浅议综采工作面“三机”选型与配套的原则

王明亮

（山西太重煤机煤矿装备成套有限公司，山西 太原030032）

安全高产高效现代化的采煤工作面的落煤、装煤、运煤、支护等生产过程是一个系统工程，整个系统的先进和可靠，不仅取决于单机设备的先进性和可靠性，设备的合理选型和配套也是至关重要的。“设备、选型、配套”三者缺一不可，相辅相成，否则，设备选型及配套不合理，势必影响各单机性能的发挥，造成综采设备开机率的降低，甚至导致综采生产无法正常进行，不能实现综采工作面安全高产高效现代化。为了充分发挥综采设备的最大生产能力并保证安全生产，必须对综采设备正确选型、合理布置、协调配套。

1 “三机”选型原则

1.1 采煤机选型原则

（1）适合特定的煤层地质条件，并且采煤机采高、截深、功率、牵引方式等主要参数选取合理，有较大的适用范围。

（2）满足工作面开采生产能力要求，采煤机实际生产能力要大于工作面设计生产能力；满足与刮板输送机和液压支架的匹配要求。

（3）采煤机技术性能良好，工作可靠性高，各种保护功能完善。

1.2 液压支架选型原则

（1）支护强度应与工作面矿压相适应。支架的初撑力和工作阻力要适应直接顶和基本顶岩层移动产生的压力，将空顶区的顶底板移近量控制到最小程度。

（2）支架结构应与煤层赋存条件相适应。

（3）支护断面应与通风要求相适应，保证有足够的风量通过。

（4）液压支架应与采煤机、刮板输送机等设备相匹配。支架的宽度应与刮板输送机中部槽长度相一致，推移千斤顶的行程应比采煤机截深大100～200 mm，支架沿工作面的移架速度应能跟上采煤机的工作牵引速度。

1.3 刮板输送机选型原则

（1）刮板输送机应能保证工作面落煤生产能力需要，选择刮板输送机应以工作面最大生产能力乘以1.2的不均衡系数为基础。

（2）结构形式一般与采煤机相配套，输送机槽的结构应与工作面底板条件相适应，并应考虑与采煤机底板托架和行走机构尺寸相匹配。

（3）输送机铺设长度可根据刮板输送机技术特征、输送量、链速和工作面倾角等因素确定。

2 “三机”之间的匹配原则

2.1 采煤机与液压支架的匹配

采煤机与液压支架之间无相互直接连接关系，但却有两个相互位置关系需要予以重视。第一个关系是采煤机机身最高点与对应处液压支架顶梁下面的关系。采煤机沿工作面往返割煤时，其机身要在支架顶梁下通过，此时应保证二者在正常情况下不产生干涉。为达此要求，通常二者间沿高度方向的距离应保持在0.2 m左右。特殊情况下特殊对待。

采煤机与液压支架的另一个重要位置尺寸关系是采煤机截割滚筒侧面到支架前梁端部的距离。此距离过小，将可能导致割顶梁事故；过大将会增大支架梁端距和控顶距，不利于采煤机机道处的顶板管理。这一尺寸可以通过计算采煤机、刮板输送机、液压支架三者的配套尺寸链予以精确确认。通常，该距离在采煤机滚筒向支架方向偏摆5°～6°时达50mm～60mm，否则便要通过加大支架梁端距予以调整。

2.2 采煤机与输送机的匹配

采煤机与输送机的配套应确保采煤机能有效履行其功能，在输送机上畅行无阻，在任何情况下都不能出现干涉、掉道等现象；同时还应该保证采煤机的横向稳定性，并且便于司机操作。另外，采煤机与输送机的配套位置还应该保证采煤机下有足够的过煤空间等。此外还应该检查采煤机拖缆中心是否与输送机电缆槽中心对齐。

