【文章內(nèi)容簡介】 與鏟煤板之間的空隙距離，為了防止采煤機在輸送機彎曲段工作時滾筒切割鏟煤板，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算，mm； ——輸送機寬度，其組成為：。其中，為鏟煤板的寬度，一般為150～240mm；為輸送機中部槽的寬度；為電纜槽和導向槽的寬度，通常為360mm；為立柱與電纜槽之間的距離，為了避免輸送機傾斜時擠壞電纜和保證司機的操作安全，此距離應大于200～400mm。由于底板槽截割不平，輸送機產(chǎn)生偏斜，為了避免采煤機滾筒截割到頂梁，支架梁端與煤壁之間應留有無支護的間隙，此間隙約為200～400mm。煤層薄時取小值，厚時取大值。從前柱到梁端的長度應為： 　　　　　　　　　　　 ()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； ——采煤機機身高度、輸送機高度和采煤機底托架高度（自輸送機中部計算起）之和，但底托加高度要保證過煤高度250～300mm； ——采煤機機身上方的空間高度，按便于司機操作及留有頂板下沉量確定，mm。“三機”的性能及生產(chǎn)能力配套“三機”性能配套主要解決各設備性能間互相制約的問題,從而充分發(fā)揮設備性能，以滿足生產(chǎn)的需要?！叭龣C”生產(chǎn)能力配套工作面生產(chǎn)能力取決于采煤機落煤能力，而工作面輸送機、液壓支架和其它設備的生產(chǎn)能力都要大于采煤機的生產(chǎn)能力。綜采工作面的生產(chǎn)能力，可按下列程序計算[1314]：（1）確定綜采工作面所需的生產(chǎn)能力。工作面所需的小時生產(chǎn)能力可按下式計算： 　　　　　　　　　　　　　 ()式中——生產(chǎn)不均衡因數(shù)，～；——工作面產(chǎn)量，；——時間利用系數(shù)，～。（2）采煤機課實現(xiàn)的生產(chǎn)能力?？砂聪率接嬎悖?　　　　　　　　　　　　()式中——采煤機可實現(xiàn)的生產(chǎn)能力，；——采煤機牽引速度，；——平均采高，m。（3）刮板輸送機可實現(xiàn)的生產(chǎn)能力?？砂聪率接嬎悖?　　　　　　　　　　　　()式中——刮板輸送機可實現(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，；——刮板機鏈速。各單機可實現(xiàn)的生產(chǎn)能力與工作面生產(chǎn)能力的關系應滿足： ()本章主要分析了在綜采工作面處于動態(tài)發(fā)展和復雜多變的地下環(huán)境中，受多種隨機因素的影響，煤層地質(zhì)條件多種多樣等條件下，包括采煤、支護、運輸?shù)榷鄠€環(huán)節(jié)可選用層次不同的開采設備的選型及配套情況。綜采工作面使用的設備繁多，它們不是簡單的拼湊，而是有機的結合。綜采工作面設備配套就是要正確確定綜采工作面設備的類型和參數(shù)。本章考慮綜采工作面設備在空間尺寸、能力之間存在聯(lián)系和匹配關系，彼此間要相互適應和協(xié)調(diào)等原因，最終使選用的綜采成套設備適合煤層賦存條件和礦井生產(chǎn)技術條件，以期獲得良好的使用效果。3 泗河煤礦綜采設備配套及工藝參數(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合頂板。直接頂為灰黑色泥質(zhì)粉砂巖，～2m，其上一般有2個小煤層，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，有時為砂頁巖互層和細砂眼。中間含小煤層厚度在0～1m，底板總厚度3～5m，受壓時極易出現(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，滾筒直徑的選擇要小，由此帶來了一系列問題。要使?jié)L筒裝煤達到良好效果，必須解決3個方面的技術問題。⑴滾筒直徑、過煤高度、臥底量對裝煤效果的影響。⑵滾筒的轉(zhuǎn)速與滾筒裝煤效果關系。⑶滾筒裝煤與滾筒結構的關系。，降低最小采煤高度在薄煤層綜采機械化裝備配套中，機身高度、輸送機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。機身高度即采煤機上平面到地平面的高度；過煤高度是指輸送機中板到采煤機機身下平面的高度，是煤流及矸石通過的空間；機面高度取決于輸送機高度、過煤高度與采煤機機身厚度。薄煤層采煤機為了降低機身高度，采用去掉底托架、機身各部件間用拉桿相連的結構，驅(qū)軌輪改為突出機身布置，從而達到了降低機身厚度的目的。輸送機高度在選擇時，采用鑄造封底結構，鏈環(huán)形式為中雙鏈，對刮板及中部槽結構進行了特殊設計，也使其高度大大降低[16]。采煤機和輸送機一經(jīng)選定，厚度和高度無法改變，只有選擇合理的過煤高度，使機面高度進一步降低。過煤高度的選擇，通過對煤塊和矸石塊度大小的統(tǒng)計來選擇，保證其從采煤機身下順利通過。只有這樣，才能使配套后的機面高度降到最低，從而保證配套設備達到最低采煤高度的要求。用于薄煤層的輸送機，有著與中厚煤層輸送機不同的特點。首先要求中部槽高度要低；其次，由于采煤機機身厚度變薄，從而使機身寬度加大，這要求輸送機的寬度相應增加，保證輸送機的縱向重心線與采煤機重心線相吻合，否則，采煤機割煤或矸石時，產(chǎn)生的震動會使配套設備工作不穩(wěn)定。