薄矿层中连采机的设计方案探讨

祁世栋

（三一重型装备有限公司，辽宁 沈阳 110027）

连续采矿机（简称连采机）是综合化的采矿设备，集截割、装载、行走、喷雾降尘于一身的综合机械化开采设备。

目前，我国应用的连续采矿机主要适用于中、厚矿层。随着适合长壁采矿工作面的越来越少，留下了大量的薄矿层。为了解决这些的薄矿层的开采问题，使用薄矿层的连续采矿机，是解决这些问题很好的技术途径[1-3]。

1 国内连续采矿机的现状

目前掘进机及连续采矿机设备都是以中厚矿层为主，设备机身高度超过1.6m。掘进适应的矿层也都超过2m。近几年随着我国矿产资源开采技术的不断发展，各矿企对薄矿层的设备需求也越来越迫切。薄矿层的采矿机及支架也陆续推出相应的机型，而相应的掘进设备却无法满足薄矿层快速掘进巷道的要求。目前普遍使用的掘进机因为回转台等结构限制，很难采掘低于1.6m以下的矿层。而通过对连续采矿机的改制，可以实现薄矿层巷道掘进的需求[4]。

图1 矿层掘进示意图

现有的连续采矿机的布置方案是在两侧行走履带上方布置油箱、电控箱及操作台等部件。这样布置最多的优点就是整机空间较高，维修换件及故障诊断方面较为方便。

而对采矿来说，缺点也同时存在。例如：整机的机身都比较高，无法用于薄矿层矿矿的开采。人在操作台里工作，自动化程度低，存在较大的安全隐患。

为了解决连续采矿机不能用于薄矿层的不足，需要一种机身比较矮、结构紧凑、自动化程度高的连续采矿机，以适应我国薄矿层及矿层，以提高此类工况的掘进工作效率[5]。

2 薄矿层连续采矿机的设计方案

连续采矿机各个部件尺寸大，这其中包括了截割部、铲板部、运输机、本体部、行走部、后置承部、油箱、电控箱等件。这里截割、铲板、运输机、行走、后支撑等件因为设备所必须的功能特点，位置相对固定。而油箱、电控箱、操作台这些部件，按照现有设备的设计是布置在履带行走上方的台架上。而这些部件的高度也就决定了整机的高度。

图2 采矿机内部结构

要想把设备机身大幅降低，满足薄矿层开采的需求。必须对这些部件做一些颠覆性的改变。将这些部件布置在不影响整机高度的空间里，将整机高度控制在1.2m以下甚至做到不足1m高。使设备适应在1.6m以下的薄矿层。是薄矿层连续采矿机最为重要的特点。其中主要开创性的结构变化如下：

2.1 在现有连续采矿机设备基础上取消操作台结构

因为薄矿层的使用特点，人如果还在操作台里工作，高度空间难以下降，要想高度降低，必须取消操作台结构。改为无线控制操作方式控制连续采矿机设备，来开采薄矿层。提升设备的智能化水平，工作面无人，最大限度的保证井下人员的安全[6]。

图3 采矿机设计示意图

2.2 将油箱布置在本体内部的空腔里

由于本体的结构特点，中间为空的腔体，将油箱布置在本体中间空的腔体内，这样本体既可以作为整机的机架，又可以作为油箱使用，开创的改变原本体的结构用途。

节省了常规外置油箱所占用的空间。这样的设计方案也将外置的油箱也变相的去掉了。内置在本体内的油箱结构同样的保留了外置油箱的功能[7]。

2.3 电控箱布置在行走架体内部的空腔里

最后一个就剩下电控箱占用高度空间了，我们经过反复论证研究，根据行走架体的结构特点，利用行走架体内侧的空间，将电控箱布置在行走架体内，因为在设备使用过程中经常开电控箱，用于设备的检修等工作，所以将电控箱布置在行走架体外内。

保证电控箱的功能，将整个电控箱做扁平化设计，整个箱子根据行走架里的空间设计，放置在行走架体内部。内侧留有管路的通道，通知布置在行走架体内部，也方便对电控箱的检修。同样将外置电控箱所占用的空间也是节省下来了。

按照上述创新的布置方式，影响整机高度的操作台取消，油箱布置转移到现有本体腔体内，电控箱布置转移到现有行走架体内部。这样的设计方案就将影响整机高度的部件就转移到其他位置了。同时又把本体架体和行走架体这两个部件从原有的功能上又赋予了新的功能[8,9]。

最大程度的利用部件的特点和空间进行重新优化设计。能够大幅降低整机的高度。将机身高度设计完全可控制在1.2以下甚至可以做到1m以内。

具体的方案如图4所示。

3 结论

本文研究的薄矿层连续采矿机的研制成功，既可为薄矿层综采做开拓巷道使用，又可以解决我国薄矿层大量的残采及边角区域资源无法开采的问题。提升的矿产资源回收率，对中国资源有效开发利用具有重要的现实意义，市场应用前景非常好。