張樹齊 ZHANG Shu-qi；張丙旭 ZHANG Bing-xu；矯文強(qiáng) JIAO Wen-qiang

（①沈陽三一重型裝備有限公司，沈陽 110027；②太原工業(yè)學(xué)院，太原 030008；③大慶師范學(xué)院，大慶 163702）

（①Sany Heavy Equipment Co.，Ltd.，Shenyang 110027，China；②Taiyuan Institute of Technology，Taiyuan 030008，China；③Daqing Normal University，Daqing 163702，China）

0 引言

薄煤層工作面刨煤機(jī)組的配套，不僅要符合安全生產(chǎn)，高產(chǎn)高效，集中控制等方面的要求，而且要能夠增大工作面設(shè)計(jì)長度，并可以通過合理設(shè)置刨煤機(jī)刨削深度及相應(yīng)改變刨煤速度，適應(yīng)刨煤機(jī)在硬度可調(diào)范圍內(nèi)，對(duì)不同煤質(zhì)硬度的刨削需求，最大限度地發(fā)揮薄煤層開采優(yōu)勢(shì)。本文以刨煤機(jī)組的實(shí)際應(yīng)用為切入點(diǎn)，詳細(xì)論述了刨煤機(jī)組的配套性與切透性的關(guān)系，對(duì)刨煤機(jī)組在合理配套，具有一定的指導(dǎo)意義。

1 機(jī)組簡(jiǎn)介

刨煤機(jī)組是集采煤與運(yùn)輸于一體的開采設(shè)備，目前來看是最適合薄煤層開采的裝備。整套系統(tǒng)主要由刨頭、刨頭驅(qū)動(dòng)部、刨頭運(yùn)行導(dǎo)軌及驅(qū)動(dòng)、液壓支架及其電液控制系統(tǒng)、工作面監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)、刮板輸送設(shè)備及順槽等部分組成。其適應(yīng)了“低采高”的要求，對(duì)薄煤層的適應(yīng)性強(qiáng)；刨煤速度快，效率高；截深淺，頂板一次暴露面積小，有利于頂板的及時(shí)支護(hù)；具備了“淺截深、多循環(huán)”的特點(diǎn)，使煤層瓦斯能均勻地釋放，適合薄煤層、高瓦斯礦井開采；易于實(shí)現(xiàn)開采自動(dòng)化；工作機(jī)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，機(jī)電事故少，操作和維護(hù)方便。[2]

2 機(jī)組切透性

刨煤機(jī)組的切透性，特指刨煤機(jī)的切透，指在刨煤機(jī)工作面開采過程中，刨頭循環(huán)作業(yè)下，工作面煤壁全部割透，而不需要在工作面兩側(cè)端人工進(jìn)行清煤。

切透性不僅與刨煤機(jī)本身設(shè)計(jì)有關(guān)，而且與刨煤機(jī)組的整體布置有關(guān)。這就要求：一方面，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)機(jī)頭與機(jī)尾刨頭運(yùn)行軌道至少保證不高于中部運(yùn)行軌道，另一方面，在進(jìn)行整機(jī)布置時(shí)，盡可能增加切透尺寸。為保證機(jī)組具備良好的切透性，一般采取順槽臥底及適當(dāng)增加順槽寬度的措施。

3 機(jī)組配套性

3.1 機(jī)組配套設(shè)備間的能力配套

刨煤機(jī)組中配套設(shè)備間應(yīng)具備一定的生產(chǎn)能力協(xié)調(diào)關(guān)系，保證機(jī)組正常循環(huán)作業(yè)。在機(jī)組配套時(shí)應(yīng)滿足：

