摘要:综采工作面通常所说的“三机”是指刮板运输机、顺槽转载机、顺槽破碎机。综采工作面“三机配套”包括生产能力的配套和安装结构的配套两方面的内容。生产能力的配套相对来说比较简单,而安装结构的配套对于采煤工作面的正常生产起着至关重要的作用。综采工作面“三机配套”的安装结构方面的配套就是要确定三机与采煤机、液压支架几何关系,也就是要确定他们的搭配尺寸,以使三机设备的整体效能达到最佳。
关键词:综采工作面;采煤机;液压支架;刮板输送机
通过多年的实践经验告诉我们,对于综采工作面的“三机”与采煤机、液压支架的合理科学配套问题,关系到煤矿综采工作面正常生产的重要前提。只有科学、合理的配套采煤机和液压支架,使它们之间在生产能力、设备性能、设备结构、空间尺寸以及相互连接部分,在形式、强度和尺寸等方面都顺畅、合理,并互相匹配好,才能保证各设备正常运行,实现工作面高产高效的生产。
一、综采工作面“三机配套”概述
煤矿综采工作面三机主要设备包括刮板输送机、顺槽转载机、顺槽破碎机。目前,国内“三机”生产厂家众多,型号规格各不相同,形成综采设备配套的多种多样。而正常做“三机配套”的设计只注意了适应煤层地质条件、生产能力的配套、“三机”配套中名义尺寸的配合,而往往忽略在“三机配套”中一些细节尺寸的设计,造成了综采设备在使用过程出现故障率高、矿产资源损失高等不足而影响生产。现就“三机配套”过程中的一些细节问题进行探讨,保证了设备配套恰当从而使设备的效能得到最充分利用。
二、“三机”的选型原则
2.1刮板运输机选型
刮板运输机是综采工作面实现机械生产的重要设备之一,针对刮板运输机工况条件恶劣,负载情况复杂等问题,实现综采工作面机械化生产是煤炭行业发展的必然趋势之一,作为工作面必不可少的重要设备,刮板运输机担负着煤炭运输的艰巨任务,同时配合采煤机、液压支架等配套设备,以实现工作面破、装、运、支等采煤工序的连续作业。由于采煤工作面生产环境较为恶劣,且生产负荷较大,未了保证刮板运输机的稳定性,必须保证运输机的选型合理,设计参数,满足核定生产力设计要求。
2.2顺槽转载机选型
顺槽转载机是综采三机工作面主要的组成部分之一。选型时,应考虑煤层赋存条件和对生产能力的要求以及和中部槽的配套要求。一般要根据煤的坚硬度、煤层厚度以及转载机槽体中底板材质进行选型。
2.3顺槽破碎机
顺槽破碎机通常与顺槽转载配套使用,并与工作面的刮板运输机,采煤机、液压支架、胶带输送机配套作业,以实现综合机械化采煤、破碎及运输工作,破碎机垂直材质选型要求很高,优选抗耐磨的材质。
2.3刮板输送机选型
综采工作面刮板输送机的选择要与工作面采煤机的生产能力及工作面的设计长度相适应。工作面选用的是大功率采煤机,大多选择刮板输送机驱动功率较大,以满足采煤机生产能力要求等。工作面刮板输送机的结构形式及附件必须能与采煤机的结构相匹配,如根据所选采煤机的行走部宽度选取刮板输送机的机槽宽度、根据工作面长度选择刮板输送机的长度,同时还要与支架的拉架力、推移千斤顶连接装置间距及结构相匹配。刮板输送机主要参数的确定原如下:(1)单位时间运输能力,应与采煤机生产能力匹配;(2)电机功率,视输送机运输能力及铺设长度而定;(3)结构,与采煤机和液压支架相配套。
三、刮板输送机的选型原则
刮板输送机一般按照采煤工艺的方法、煤层赋存条件、与采煤机械的匹配、与液压支架的匹配、与转载机的匹配等原则来选型。在实际的应用中可以参考几个几个方面:
3.1结构形式一般考虑采煤机械、与液压支架、与转载机的匹配。
