淺談綜采工作面設(shè)備選型配套

隨廷廷

(山東裕隆礦業(yè)集團(tuán)有限公司單家村煤礦,山東曲阜 273160)

淺談綜采工作面設(shè)備選型配套

隨廷廷

(山東裕隆礦業(yè)集團(tuán)有限公司單家村煤礦,山東曲阜 273160)

對(duì)于煤礦企業(yè)來說，在煤礦井下工作面綜采設(shè)備選型時(shí)，不僅要考慮它們工作能力的配套，還要考慮到它們工作時(shí)的協(xié)調(diào)及結(jié)構(gòu)尺寸上的配套關(guān)系，只有這樣才能保證在滿足它們各自采煤工藝要求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)各設(shè)備能力的充分發(fā)揮，獲得良好的使用效果。本文從綜采工作面成套設(shè)備選型談起，闡述了功能匹配，重點(diǎn)論述綜采工作面尺寸匹配，為綜采工作面設(shè)備的合理選型與配套提供參考價(jià)值。

綜采工作面 設(shè)備 選型 配套

隨著工業(yè)信息化技術(shù)及控制技術(shù)的不斷發(fā)展,采煤機(jī)械化水平不斷提高,機(jī)械化采煤設(shè)備也得到了大量的應(yīng)用。這樣大大推進(jìn)了采煤設(shè)備的集中控制和自動(dòng)控制的成套化進(jìn)程。目前國(guó)內(nèi)多個(gè)廠家已經(jīng)研制出自動(dòng)化控制的采煤設(shè)備,自動(dòng)聯(lián)合采煤機(jī)組是基于綜采成套設(shè)備優(yōu)化配置和高度自動(dòng)化控制基礎(chǔ)上的一個(gè)完整的,高產(chǎn)高效的采裝煤,運(yùn)煤和支護(hù)系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)監(jiān)視與顯示功能通訊與閉鎖功能,保護(hù)與診斷功能。為了使綜采成套設(shè)備的效能得到最大程度發(fā)揮,實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效,必須對(duì)采煤機(jī)、刮板輸送成套設(shè)備、液壓支架及設(shè)備列車上設(shè)備的設(shè)計(jì)尺寸的配合、性能及結(jié)構(gòu)匹配、采煤工藝等方面充分考慮。綜采設(shè)備主要包括采煤機(jī),刮板輸送機(jī)和液壓支架(簡(jiǎn)稱“三機(jī)”) 。采煤機(jī),刮板輸送機(jī)和液壓支架之間在性能參數(shù),結(jié)構(gòu)參數(shù),工作面空間尺寸等方面,必須互相匹配,才能充分發(fā)揮設(shè)備效能,實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。

1 綜采工作面成套設(shè)備選型

綜采工作面的成套設(shè)備主要有以下三種：第一,工作面三機(jī)(一是采煤機(jī),二是刮板輸送機(jī),三是液壓支架);第二,順槽三機(jī)(一是轉(zhuǎn)載機(jī),二是破碎機(jī),三是皮帶機(jī));第三,供電、供液等系統(tǒng)。為形成較大的綜采面生產(chǎn)能力和保證安全生產(chǎn),可采取以下選型措施。

(1)要保證采煤機(jī)的開采能力和煤炭運(yùn)輸能力的協(xié)調(diào),即采煤機(jī)的開采能力要小于刮板輸送機(jī)的運(yùn)送能力,刮板輸送機(jī)的運(yùn)送能力要小于橋式轉(zhuǎn)載機(jī)的轉(zhuǎn)載能力,橋式轉(zhuǎn)載機(jī)的轉(zhuǎn)載能力要小于破碎機(jī)的通過能力,破碎機(jī)的通過能力要小于順槽皮帶機(jī)的運(yùn)送能力。

(2)必須保證綜采面三機(jī)(采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和液壓支架)在以下若干方面的統(tǒng)一：第一,性能參數(shù);第二,結(jié)構(gòu)參數(shù);第三,工作面空間;第四,三機(jī)的強(qiáng)度和尺寸。

(3)要保證供電系統(tǒng)的電力資源的合理分配,避免某些變壓器存在符合過大或過小的問題。保證電纜的合理安裝布置,以保證供電系統(tǒng)的電力資源利用率最大化。

(4)保證適當(dāng)?shù)娜榛簤毫土髁?以適應(yīng)支架的支護(hù)強(qiáng)度。

(5)控制系統(tǒng)必須形成對(duì)綜采面設(shè)備的全面控制,并將其運(yùn)行參數(shù)上傳至控制中心。而通訊系統(tǒng)則必須實(shí)現(xiàn)綜采面設(shè)備信息的有效傳遞。若控制系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)存在功能不完善等問題,則綜采面設(shè)備的生產(chǎn)能力不能得到中分發(fā)揮。

2 功能匹配

由于開切眼處的特殊性,必須保證采煤機(jī)搖臂長(zhǎng)度與以下設(shè)備在長(zhǎng)度上的協(xié)調(diào)：第一,刮板輸送機(jī)機(jī)頭;第二,刮板輸送機(jī)機(jī)尾。此外,還應(yīng)使得采煤機(jī)臥底深度同刮板輸送機(jī)等處具有較高的協(xié)調(diào)性。