①破碎機(jī)破煤能力與轉(zhuǎn)載機(jī)輸送能力匹配；

②轉(zhuǎn)載機(jī)輸送能力與刨煤機(jī)輸送能力匹配；

③刨煤機(jī)輸送能力與落煤能力相匹配；

④支架推溜、拉架力與刨煤機(jī)受力相匹配。

其匹配關(guān)系一般符合以下關(guān)系：

破碎機(jī)破煤能力≥轉(zhuǎn)載機(jī)輸送能力≥刨煤機(jī)輸送能力≥刨煤機(jī)落煤能力

3.2 機(jī)組配套設(shè)備間的技術(shù)性能配套

機(jī)組配套設(shè)備間的技術(shù)性能配套主要解決各種配套設(shè)備（落、支、運(yùn)）主要技術(shù)性能間的相互匹配，避免機(jī)組生產(chǎn)時(shí)相互制約問題，保證充分發(fā)揮設(shè)備性能，最大限度的滿足生產(chǎn)能力需求，對(duì)機(jī)組設(shè)備各自的功能和性能進(jìn)行調(diào)整、改進(jìn)，使設(shè)備間的性能，既能達(dá)到相互協(xié)調(diào)適應(yīng)又能符合配套使用需求。在機(jī)組配套時(shí)應(yīng)考慮：

①刨煤機(jī)刨頭截深與支架推移步距相適應(yīng)，且程序可調(diào)。

②刨煤機(jī)刨煤速度與運(yùn)煤速度相適應(yīng)，且程序可調(diào)。

③刨煤機(jī)采高范圍與支架相適應(yīng)。

④刨煤機(jī)刨頭刨削速度與支架移架速度向適應(yīng)，且程序可調(diào)。

⑤刨煤機(jī)自身及與轉(zhuǎn)載機(jī)間的相對(duì)位置及轉(zhuǎn)動(dòng)需求。

⑥工作面動(dòng)力設(shè)備輸出能力與機(jī)組需求相適應(yīng)。

此外，配套時(shí)還應(yīng)注意各種配套設(shè)備中的電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等應(yīng)在設(shè)備配套時(shí)能盡量統(tǒng)一，減少水（液）管及電線、電纜等品種、規(guī)格，以便于維修和管理。

3.3 設(shè)備相互聯(lián)結(jié)尺寸與空間位置關(guān)系的配套

①刨煤機(jī)與支架相互聯(lián)結(jié)尺寸。如支架推移機(jī)構(gòu)與刨煤機(jī)溜槽連接銷軸及孔大小，連接頭的形式等。

②刨煤機(jī)與支架頂梁相對(duì)位置及空間尺寸。

③支架前梁（頂梁）在縮回狀態(tài)下的空頂距離及空間尺寸。

④刨煤機(jī)與過渡支架相對(duì)位置及空間尺寸。

⑤刨煤機(jī)與端頭支架相對(duì)位置及空間尺寸。

⑥過渡架與端頭支架的相對(duì)位置及空間尺寸。

⑦端頭支架與轉(zhuǎn)載機(jī)的相對(duì)位置及空間尺寸。

⑧刨煤機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)相對(duì)位置及空間尺寸。

此外，應(yīng)保證有足夠的通風(fēng)斷面，滿足稀釋有害氣體、保證人員呼吸等安全方面的要求,并要有合適寬的人行通道，以便于操作及維修。對(duì)于大傾角工作面還應(yīng)設(shè)置防倒、防滑裝置。

4 切透性與配套合理性間的關(guān)系

在進(jìn)行刨煤機(jī)組配套時(shí)，機(jī)組配套合理性與切透性既有統(tǒng)一性，亦有相對(duì)性，工作面參數(shù)確定的情況和參數(shù)不確定的情況，配套（主要指布架）方式不盡相同。圖1為刨煤機(jī)配套原理圖。

