【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 與鏟煤板之間的空隙距離，為了防止采煤機(jī)在輸送機(jī)彎曲段工作時(shí)滾筒切割鏟煤板，e＝100～200mm； ——立柱斜置產(chǎn)生的水平增距，可按立柱最大高度的投影計(jì)算，mm； ——輸送機(jī)寬度，其組成為：。其中，為鏟煤板的寬度，一般為150～240mm；為輸送機(jī)中部槽的寬度；為電纜槽和導(dǎo)向槽的寬度，通常為360mm；為立柱與電纜槽之間的距離，為了避免輸送機(jī)傾斜時(shí)擠壞電纜和保證司機(jī)的操作安全，此距離應(yīng)大于200～400mm。由于底板槽截割不平，輸送機(jī)產(chǎn)生偏斜，為了避免采煤機(jī)滾筒截割到頂梁，支架梁端與煤壁之間應(yīng)留有無支護(hù)的間隙，此間隙約為200～400mm。煤層薄時(shí)取小值，厚時(shí)取大值。從前柱到梁端的長(zhǎng)度應(yīng)為： 　　　　　　　　　　　 ()在空間高度上，支架最大高度可表示為： 　　　　　　　　　　　　 ()式中——支架頂梁厚度，mm； ——采煤機(jī)機(jī)身高度、輸送機(jī)高度和采煤機(jī)底托架高度（自輸送機(jī)中部計(jì)算起）之和，但底托加高度要保證過煤高度250～300mm； ——采煤機(jī)機(jī)身上方的空間高度，按便于司機(jī)操作及留有頂板下沉量確定，mm?！叭龣C(jī)”的性能及生產(chǎn)能力配套“三機(jī)”性能配套主要解決各設(shè)備性能間互相制約的問題,從而充分發(fā)揮設(shè)備性能，以滿足生產(chǎn)的需要?！叭龣C(jī)”生產(chǎn)能力配套工作面生產(chǎn)能力取決于采煤機(jī)落煤能力，而工作面輸送機(jī)、液壓支架和其它設(shè)備的生產(chǎn)能力都要大于采煤機(jī)的生產(chǎn)能力。綜采工作面的生產(chǎn)能力，可按下列程序計(jì)算[1314]：（1）確定綜采工作面所需的生產(chǎn)能力。工作面所需的小時(shí)生產(chǎn)能力可按下式計(jì)算： 　　　　　　　　　　　　　 ()式中——生產(chǎn)不均衡因數(shù)，～；——工作面產(chǎn)量，；——時(shí)間利用系數(shù)，～。（2）采煤機(jī)課實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)能力?？砂聪率接?jì)算： 　　　　　　　　　　　　()式中——采煤機(jī)可實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)能力，；——采煤機(jī)牽引速度，；——平均采高，m。（3）刮板輸送機(jī)可實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)能力?？砂聪率接?jì)算： 　　　　　　　　　　　　()式中——刮板輸送機(jī)可實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)能力，；——溜槽貨載截面積，；——裝滿因數(shù)，～；——裝載的松散容重，；——刮板機(jī)鏈速。各單機(jī)可實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)能力與工作面生產(chǎn)能力的關(guān)系應(yīng)滿足： ()本章主要分析了在綜采工作面處于動(dòng)態(tài)發(fā)展和復(fù)雜多變的地下環(huán)境中，受多種隨機(jī)因素的影響，煤層地質(zhì)條件多種多樣等條件下，包括采煤、支護(hù)、運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)環(huán)節(jié)可選用層次不同的開采設(shè)備的選型及配套情況。綜采工作面使用的設(shè)備繁多，它們不是簡(jiǎn)單的拼湊，而是有機(jī)的結(jié)合。