大量的应用。这样大大推进了采煤设备的集中控制和自动控制的成套化进程。目前国内多个厂家已经研制出自动化控制的采煤设备,自动联合采煤机组是基于综采成套设备优化配置和高度自动化控制基础上的一个完整的,高产高效的采装煤,运煤和支护系统,可实现监视与显示功能通讯与闭锁功能,保护与诊断功能。为了使综采成套设备的效能得到最大程度发挥,实现高产高效,必须对采煤机、刮板输送成套设备、液压支架及设备列车上设备的设计尺寸的配合、性能及结构匹配、采煤工艺等方面充分考虑。综采设备主要包括采煤机,刮板输送机和液压支架(简称“三机”) 。采煤机,刮板输送机和液压支架之间在性能参数,结构参数,工作面空间尺寸等方面,必须互相匹配,才能充分发挥设备效能,实现高产高效。

1 综采工作面成套设备选型

综采工作面的成套设备主要有以下三种：第一,工作面三机(一是采煤机,二是刮板输送机,三是液压支架);第二,顺槽三机(一是转载机,二是破碎机,三是皮带机);第三,供电、供液等系统。为形成较大的综采面生产能力和保证安全生产,可采取以下选型措施。

(1)要保证采煤机的开采能力和煤炭运输能力的协调,即采煤机的开采能力要小于刮板输送机的运送能力,刮板输送机的运送能力要小于桥式转载机的转载能力,桥式转载机的转载能力要小于破碎机的通过能力,破碎机的通过能力要小于顺槽皮带机的运送能力。

(2)必须保证综采面三机(采煤机、刮板输送机和液压支架)在以下若干方面的统一：第一,性能参数;第二,结构参数;第三,工作面空间;第四,三机的强度和尺寸。

(3)要保证供电系统的电力资源的合理分配,避免某些变压器存在符合过大或过小的问题。保证电缆的合理安装布置,以保证供电系统的电力资源利用率最大化。

(4)保证适当的乳化液压力和流量,以适应支架的支护强度。

(5)控制系统必须形成对综采面设备的全面控制,并将其运行参数上传至控制中心。而通讯系统则必须实现综采面设备信息的有效传递。若控制系统和通讯系统存在功能不完善等问题,则综采面设备的生产能力不能得到中分发挥。

2 功能匹配

由于开切眼处的特殊性,必须保证采煤机摇臂长度与以下设备在长度上的协调：第一,刮板输送机机头;第二,刮板输送机机尾。此外,还应使得采煤机卧底深度同刮板输送机等处具有较高的协调性。

采煤机的行走机构等必须与刮板输送机在以下两方面因素中具有较高的协调性：第一,啮合方式;第二,啮合强度。

在倾斜煤层中,必须保证液压支架具有较高的防滑能力,其防滑能力的确定主要取决于煤层的倾角。

为减少回煤的拉运量,必须保证刮板输送机与转载机的合理连接,即二者的移动和转动要合理。

保证采煤机的高度与液压支架高度的协调,即采煤机的高度必须小于液压支架的高度,要控制二者之差处于一个合理的区间。此外,采煤机的截深还应小于支架的步距。

3 尺寸匹配

3.1 控制合理的铲间距

所谓铲间距就是指煤壁和铲煤板之间的空隙宽度。之所以要确定合理的铲间距,是为了避免在输送机弯曲段采煤机对铲煤板的损坏。确定铲间距的措施为将采煤机行走销轮中心前的溜槽弯曲确定为1°。此外,还应控制采煤机滚筒的伸出长度,在保证割不到铲板的同时,还需增加50mm。

3.2 确定合理的采煤机与挡板之间的间隙

要想确定合理的间隙,就必须保证采煤机前溜槽变线出现弯曲后,不会对采煤机有任何影响。一般,控制这一距离在50mm左右即可。此外,还应考虑到机身和挡板之间的距离。

3.3 确定合理的滑靴与铲板之间的距离

目前,很多矿井都将这一距离确定为40mm左右,实践证明这一距离是合理的。但若存在滑靴超前或滞后等问题,则必须将溜槽弯曲引起的变动量考虑在内。

3.4 确定合理的梁端距

所谓梁端距指的是支架梁端与煤壁之间的间隙距离。由于煤层底板的不平或开采的不充分等原因,输送机所在底板凹凸不平,所以,输送机往往会发生一定的倾斜问题,这样很容易使得采煤机割到顶梁。因此,为避免上述问题,则应确定合理的梁端距,一般约为300mm。梁端距的具体取值还应根据煤层的厚度确定,煤层月后,梁端距越大。此外,还应保证支架与输送机有一个合理的夹角,一般为5°~10°。

3.5 确定合理的液压支架高度

液压支架高度的确定,主要考虑煤层的平均高度。此外,还应保证合理的支架调高区间,即支架最大高度与最小高度之差,支架的调高区间可以反映支架的使用采高的广泛程度,即调高区间越大,适用性也就越广。但也不能将支架调高区间确定的过大或过小,如果调高区间过大,则支架设计就会面临较大的困难,如果调高区间过小,则支架的适用范围窄,不能实现支架成本的有效利用。

4 结语

总起来说,综采工作面设备的配套选型是一项复杂的系统工程,他涉及面非常广,有地质学、采矿学、岩石力学和机电等多门学科,做好综采工作面的设备的选型配套工作,能有效提高综采工作面矿井生产效率和经济效益。目前的选型设计还是以经验类比为主,虽然基本上能满足生产需要,但是在某些环节上还存在着严重的不合理现象。因此,必须对综采工作面的情况进行综合分析,对多种方案进行对比,才能选择出一套最合理的方案,更好地服务于煤矿生产。

[1]梁香过,孙艳军.综采配套设备采煤机技术参数的计算选择[J].煤矿机械,2010,31(5):3-5.

[2]张广义.综合机械化采煤工艺[J].煤炭技术,2009,28(3):60-62.

[3]李岩松.浅谈综采设备的选型与配套原则[J].山东煤炭科技,2011(3):115-117.

随廷廷(1984-),男，汉族，2007年6月毕业于青岛大学电气工程及其自动化专业，现在山东裕隆矿业集团有限公司单家村煤矿主要从事综采设备及供电管理工作，助理工程师。