综采工作面"三机"的选型与配套问题浅析

综采工作面“三机”的选型与配套问题浅析 作者:王宁一

来源:《科技创新与应用》2013年第17期

摘 要:煤矿综采工作面的“三机”是指刮板输送机、采煤机和液压支架,“三机”配套问题也是随着煤矿综采的不断发展而逐渐形成并发展的。近年来,针对“三机”选型与配套的研究越来越多,成为煤矿领域的热门课题。文章主要对综采工作面“三机”的选型与配套问题进行了简要分析。

关键词:综采工作面;“三机”;选型原则;配套原则

1 综采工作面“三机”的选型原则

1.1 液压支架的选型原则

通过液压支架和围岩力学彼此作用的结果,以及对于地质并不相同的条件下如何确定支护阻力的研究,同时结合不同支架的结构力学特征进行综合分析,作为液压支架选型的基本依据。具体而言液压支架选型应该考虑的地质条件及采矿条件包括以下几个方面:

1.1.1 直接顶稳定性类型。

1.1.2 基本顶级别及其相应的矿压显现参数(初次和周期来止步距、来压时载荷、直接顶厚度)。

1.1.3 底板类别及其相应的力学参数,包括容许载荷强度、抗压缩刚度等。

1.1.4 截高、煤层的强度、节理方向、煤层的厚度变化等。

1.1.5 煤层倾角和工作面推进力向。

1.1.6 瓦斯的等级以及必要的通风断面等。

1.2 采煤机的选型原则

作为综采工作面最关键的生产设备,采煤机的选型必须全面考虑煤层的赋存条件以及生产能力方面的具体要求,同时也要考虑输送机、液压支架的配套问题。通常采煤机的选型应该结合煤层的厚度情况、坚硬度情况及其顶底板的性质来决定。

1.3 刮板输送机的选型原则

选择刮板输送机时,需要考虑综采工作面采煤机实际的生产能力状态,同时要考虑符合综采工作面之设计长度要求。如果使用的采煤机为大功率,通常刮板输送机也应选择驱动功率较大的,从而符合采煤机的生产能力需求。同时,刮板输送机本身的结构形式及其相应附件还需匹配采煤机本身的结构形式,例如可以按照采煤机行走部的宽度、工作面长度相应地对刮板输送机的机槽宽度、工作面长度进行选择,并且还需确保其能够同支架拉架力以及推移千斤顶连接装置的间距与结构能够匹配。具体而言刮板输送机的参数确定应遵循以下原則:

1.3.1 其在单位时间内的运输能力大小,应该同采煤机的生产能力大小相匹配。

1.3.2 其电机的功率大小,应该根据输送机的运输能力大小以及铺设长度来决定。

1.3.3 其结构形式,应该符合采煤机及液压支架的配套要求。

2 综采工作面“三机”的配套原则

2.1 生产能力的配套原则

决定综采工作面生产能力的主要因素是看采煤机的落煤能力大小,同时刮板输送机、液压支架以及平巷转载机等相关设备的能力均要求比采煤机的生产能力要大,一般应超出20%以上。若想达到高产的目的,就必须让刮板输送机的输送能力比采煤机的落煤能力要大,同时液压支架的移架速度也要与采煤机的快速运行要求相适应。

2.1.1 选择采煤机的生产能力。要求选择采煤机生产能力时,要根据综采工作面的实际产量,以及小时单位的生产能力决定,其也是确保综采工作面实现高产高效生产的最关键的设备。

2.1.2 选择刮板输送机的生产能力。其选择的基本原则就是确保能够运走采煤机所采落的全部的煤,同时具备一定备用能力,为随时可能出现的超载、片帮等特殊情况下的运输做好准备工作。

2.1.3 选择液压支架的生产能力。因综采工作面生产条件十分复杂,为达到采煤机连续截煤的效果,要求综采工作面支架的追机速度相比采煤机连续截煤的平均截煤牵引速度要快。