另外，輸送機的加寬，需要解決:①在電纜架滿足存放電纜水管的前提下，結構盡可能低且窄，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支架設計時頂梁相應加長；④支架底座的設計時要較薄；⑤支架上操縱閥的設置要為增加行人空間提供便利。薄煤層對采煤機除了降低厚度要求外，還要求整機長度應盡可能縮短，以適應工作面高低起伏的條件，同時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)，薄煤層采煤機截割堅硬矸石的機會比中厚煤層要多，帶來的震動、沖擊也要比中厚煤層頻繁和劇烈，因此，對整機的結構提出了更強更高的要求，截煤部的結構強度與截割功率要求較高，采煤機要有較高的整體結構強度和穩(wěn)定性，以滿足薄煤層開采的特點。根據(jù)泗河煤礦薄煤層開采的特點，采用計算機對支架四連桿機構進行運動分析尋優(yōu)與強度設計，滿足工作條件，優(yōu)化了支架結構:⑴支架為支撐掩護式，采用了整體頂梁，二柱支撐滿足了大伸縮的要求；⑵主要結構件用Q550高強度結構鋼板制作，減輕了支架重量。采用焊前預熱，焊后人工時效的焊接工藝，保證結構件焊接質(zhì)量；⑶選用大流量液壓元件，提高支架的響應速度；⑷合理布置液壓管路系統(tǒng)，加大了人、機空間。選用的ZY5200/9/20型液壓支架的技術特征如下:兩柱支撐掩護式， m～ m， m～ m， m，工作阻力5200 kN， MPa，適應傾角不大于15176。，操作方式為鄰架控制，支架重量13600 kg。結合薄煤層開采的技術特點，對采煤機以下幾個方面進行了改造:⑴改進設計泵箱，解決發(fā)熱問題，以滿足綜采開機率高的工況需要；⑵專門設計一組錐形軸搖臂，使?jié)L筒圈直徑減小，相應增大葉片高度，滿足臥底量要求；⑶優(yōu)化滾筒設計，合理增大葉片螺旋升角，改善裝煤效果；⑷適當減低機身高度(824 mm)，采煤機各大連接處作了相應改進。選用的MG2100/465W型采煤機的技術特征如下: m～ m，適應傾角不大于25176。，適應硬度系數(shù)f≤4，滾筒直徑800 mm/1 000 mm，機面高度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，電動機功率4100 kW+165 kW，電壓等級1140 V，機器總重18 t，機器總長7 858 mm。對刮板輸送機主要在以下幾個方面進行了改造:⑴采用了薄煤層刮板輸送機中雙鏈傳動結構，輸煤條件得以改善；⑵國內(nèi)首次在薄煤層刮板輸送機上采用了22E型中部槽型鋼，整機剛性、強度有較大提高；⑶降低機頭、機尾過渡槽高度(為430 mm)，改善了采煤機對機頭、機尾煤壁的截割條件；⑷加強了鏟板、電纜槽架、牽引排銷等處的連接。選用的SGZ764/264W型刮板輸送機技術特征如下:出廠長度170 m，輸送量450 t/h，裝機功率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，是綜采配套設備實現(xiàn)工作面高產(chǎn)的基礎。綜合考慮采煤機功率、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、支架支護方式等因素來確定截深。通過認真分析工作面地質(zhì)條件和設備配套情況， m。當頂板節(jié)理發(fā)育、片幫嚴重時，每刀拉架時進行超前支護，以提高循環(huán)單產(chǎn)。采用鄰架操作，及時支護。在采煤機割過后，先移支架撐住頂板，然后再移輸送機。結合煤層厚度掌握加長桿伸縮范圍，以便以合理架位及高度支護頂板[19]。頂板情況允許時，順序移架與隔架移架相結合，保證移架速度滿足采煤機割煤速度，以實現(xiàn)連續(xù)快速割煤。采用MG2100/465W型采煤機落煤，單向采煤，中部斜切進刀，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輸環(huán)節(jié)的相互協(xié)調(diào)及過載保護、長距離通訊指揮、工作面“三直一平”及過地質(zhì)構造的控制措施。為此，泗河煤礦采用了國內(nèi)最先進的TK200通訊控制系統(tǒng)，強化了工作面生產(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，使工作面開機率達到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型礦用電流檢測裝置、TK130擴音電話、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備的故障，最大限度地實現(xiàn)了各工序間的協(xié)調(diào)運作，極大地提高了工作面的工時利用率，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，在電氣列車上設有控制臺，工作面所有電話及控制臺之間均可任意通話，控制臺可實現(xiàn)工作面所有設備的集中控制，大幅度降低了機電故障率。⑵由于工作面擴音電話能實現(xiàn)工作面沿線全線擴音，所以極大地方便了跟班隊長、班組長的生產(chǎn)指揮，改變了以往人員來回跑動指揮、晃燈發(fā)信號、喊話聯(lián)系的方式，加強了工作面各生產(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，不能開機；如要開機，通知控制臺。控制臺在開機時，均要進行語言報警，并且設有延時裝置，避免了以往盲目起車而損壞機電設備或造成安全事故的現(xiàn)象。如工作面沿線有故障，操作人