圖1 刨煤機(jī)配套原理圖

4.1 工作面參數(shù)已確定情況

在工作面參數(shù)（如工作面長度、巷道寬度）已確定的情況下，由于工作面長度及巷道寬度已確定，應(yīng)自機(jī)巷至風(fēng)巷依次布架，即支架與刨煤機(jī)聯(lián)結(jié)位置已確定，在此情況下，圖1中機(jī)巷寬度S1及工作面長度S0為確定值，在保留合適寬的人行空間H1后，切透量h1僅取決于刨煤機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只能調(diào)整刨煤機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，來調(diào)整機(jī)組的切透量，而當(dāng)機(jī)巷側(cè)空間位置確定后，風(fēng)巷側(cè)空間位置（H2及h2）亦隨之確定，不能自行調(diào)節(jié)。這種情況體現(xiàn)了機(jī)組配套性與切透性的相互制約。

此外，在這種情況下，由于巷道寬度、布架方式及次序已確定，如按標(biāo)準(zhǔn)架間距A布架，可能導(dǎo)致過渡支架一端處于巷道，一端處于工作面的情況發(fā)生，通過在液壓支架允許的范圍內(nèi)調(diào)整架間距B，盡可能使過渡架絕大部分處于工作面中。

4.2 工作面參數(shù)未確定情況

在工作面參數(shù)（如工作面長度、巷道寬度）未確定的情況下，由于工作面長度及巷道寬度均未確定，可同時(shí)調(diào)整多個(gè)空間位置，保證配套性與切透性的一致。在此情況下，圖1中，首先，確定切透量h1；其次，確定過渡架布置位置，進(jìn)而確定機(jī)巷側(cè)布架位置，從而確定機(jī)巷側(cè)支架與刨煤機(jī)聯(lián)結(jié)位置；第三，調(diào)節(jié)刨煤機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及刨煤機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)的相對(duì)位置，使機(jī)巷保留合適寬的人行空間H1，此時(shí)，機(jī)巷巷道寬度亦確定；第四，風(fēng)巷側(cè)配套步驟與機(jī)巷側(cè)相同；最后，按標(biāo)準(zhǔn)架間距的整數(shù)倍確定工作面長度S0。這種情況下，既能保證切透性，又能保證良好的配套性，體現(xiàn)了機(jī)組配套性與切透性的相互一致。

5 結(jié)束語

只有保證機(jī)組良好的切透性，才能減少工作面兩端人工打眼放炮，清“三角煤”工作，降低安全事故，減少循環(huán)工作時(shí)間，保證刨煤機(jī)工作面連續(xù)、高效、安全生產(chǎn)，同時(shí)合理的機(jī)組配套是刨煤機(jī)工作面開采的前提，只有保證機(jī)組各設(shè)備間的生產(chǎn)能力、技術(shù)性能、空間關(guān)系的合理匹配，才能保證機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而不出現(xiàn)各種不良情況，如刨煤機(jī)落煤能力大于輸送能力不匹配導(dǎo)致的刨煤機(jī)間歇工作，刨煤機(jī)刨煤速度與運(yùn)煤速度不適應(yīng)導(dǎo)致的落煤點(diǎn)集中等。在實(shí)際工作中，機(jī)組配套性與切透性往往是相對(duì)立的，在這種情況下，就需要犧牲某一方面的特性，滿足實(shí)際要求，如為保證切透性，增大切透量，可能適當(dāng)犧牲過渡架的擺放空間，而為了更好的合理布置機(jī)組，可能適當(dāng)減少切透量等。

[1]王建，張樹齊，屈中華.刨頭活動(dòng)刀架升降裝置的研制[J].煤礦機(jī)械，2011，32(7)：130-131.

[2]張樹齊，趙江華，劉銘宇，等.變頻調(diào)速技術(shù)在刨煤機(jī)成套開采系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].工況自動(dòng)化，2011,37(5)：100-102.

[3]張守祥.極薄煤層安全高效自動(dòng)化刨煤機(jī)無人工作面支護(hù)技術(shù)及裝備研究[J].煤礦機(jī)械，2012,33(8)：148-149.

[4]趙麗娟，孫林.可刨性分析與仿真技術(shù)在刨煤機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2011,33(22)：127-131.

[5]王啟佳，孫維，劉中海.液壓支架結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)與選擇[J].煤礦機(jī)械，2012.11.