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试论综采工作面“三机”的选型与配套
摘要:煤矿综采工作面“三机”(刮板输送机、采煤机、液压支
架)配套是随着煤矿综采的出现而出现,随着综采水平的发展而发
展的,“三机”配套的研究随着煤矿综采发展水平的不断提高而不
断深入。本文对综采工作面“三机”的选型与配套进行简要阐述。
关键词:综采三机选型配套
1、“三机”的选型原则
1.1液压支架选型
在液压支架与围岩力学相互作用研究的基础上,综合分析不同地
质条件下支护阻力确定的理论研究成果并分析不同支架的结构力
学特征,为支架选型提供依据。液压支架选型必须考虑的主要地质
和采矿条件如下:(1)直接顶稳定性类型;(2)基本顶级别及相应矿
压显现参数(初次和周期来止步距、来压时载荷、直接顶厚度);(3)
底板类别及相应的力学参数(容许载荷强度、抗压缩刚度);(4)截
高、煤层强度、节理方向、煤层厚度变化等;(5)煤层倾角和工作
面推进力向;(6)瓦斯等级和必需的通风断面等。
1.2采煤机选型
采煤机是综采工作面最主要的生产设备。选型时,应考虑煤层赋
存条件和对生产能力的要求,以及与输送机和液压支架的配套要
求。一般要根据煤的坚硬度、煤层厚度以及顶底板性质进行选型。
1.3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
則如下:(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。
2、“三机”配套原则
2.1生产能力配套
工作面生产能力取决于采煤机落煤能力,而刮板输送机、液压支
架及平巷转载机、可伸缩带式输送机等设备能力都要大于采煤机的
生产能力,通常按富余20%考虑。要保证工作面高产,刮板输送机
输送能力就要大于采煤机的落煤能力,液压支架移架速度就得满足
采煤机高产快速运行的要求。(1)采煤机生产能力的选择原則。采
煤机的生产能力的选定是依据工作面的年产量及小时生产能力确
定,是综采工作面达到高产高效生产能力的最主要的设备。(2)刮
板输送机生产能力。工作面刮板输送机生产能力的选择原則是应保
证采煤机采落的煤全部被运走,并留有一定的备用能力以满足工作
面出现片帮、过载等特殊情况下的运输能力。(3)液压支架生产能
力的选择原則。由于工作生产条件比较复杂,为保证工作面采煤机
连续截煤,整个工作面支架的追机速度应大于采煤机连续截煤的平
均截煤牵引速度。
2.2性能配套
性能配套主要解决各设备性能间互相协调与制约的问题,从而充
分发挥设备性能,以满足生产的需要。如某矿使用的大采高成套综
采设备mxa#300/4.5型采煤机与sgzc#730/320型刮板输送机配
套,原输送机机尾长度大于采煤机摇臂长度,为了实现采煤机割煤
达到输送机机尾底座端部的采煤工艺要求,对该型输送机进行了偏
转机构改型设计,取得良好效果。又如大采高支架当前若尚未配备
大流量阀,所需移架时间20-25s,只有将采煤机牵引速度控制在
3.5-4.0m/min时,性能才相适应。如要提高牵引速度,就须改进
供液系统的性能,以提高移架速度。
2.3寿命配套
寿命配套是指各种设备大修周期从理论上讲应当相接近,否則在
工作面生产过程中交替地更換设备进行大修,或设备带病运转,将
对工作面的正常生产和对设备造成极大的影响或损坏。寿命配套性
的核算,目前尚无一个统一的标准。一般情况,对液压支架通常以
使用时间来衡量,对采煤机常用连续割煤长度或采煤量来衡量,而
对刮板输送机是常用过煤量来衡量。这样没有一个统一的标准来衡
量不同设备的大修周期,也就无法对设备提出寿命配套的要求。为
此,需有一个简化的标准,如按我国目前设备设计制造水平和采煤
工作面生产水平,综采主要设备寿命配套(即设备大修周期)可按产
煤量100万吨以上来要求。在配套过程中,发现某种设备不能满足
生产所需要的寿命时,应找出解决的措施,以实现寿命上的配套要
求。
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