2.2 性能的配套原则

要求性能配套是为了使各种设备的性能能够彼此协调与制约,最大程度地发挥出设备的性能,全力满足实际生产需求。例如某煤矿应用大采高成套综采设备采煤机(MXA#300/4.5型)与刮板输送机(SGZC#730/320型)配套,其中刮板输送机的机尾比采煤机的摇臂要长,而要满足采煤机割煤达到输送机机尾底座端部的采煤工艺要求,进行了输送机的偏转机构改型设计,达到了理想效果。

2.3 寿命的配套原则

要求寿命配套主要是使各种设备的大修周期保持基本一致,如果生产过程中交替出现设备大修情况,或者设备带病运转情况,势必严重影响综采工作面的正常生产。当前核算寿命的配套性并无明确标准,通常液压支架是按照使用时间进行衡量的,而采煤机则按照连续割煤的长度以及采煤量进行衡量的,刮板输送机则按照过煤量进行衡量的。在这种情况下很难达到设备寿命配套要求。因此应该确立一个标准,例如设备寿命配套(大修周期)可以根据产煤量100万吨以上进行确定。如果配套时发现某种设备无法达到生产要求所需寿命,就要立即查找原因并及时解决。

2.4 其他设备的配套原则

如果开采的煤层较厚、块度较大,需要对综采工作面或者转载机加上破碎装置。进行设备配套也要对转载机、带式输送机、端头支护、喷雾泵和乳化液泵等的选择认真加以考虑,以及工作面与平巷如何联接、巷道断面及其如何布置、具体的通风要求等也要考虑在内。只有充分考虑采煤、通风及矿压等因素,选择的配套设备才会科学合理,也才能实现高效高产、安全生产的目标。

2.5 配套的注意事项

要想满足综采工作面的倾角变化,需要对采煤机、液压支架以及刮板输送机进行防滑装置的设置。要求刮板输送机牵引销轨应该符合采煤机的牵引力需要,其推移强度要符合支架的拉架力要求。

2.5.1 采煤机对于输送机运行干涉的计算。配套采煤机在输送机弯曲段和头尾过渡段上运行时,不可让其与输送机产生运动干涉问题,根据计算出采煤机的机身和输送机挡板的间隙通常以大于30-50mm为宜,而采煤机滑靴和铲煤板的间隙通常以大于30-50mm为宜,还可以确定采煤机截割滚筒和铲煤板之间的距离。

2.5.2 布架的核算。综采工作面输送机应与支架配套,所以设计输送机时还应符合支护与输送机的配套,应尽量让输送机的横向宽度减小,从而使支护空顶距减小。因此输送机头尾两处平行布置的驱动装置体积要尽量小,同时确保其与机架紧凑联接,总体布架应核算支架空顶距。

3 结束语

总之,应该科学合理地进行综采工作面“三机”的选型及其确定参数,从而促使综采工作面能够实现安全、高效、经济等诸多生产任务和目标,取得理想的使用效果。若想达到综采工作面生产能力的最大化,满足安全生产的需求,“三机”之间的性能与结构参数、空间尺寸、相互连接形式等,务必要符合匹配要求,从而确保合理适用,有效发挥出“三机”配套的效能,最终达到高产高效和安全生产的目标。

参考文献

[1]戴绍诚,李世文高产高效综合机械化采煤技术与装备[M].北京煤炭工业出版社,1998.

[2]综采技术手册编委会综采技术手册[M].北京:煤炭工业出版社,2001.

[3]王寅仓.丁原廉.采掘机械[M].北京:煤炭工业出版社,2005.

[4]王朝阳,焦承盏,王新莹,等.薄煤层综合机械化开采工艺及配套设备的研究[J].煤炭科学技术,2005(3):66-69.

[5]周常飞,张伟.薄煤层采煤机大功率截割传动部的研制与应用[J].煤矿机电,2005

(5):11-13.

[6]段小康.薄煤层沿空留巷对拉工作面开采技术[J].山西焦煤科技,2005(11):12-14.

[7]郭修杰,张伦恭,夏文营.田庄煤矿薄煤层高产高效技术[J].山东煤炭科技,2005

(15):5-6.