綜采工作面設(shè)備配套就是要正確確定綜采工作面設(shè)備的類型和參數(shù)。本章考慮綜采工作面設(shè)備在空間尺寸、能力之間存在聯(lián)系和匹配關(guān)系，彼此間要相互適應(yīng)和協(xié)調(diào)等原因，最終使選用的綜采成套設(shè)備適合煤層賦存條件和礦井生產(chǎn)技術(shù)條件，以期獲得良好的使用效果。3 泗河煤礦綜采設(shè)備配套及工藝參數(shù)優(yōu)化 泗河煤礦主采4煤層厚度在O～3m，從已開采揭露情況看，現(xiàn)在正在開采煤層為復(fù)合頂板。直接頂為灰黑色泥質(zhì)粉砂巖，～2m，其上一般有2個(gè)小煤層，厚度0～，開采中頂板極難控制，頂板管理難度大。底板一般為粘土巖，有時(shí)為砂頁(yè)巖互層和細(xì)砂眼。中間含小煤層厚度在0～1m，底板總厚度3～5m，受壓時(shí)極易出現(xiàn)底板變形，造成支柱鉆底，從而影響工作面的支護(hù)質(zhì)量。煤層傾角一般不大于25度。落差在3以內(nèi)的斷層及破碎帶分布較多。由于薄煤層的特點(diǎn)，滾筒直徑的選擇要小，由此帶來了一系列問題。要使?jié)L筒裝煤達(dá)到良好效果，必須解決3個(gè)方面的技術(shù)問題。⑴滾筒直徑、過煤高度、臥底量對(duì)裝煤效果的影響。⑵滾筒的轉(zhuǎn)速與滾筒裝煤效果關(guān)系。⑶滾筒裝煤與滾筒結(jié)構(gòu)的關(guān)系。，降低最小采煤高度在薄煤層綜采機(jī)械化裝備配套中，機(jī)身高度、輸送機(jī)高度與過煤高度的選擇是薄煤層最低開采高度的決定因素。機(jī)身高度即采煤機(jī)上平面到地平面的高度；過煤高度是指輸送機(jī)中板到采煤機(jī)機(jī)身下平面的高度，是煤流及矸石通過的空間；機(jī)面高度取決于輸送機(jī)高度、過煤高度與采煤機(jī)機(jī)身厚度。薄煤層采煤機(jī)為了降低機(jī)身高度，采用去掉底托架、機(jī)身各部件間用拉桿相連的結(jié)構(gòu)，驅(qū)軌輪改為突出機(jī)身布置，從而達(dá)到了降低機(jī)身厚度的目的。輸送機(jī)高度在選擇時(shí)，采用鑄造封底結(jié)構(gòu)，鏈環(huán)形式為中雙鏈，對(duì)刮板及中部槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，也使其高度大大降低[16]。采煤機(jī)和輸送機(jī)一經(jīng)選定，厚度和高度無法改變，只有選擇合理的過煤高度，使機(jī)面高度進(jìn)一步降低。過煤高度的選擇，通過對(duì)煤塊和矸石塊度大小的統(tǒng)計(jì)來選擇，保證其從采煤機(jī)身下順利通過。只有這樣，才能使配套后的機(jī)面高度降到最低，從而保證配套設(shè)備達(dá)到最低采煤高度的要求。用于薄煤層的輸送機(jī)，有著與中厚煤層輸送機(jī)不同的特點(diǎn)。首先要求中部槽高度要低；其次，由于采煤機(jī)機(jī)身厚度變薄，從而使機(jī)身寬度加大，這要求輸送機(jī)的寬度相應(yīng)增加，保證輸送機(jī)的縱向重心線與采煤機(jī)重心線相吻合，否則，采煤機(jī)割煤或矸石時(shí)，產(chǎn)生的震動(dòng)會(huì)使配套設(shè)備工作不穩(wěn)定。另外，輸送機(jī)的加寬，需要解決:①在電纜架滿足存放電纜水管的前提下，結(jié)構(gòu)盡可能低且窄，以增加行人空間；②由于電纜架也需要降低，要防止支架底座非正常情況下與電纜架干涉；③支架設(shè)計(jì)時(shí)頂梁相應(yīng)加長(zhǎng)；④支架底座的設(shè)計(jì)時(shí)要較?。虎葜Ъ苌喜倏v閥的設(shè)置要為增加行人空間提供便利。薄煤層對(duì)采煤機(jī)除了降低厚度要求外，還要求整機(jī)長(zhǎng)度應(yīng)盡可能縮短，以適應(yīng)工作面高低起伏的條件，同時(shí)也是為了保證配套裝備的最低工作高度。