3.2要根据链子的符合情况决定链子的数目,结合煤质硬度选择链子结构形式。煤质较硬、块度较大时优先选用双边链;煤质较软时可选用单链和双中心链。
3.3输送机溜槽的结构选择铸焊结合高强度溜槽,一般优先选用封底式。
封底式阻力小,主要用于底板较松软的条件。
3.4电动率大小及台数应根据综采面的倾角、输送机铺设长度及输送量大小而定。输送机铺设长度可根据刮板输送机技术特征,输送量、链速和采面倾角等因素确定。
3.5为了配合采煤机有链牵引或钢丝绳牵引的需要,在机头和机尾都应附设采煤机牵引链的张紧装置及其固定装置。在与无链牵引的采煤机相配套时,机身附设结构形式相应的齿条或销轨与采煤机的行走轮齿相啮合。
四、工作面“三机”尺寸配套
工作面“三机”之间除了生产能力、设备性能协调性与适应性相配套外,几何尺寸及空间位置配套关系也是“三机”配套的重点问题。
4.1采煤机与液压支架配套关系
采煤机与液压支架之间无相互直接连接,配套中应注意两处相对位置。①采煤机机身最高点与对应处液压支架顶梁的位置关系。由于采煤机沿工作面往返割煤时,机身要在支架顶梁下通过,因此该位置应留有足够的过机间隙,保证二者在正常工作状态下互不影响。锦瑞矿8号煤层最低采高2.6m,留有过机间隙约800mm,满足要求。②采煤机截割滚筒侧面到支架前梁端部的距离。锦瑞矿8号煤层在仰采一定角度的情况下,采煤机滚筒与支架顶梁之间有一定安全距离。在采高2.6～3.8m变化的情况下,该距离确定为385～450mm,可以保证滚筒不割支架的顶梁,同时保证支架梁端距及控顶距较小,便于采煤机机道处的顶板控制。
4.2采煤机与输送机的配套关系
锦瑞矿8号煤层综采配套中采煤机机身下的过煤高度达到576mm,具有足够的过煤空间,满足过煤要求。同时,采煤机滚筒与输送机铲板间的距离为220mm,采煤机机身与刮板输送机挡板间距为40mm;采煤机支撑滑靴与输送机铲板槽帮间距为48mm,上述尺寸保证了采煤机在斜切进刀时不与刮板输送机相互影响。
4.3输送机与液压支架的配套关系
8号煤层综采配套中刮板输送机推移耳孔的推溜中心高度170mm、拉架中心高度120mm,可保证推移输送机时,其铲板处于最佳状态(既不上漂又不扎底,并具有最小推移阻力),拉架时不会出现支架底座前端扎底现象,同时在推拉这两种状态下,推移杆十字头不与输送机推移耳板突出部或槽帮突出部相互影响。支架拉架后支架前桥距输送机电缆槽230mm,该间距可保证输送机电缆槽在8号煤层仰采一定角度的情况下不与支架前桥相互影响。
五、以上只分别介绍了电牵引采煤机与弯曲刮板输送机、电牵引采煤机与自移液压支架、弯曲刮板输送机与自移液压支架的结构形式和配套关系。实际上,工作面设备的配套关系应将三者的结构形式及生产能力综合起来并根据下面几点予以充分考虑:
5.1有利于采煤工艺的顺利实施和设备能力的充分发挥;
5.2初撑力不低于规定值的,每个支架前后立柱安设压力表;
5.3有足够的空间保证作业人员安全操作和通行;
5.4及时移架,端面距最大值≤340mm;6.5确保工作面设备能够适应不同的煤层厚度和地质条件;
5.5机组喷雾、架间喷雾等符合规定要求;
5.6能够最大限度满足采煤机机身底部过煤断面。
结语
综采工作面要求的生产能力越来越高,因此三机配套设备的选型至关重要。本文通过描述三机配套设备选型的一些基本原则,并通过实例举出三机设备选型的一些基本计算,为矿方招标工作以及相应的配套提供了坚实的基础和借鉴意义。
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