综采工作面“三机”的选型与配套问题浅析 作者:王宁一

来源:《科技创新与应用》2013年第17期

摘 要:煤矿综采工作面的“三机”是指刮板输送机、采煤机和液压支架,“三机”配套问题也是随着煤矿综采的不断发展而逐渐形成并发展的。近年来,针对“三机”选型与配套的研究越来越多,成为煤矿领域的热门课题。文章主要对综采工作面“三机”的选型与配套问题进行了简要分析。

关键词:综采工作面;“三机”;选型原则;配套原则

1 综采工作面“三机”的选型原则

1.1 液压支架的选型原则

通过液压支架和围岩力学彼此作用的结果,以及对于地质并不相同的条件下如何确定支护阻力的研究,同时结合不同支架的结构力学特征进行综合分析,作为液压支架选型的基本依据。具体而言液压支架选型应该考虑的地质条件及采矿条件包括以下几个方面:

1.1.1 直接顶稳定性类型。

1.1.2 基本顶级别及其相应的矿压显现参数(初次和周期来止步距、来压时载荷、直接顶厚度)。

1.1.3 底板类别及其相应的力学参数,包括容许载荷强度、抗压缩刚度等。

1.1.4 截高、煤层的强度、节理方向、煤层的厚度变化等。

1.1.5 煤层倾角和工作面推进力向。

1.1.6 瓦斯的等级以及必要的通风断面等。

1.2 采煤机的选型原则

作为综采工作面最关键的生产设备,采煤机的选型必须全面考虑煤层的赋存条件以及生产能力方面的具体要求,同时也要考虑输送机、液压支架的配套问题。通常采煤机的选型应该结合煤层的厚度情况、坚硬度情况及其顶底板的性质来决定。

1.3 刮板输送机的选型原则

选择刮板输送机时,需要考虑综采工作面采煤机实际的生产能力状态,同时要考虑符合综采工作面之设计长度要求。如果使用的采煤机为大功率,通常刮板输送机也应选择驱动功率较大的,从而符合采煤机的生产能力需求。同时,刮板输送机本身的结构形式及其相应附件还需匹配采煤机本身的结构形式,例如可以按照采煤机行走部的宽度、工作面长度相应地对刮板输送机的机槽宽度、工作面长度进行选择,并且还需确保其能够同支架拉架力以及推移千斤顶连接装置的间距与结构能够匹配。具体而言刮板输送机的参数确定应遵循以下原則:

1.3.1 其在单位时间内的运输能力大小,应该同采煤机的生产能力大小相匹配。

1.3.2 其电机的功率大小,应该根据输送机的运输能力大小以及铺设长度来决定。

1.3.3 其结构形式,应该符合采煤机及液压支架的配套要求。

2 综采工作面“三机”的配套原则

2.1 生产能力的配套原则

决定综采工作面生产能力的主要因素是看采煤机的落煤能力大小,同时刮板输送机、液压支架以及平巷转载机等相关设备的能力均要求比采煤机的生产能力要大,一般应超出20%以上。若想达到高产的目的,就必须让刮板输送机的输送能力比采煤机的落煤能力要大,同时液压支架的移架速度也要与采煤机的快速运行要求相适应。

2.1.1 选择采煤机的生产能力。要求选择采煤机生产能力时,要根据综采工作面的实际产量,以及小时单位的生产能力决定,其也是确保综采工作面实现高产高效生产的最关键的设备。

2.1.2 选择刮板输送机的生产能力。其选择的基本原则就是确保能够运走采煤机所采落的全部的煤,同时具备一定备用能力,为随时可能出现的超载、片帮等特殊情况下的运输做好准备工作。

2.1.3 选择液压支架的生产能力。因综采工作面生产条件十分复杂,为达到采煤机连续截煤的效果,要求综采工作面支架的追机速度相比采煤机连续截煤的平均截煤牵引速度要快。