另外，由于薄煤層賦存條件變化較大(斷層、夾矸、變薄帶較多)，薄煤層采煤機(jī)截割堅(jiān)硬矸石的機(jī)會(huì)比中厚煤層要多，帶來的震動(dòng)、沖擊也要比中厚煤層頻繁和劇烈，因此，對(duì)整機(jī)的結(jié)構(gòu)提出了更強(qiáng)更高的要求，截煤部的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與截割功率要求較高，采煤機(jī)要有較高的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以滿足薄煤層開采的特點(diǎn)。根據(jù)泗河煤礦薄煤層開采的特點(diǎn)，采用計(jì)算機(jī)對(duì)支架四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析尋優(yōu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì)，滿足工作條件，優(yōu)化了支架結(jié)構(gòu):⑴支架為支撐掩護(hù)式，采用了整體頂梁，二柱支撐滿足了大伸縮的要求；⑵主要結(jié)構(gòu)件用Q550高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼板制作，減輕了支架重量。采用焊前預(yù)熱，焊后人工時(shí)效的焊接工藝，保證結(jié)構(gòu)件焊接質(zhì)量；⑶選用大流量液壓元件，提高支架的響應(yīng)速度；⑷合理布置液壓管路系統(tǒng)，加大了人、機(jī)空間。選用的ZY5200/9/20型液壓支架的技術(shù)特征如下:兩柱支撐掩護(hù)式， m～ m， m～ m， m，工作阻力5200 kN， MPa，適應(yīng)傾角不大于15176。，操作方式為鄰架控制，支架重量13600 kg。結(jié)合薄煤層開采的技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)采煤機(jī)以下幾個(gè)方面進(jìn)行了改造:⑴改進(jìn)設(shè)計(jì)泵箱，解決發(fā)熱問題，以滿足綜采開機(jī)率高的工況需要；⑵專門設(shè)計(jì)一組錐形軸搖臂，使?jié)L筒圈直徑減小，相應(yīng)增大葉片高度，滿足臥底量要求；⑶優(yōu)化滾筒設(shè)計(jì)，合理增大葉片螺旋升角，改善裝煤效果；⑷適當(dāng)減低機(jī)身高度(824 mm)，采煤機(jī)各大連接處作了相應(yīng)改進(jìn)。選用的MG2100/465W型采煤機(jī)的技術(shù)特征如下: m～ m，適應(yīng)傾角不大于25176。，適應(yīng)硬度系數(shù)f≤4，滾筒直徑800 mm/1 000 mm，機(jī)面高度824 mm，最小臥底量180 mm，牽引方式為無鏈牽引，牽引力295 kN，牽引速度0 m/min～ m/min，電動(dòng)機(jī)功率4100 kW+165 kW，電壓等級(jí)1140 V，機(jī)器總重18 t，機(jī)器總長(zhǎng)7 858 mm。對(duì)刮板輸送機(jī)主要在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了改造:⑴采用了薄煤層刮板輸送機(jī)中雙鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，輸煤條件得以改善；⑵國(guó)內(nèi)首次在薄煤層刮板輸送機(jī)上采用了22E型中部槽型鋼，整機(jī)剛性、強(qiáng)度有較大提高；⑶降低機(jī)頭、機(jī)尾過渡槽高度(為430 mm)，改善了采煤機(jī)對(duì)機(jī)頭、機(jī)尾煤壁的截割條件；⑷加強(qiáng)了鏟板、電纜槽架、牽引排銷等處的連接。選用的SGZ764/264W型刮板輸送機(jī)技術(shù)特征如下:出廠長(zhǎng)度170 m，輸送量450 t/h，裝機(jī)功率2132 kW， m/s，緊鏈方式為閘盤緊鏈。