采煤機(jī)的行走機(jī)構(gòu)等必須與刮板輸送機(jī)在以下兩方面因素中具有較高的協(xié)調(diào)性：第一,嚙合方式;第二,嚙合強(qiáng)度。

在傾斜煤層中,必須保證液壓支架具有較高的防滑能力,其防滑能力的確定主要取決于煤層的傾角。

為減少回煤的拉運(yùn)量,必須保證刮板輸送機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)的合理連接,即二者的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)要合理。

保證采煤機(jī)的高度與液壓支架高度的協(xié)調(diào),即采煤機(jī)的高度必須小于液壓支架的高度,要控制二者之差處于一個(gè)合理的區(qū)間。此外,采煤機(jī)的截深還應(yīng)小于支架的步距。

3 尺寸匹配

3.1 控制合理的鏟間距

所謂鏟間距就是指煤壁和鏟煤板之間的空隙寬度。之所以要確定合理的鏟間距,是為了避免在輸送機(jī)彎曲段采煤機(jī)對(duì)鏟煤板的損壞。確定鏟間距的措施為將采煤機(jī)行走銷輪中心前的溜槽彎曲確定為1°。此外,還應(yīng)控制采煤機(jī)滾筒的伸出長(zhǎng)度,在保證割不到鏟板的同時(shí),還需增加50mm。

3.2 確定合理的采煤機(jī)與擋板之間的間隙

要想確定合理的間隙,就必須保證采煤機(jī)前溜槽變線出現(xiàn)彎曲后,不會(huì)對(duì)采煤機(jī)有任何影響。一般,控制這一距離在50mm左右即可。此外,還應(yīng)考慮到機(jī)身和擋板之間的距離。

3.3 確定合理的滑靴與鏟板之間的距離

目前,很多礦井都將這一距離確定為40mm左右,實(shí)踐證明這一距離是合理的。但若存在滑靴超前或滯后等問題,則必須將溜槽彎曲引起的變動(dòng)量考慮在內(nèi)。

3.4 確定合理的梁端距

所謂梁端距指的是支架梁端與煤壁之間的間隙距離。由于煤層底板的不平或開采的不充分等原因,輸送機(jī)所在底板凹凸不平,所以,輸送機(jī)往往會(huì)發(fā)生一定的傾斜問題,這樣很容易使得采煤機(jī)割到頂梁。因此,為避免上述問題,則應(yīng)確定合理的梁端距,一般約為300mm。梁端距的具體取值還應(yīng)根據(jù)煤層的厚度確定,煤層月后,梁端距越大。此外,還應(yīng)保證支架與輸送機(jī)有一個(gè)合理的夾角,一般為5°~10°。

3.5 確定合理的液壓支架高度

液壓支架高度的確定,主要考慮煤層的平均高度。此外,還應(yīng)保證合理的支架調(diào)高區(qū)間,即支架最大高度與最小高度之差,支架的調(diào)高區(qū)間可以反映支架的使用采高的廣泛程度,即調(diào)高區(qū)間越大,適用性也就越廣。但也不能將支架調(diào)高區(qū)間確定的過大或過小,如果調(diào)高區(qū)間過大,則支架設(shè)計(jì)就會(huì)面臨較大的困難,如果調(diào)高區(qū)間過小,則支架的適用范圍窄,不能實(shí)現(xiàn)支架成本的有效利用。

4 結(jié)語

總起來說,綜采工作面設(shè)備的配套選型是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,他涉及面非常廣,有地質(zhì)學(xué)、采礦學(xué)、巖石力學(xué)和機(jī)電等多門學(xué)科,做好綜采工作面的設(shè)備的選型配套工作,能有效提高綜采工作面礦井生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。目前的選型設(shè)計(jì)還是以經(jīng)驗(yàn)類比為主,雖然基本上能滿足生產(chǎn)需要,但是在某些環(huán)節(jié)上還存在著嚴(yán)重的不合理現(xiàn)象。因此,必須對(duì)綜采工作面的情況進(jìn)行綜合分析,對(duì)多種方案進(jìn)行對(duì)比,才能選擇出一套最合理的方案,更好地服務(wù)于煤礦生產(chǎn)。

[1]梁香過,孫艷軍.綜采配套設(shè)備采煤機(jī)技術(shù)參數(shù)的計(jì)算選擇[J].煤礦機(jī)械,2010,31(5):3-5.

[2]張廣義.綜合機(jī)械化采煤工藝[J].煤炭技術(shù),2009,28(3):60-62.

[3]李巖松.淺談綜采設(shè)備的選型與配套原則[J].山東煤炭科技,2011(3):115-117.

隨廷廷(1984-),男，漢族，2007年6月畢業(yè)于青島大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)在山東裕隆礦業(yè)集團(tuán)有限公司單家村煤礦主要從事綜采設(shè)備及供電管理工作，助理工程師。