2.2 性能的配套原则

要求性能配套是为了使各种设备的性能能够彼此协调与制约,最大程度地发挥出设备的性能,全力满足实际生产需求。例如某煤矿应用大采高成套综采设备采煤机(MXA#300/4.5型)与刮板输送机(SGZC#730/320型)配套,其中刮板输送机的机尾比采煤机的摇臂要长,而要满足采煤机割煤达到输送机机尾底座端部的采煤工艺要求,进行了输送机的偏转机构改型设计,达到了理想效果。

2.3 寿命的配套原则

要求寿命配套主要是使各种设备的大修周期保持基本一致,如果生产过程中交替出现设备大修情况,或者设备带病运转情况,势必严重影响综采工作面的正常生产。当前核算寿命的配套性并无明确标准,通常液压支架是按照使用时间进行衡量的,而采煤机则按照连续割煤的长度以及采煤量进行衡量的,刮板输送机则按照过煤量进行衡量的。在这种情况下很难达到设备寿命配套要求。因此应该确立一个标准,例如设备寿命配套(大修周期)可以根据产煤量100万吨以上进行确定。如果配套时发现某种设备无法达到生产要求所需寿命,就要立即查找原因并及时解决。

2.4 其他设备的配套原则

如果开采的煤层较厚、块度较大,需要对综采工作面或者转载机加上破碎装置。进行设备配套也要对转载机、带式输送机、端头支护、喷雾泵和乳化液泵等的选择认真加以考虑,以及工作面与平巷如何联接、巷道断面及其如何布置、具体的通风要求等也要考虑在内。只有充分考虑采煤、通风及矿压等因素,选择的配套设备才会科学合理,也才能实现高效高产、安全生产的目标。

2.5 配套的注意事项

要想满足综采工作面的倾角变化,需要对采煤机、液压支架以及刮板输送机进行防滑装置的设置。要求刮板输送机牵引销轨应该符合采煤机的牵引力需要,其推移强度要符合支架的拉架力要求。

2.5.1 采煤机对于输送机运行干涉的计算。配套采煤机在输送机弯曲段和头尾过渡段上运行时,不可让其与输送机产生运动干涉问题,根据计算出采煤机的机身和输送机挡板的间隙通常以大于30-50mm为宜,而采煤机滑靴和铲煤板的间隙通常以大于30-50mm为宜,还可以确定采煤机截割滚筒和铲煤板之间的距离。

2.5.2 布架的核算。综采工作面输送机应与支架配套,所以设计输送机时还应符合支护与输送机的配套,应尽量让输送机的横向宽度减小,从而使支护空顶距减小。因此输送机头尾两处平行布置的驱动装置体积要尽量小,同时确保其与机架紧凑联接,总体布架应核算支架空顶距。

3 结束语

总之,应该科学合理地进行综采工作面“三机”的选型及其确定参数,从而促使综采工作面能够实现安全、高效、经济等诸多生产任务和目标,取得理想的使用效果。若想达到综采工作面生产能力的最大化,满足安全生产的需求,“三机”之间的性能与结构参数、空间尺寸、相互连接形式等,务必要符合匹配要求,从而确保合理适用,有效发挥出“三机”配套的效能,最终达到高产高效和安全生产的目标。

参考文献

[1]戴绍诚,李世文高产高效综合机械化采煤技术与装备[M].北京煤炭工业出版社,1998.

[2]综采技术手册编委会综采技术手册[M].北京:煤炭工业出版社,2001.

[3]王寅仓.丁原廉.采掘机械[M].北京:煤炭工业出版社,2005.

[4]王朝阳,焦承盏,王新莹,等.薄煤层综合机械化开采工艺及配套设备的研究[J].煤炭科学技术,2005(3):66-69.

[5]周常飞,张伟.薄煤层采煤机大功率截割传动部的研制与应用[J].煤矿机电,2005

(5):11-13.

[6]段小康.薄煤层沿空留巷对拉工作面开采技术[J].山西焦煤科技,2005(11):12-14.

[7]郭修杰,张伦恭,夏文营.田庄煤矿薄煤层高产高效技术[J].山东煤炭科技,2005

(15):5-6.


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