工作面合理工藝參數(shù)的確定，是綜采配套設(shè)備實(shí)現(xiàn)工作面高產(chǎn)的基礎(chǔ)。綜合考慮采煤機(jī)功率、煤質(zhì)硬度系數(shù)、煤層厚度及采高、頂板節(jié)理發(fā)育情況、支撐壓力壓酥煤壁深度、支架支護(hù)方式等因素來確定截深。通過認(rèn)真分析工作面地質(zhì)條件和設(shè)備配套情況， m。當(dāng)頂板節(jié)理發(fā)育、片幫嚴(yán)重時(shí)，每刀拉架時(shí)進(jìn)行超前支護(hù)，以提高循環(huán)單產(chǎn)。采用鄰架操作，及時(shí)支護(hù)。在采煤機(jī)割過后，先移支架撐住頂板，然后再移輸送機(jī)。結(jié)合煤層厚度掌握加長(zhǎng)桿伸縮范圍，以便以合理架位及高度支護(hù)頂板[19]。頂板情況允許時(shí)，順序移架與隔架移架相結(jié)合，保證移架速度滿足采煤機(jī)割煤速度，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)快速割煤。采用MG2100/465W型采煤機(jī)落煤，單向采煤，中部斜切進(jìn)刀，前滾筒割頂煤，后滾筒割底煤，自開缺口。薄煤層綜采工作面合理工藝參數(shù)的有效保障，主要包括工作面各運(yùn)輸環(huán)節(jié)的相互協(xié)調(diào)及過載保護(hù)、長(zhǎng)距離通訊指揮、工作面“三直一平”及過地質(zhì)構(gòu)造的控制措施。為此，泗河煤礦采用了國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的TK200通訊控制系統(tǒng)，強(qiáng)化了工作面生產(chǎn)管理，保證了工作面各工序的最佳匹配，大幅度降低了工作面故障率，使工作面開機(jī)率達(dá)到90%以上。TK200通訊控制系統(tǒng)由TK110型工作面控制器、TK120型電源、TJ100型礦用電流檢測(cè)裝置、TK130擴(kuò)音電話、TK130C多功能電話、TK150型智能終端、TK150E型智能耦合器和TK130X型五芯帶屏蔽礦用拉力電纜組成。TK200通訊控制系統(tǒng)的應(yīng)用，充分發(fā)揮出其通訊控制一體化功能，大幅度降低了工作面設(shè)備的故障，最大限度地實(shí)現(xiàn)了各工序間的協(xié)調(diào)運(yùn)作，極大地提高了工作面的工時(shí)利用率，有力地保證了薄煤層工作面高產(chǎn)高效[2021]。⑴由于TK200通訊控制系統(tǒng)在工作面布置了12部TK130系統(tǒng)電話，在電氣列車上設(shè)有控制臺(tái)，工作面所有電話及控制臺(tái)之間均可任意通話，控制臺(tái)可實(shí)現(xiàn)工作面所有設(shè)備的集中控制，大幅度降低了機(jī)電故障率。⑵由于工作面擴(kuò)音電話能實(shí)現(xiàn)工作面沿線全線擴(kuò)音，所以極大地方便了跟班隊(duì)長(zhǎng)、班組長(zhǎng)的生產(chǎn)指揮，改變了以往人員來回跑動(dòng)指揮、晃燈發(fā)信號(hào)、喊話聯(lián)系的方式，加強(qiáng)了工作面各生產(chǎn)工序之間的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，使各工序之間密切配合，充分發(fā)揮單位時(shí)間內(nèi)正規(guī)循環(huán)作業(yè)的有效性，大大提高了工作效率。⑶由于采用了集中控制和工作面沿線閉鎖方式，使工作面沿線操作人員只能停機(jī)，不能開機(jī)；如要開機(jī)，通知控制臺(tái)?？刂婆_(tái)在開機(jī)時(shí)，均要進(jìn)行語(yǔ)言報(bào)警，并且設(shè)有延時(shí)裝置，避免了以往盲目起車而損壞機(jī)電設(shè)備或造成安全事故的現(xiàn)象。如工作面沿線有故障，操作人