过煤高度太低造成机身下面的煤流堵塞。一般中厚煤层，过煤高度≥250mm～300mm；薄煤层，过煤高度≥200mm～240mm，最小不小于l40mm～160mm。

2.3 输送机与液压支架的匹配

输送机通过挡板侧槽帮上的推移耳板和耳孔与十字头及液压支架推移结构(推杆)相连，以实现推移输送机和拉移支架，保证成套设备循环推进的功能。输送机与液压支架的配套应注意两个问题，其一为下部配套，即推移耳板的配套问题。推移耳板应具有足够的强度，并且应该大于十字头的强度，这是一个基本原则。推移耳孔的推溜中心和拉架中心高度要仔细选定，以保证推移输送机时，其铲板处于最佳状态(既不出现漂溜，又不出现扎底现象，并且具有最小推移阻力)，拉架时不会出现支架底座前扎底现象。两种耳孔中心的高度应分别根据工作面底板性质和支架推移机构回转中心高度确定。推移耳板处还应该保证在推拉两种状态下，十字头不与耳板或槽帮突出部干涉，支架底座前端不与输送机槽帮干涉。输送机与液压支架配套的另一个问题即上部问题，是应保证拉架后支架前桥与输送机电缆槽之间有合理间距，该间隙可按与输送机电缆槽向支架方向倾斜5°～6°不与支架前桥干涉而予以确认，该间隙与电缆槽即支架前桥宽度均有关。另一个尺寸是支架前的行人宽度，一般情况下，该尺寸不应该小于500mm，对于薄煤层综采工作面拉架后的人行宽度也不应该小于500mm。

2.4 几何关系匹配

综采成套设备的几何关系匹配主要是中部“三机”几何关系配套设计，保证设备运行是采煤机、刮板输送机和液压支架相互配合、不相互发生干涉与影响，使设备的效能能够充分发挥。几何关系的主要检查配套关系包括7个部分的设备配套及布置关系：

（1）工作面综采成套设备整体布置图；

（2）中部断面三机配套图；

（3）过渡支架三机配套图；

（4）端头支架三机配套图；

（5）上下端头设备布置图；

（6）工作面整体布架图；

（7）设备列车车载设备布置图。

在三机配套中必须合理地控制梁端距、铲间距、卧底量、过煤空间、过机间隙、行人空间等，以保证工作面设备最大效能地发挥。

2.5 生产能力匹配

为实现工作面设备的正常运行，要求工作面设计产能、采煤机产能、刮板输送机、转载机、破碎机和带式输送机的能力依次逐步增大，按不低于20%设计，并留有余量。

2.6 使用性能匹配

使用性能匹配主要指设备性能间的协调和制约问题，系统之间连接方式的匹配。

（1）支架推移步距与采煤机滚筒宽度的匹配；

（2）采煤机的摇臂与刮板机的匹配：当采煤机进行到刮板机机头、机尾时，摇臂下摆能够截透“三角煤”，保证留有一定卧底量，并且设备间无干涉现象；

（3）采煤机必须截透工作面两端且至少有50mm卧底量；

（4）采煤机的滚筒外廓在运行到工作面的端部极限位置时，其底部不得与刮板输送机的过渡槽部件干涉；

（5）目前输送机在机头尾部至少设计3节变线中部槽，以保证采煤机能够截透工作面端头；

（6）输送机的机头链轮中心高度在满足卸载高度的前提下，应尽量降低，有利于采煤机的卧底；

（7）连接头销轴尺寸与输送机挡板槽帮拉移耳孔的尺寸检查；

（8）连接头与输送机推移耳的干涉检查；

（9）连接头在极限位置时与输送机中部槽或推移梁基体的干涉检查；

（10）电缆槽最大外廓与支架间的极限间隙检查，应保证人行通道顺畅。

2.7 使用寿命匹配

使用寿命匹配主要是指综采成套设备各设备的大修周期基本相同或接近，使设备大修总时间缩短，减少在生产过程的交替大修，保证工作面能持续正常生产。传统行业中，在使用寿命的计算上，不同设备有不同的标准。

（1）液压支架使用寿命通常以正常使用的循环次数衡量；

（2）采煤机使用寿命通常用连续截煤长度或采煤量来衡量；

（3）刮板机使用寿命通常以过煤量来衡量。目前对设备的大修周期没有一个统一的标准来衡量，可根据实际生产情况，制定本机组的产量规格，对综采成套设备中主要设备按产煤量100万t来计算和衡量。

3 结束语

综合机械化采煤是将工作面的落煤、装煤、运煤、支护的各个环节有机地联系在一起，使各个环节实现机械化的过程。各设备之间的合理匹配，将使单产和效率显著提高，劳动条件将有很大改善。

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［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.